Implementacja interferometru referencyjnego do nanodetekcji

Ogólnym celem tej procedury jest stworzenie interferometru referencyjnego, który wykorzystuje wykrywanie w trybie Whispering Gallery do wykrywania cząstek o średnicach rzędu dziesiątek nanometrów w celu uzyskania ultra wysokiego współczynnika jakości. Tryb szepczącej galerii, mikrownęka i foton rezonansowy krążą w nim setki tysięcy razy. Spowoduje to zauważalną zmianę właściwości optycznych, gdy cząstka wyląduje w mikrownęce.

Jeśli rozpraszanie wsteczne jest wystarczająco silne, a utrata wnęki jest wystarczająco niska, eksperymentalnie pojawiają się tryby rozszczepienia para. Spowoduje to efekt rozszczepienia częstotliwości i nastąpi absorpcja cząstek. Nastąpi wtedy przesunięcie częstotliwości.

Główną zaletą tej techniki interferometru referencyjnego w porównaniu z istniejącymi systemami, takimi jak te śledzące częstotliwość rezonansową wnęki poprzez patrzenie na napięcie skanowania, jest to, że jest ona w stanie stłumić szum lasera, a tym samym wzmocnić sygnał o całej wielkości. Teraz, poza tym, że jest to łatwe do skonstruowania i opłacalne, metoda ta jest szczególnie przydatna do badania lub wykorzystywania właściwości szerokiego zakresu obszarów motorycznych w niewoli oraz do wykrywania żeber pojedynczych cząsteczek, takich jak wirus grypy. Aby rozpocząć montaż interferometru referencyjnego, skieruj światłowód jednomodowy o długości od 600 do 800 nanometrów w kierunku wejścia sprzęgacza kierunkowego trzech DB.

Jedno z włókien wyjściowych tego łącznika powinno tworzyć serię pętli o długości 16 stóp, aby dodać opóźnienie optyczne. Pozostałe włókno wyjściowe należy zacisnąć na kontrolerze polaryzacji, który będzie później używany do dostrajania transmisji optycznej. Po podłączeniu tych światłowodów do portów wejściowych drugiego łącznika kierunkowego z trzema DB, sygnały wyjściowe zmiksowane w fotografii będą następnie służyć jako wejścia dla zbalansowanego fotodetektora.

Ta sieć komponentów optycznych może być umieszczona na trzystopniowym regale, który znajduje się w styropianowym pudełku zamkniętym akrylowym miski, który ma być wypełniony 50% lodem zmieszanym z 50% płynnym lodem ogolonym wodą ze względu na stabilność jest preferowany zamiast kostek lodu. Oba muszą być jednak starannie umieszczone w obudowie, aby uniknąć uszkodzenia światłowodów. Następnie możliwe jest włączenie tego do istniejącej konfiguracji zdolnej do sondowania mikrownęki w trybie szepczącej galerii.

Po pierwsze, upewnij się, że wyjście sondy jest odbierane na początkowym łączniku kierunkowym trzech DB, aby liniowo skanować laser zasilający sygnał rampy 100 Hz o napięciu 100 Hz od jednego V do szczytu. Wyjście fotodetektora wagi powinno wtedy stać się sinusoidalne. Kolejnym krokiem jest odpowiednie dostrojenie regulatora polaryzacji w celu optymalizacji szczytowego napięcia górnego przebiegu sinusoidalnego.

Aby skonfigurować laser do ciągłego wyprowadzania fal, ustaw generator przebiegów w tryb prądu stałego i dostrój go tak, aby poprzedni sygnał oscylował wokół zera. Monitorując sygnał za pomocą elektrycznego analizatora widma, można ostatecznie określić swobodny zakres spektralny. Można to osiągnąć, znajdując separację częstotliwości między maksimum przy zerowej częstotliwości a pierwszą wartością zerową.

Przymocuj uchwyt światłowodu do zmotoryzowanego etapu tłumaczenia. Po dodaniu złączy PC FC A do jednego końca dwóch włókien światłowodowych, usuń powłokę buforową z odsłoniętych końców za pomocą ściągacza izolacji światłowodowej. Wyczyść je acetonem, a następnie izopropanolem.

Następnie lea końcowe fasety. Pamiętaj, aby bezpiecznie pozbyć się nadmiaru błonnika. Następnym krokiem jest dyfuzja.

Połącz te włókna ze sobą Po spawaniu. Zaciśnij prawą i lewą granicę nowego segmentu światłowodu do uchwytu światłowodu tak, aby znajdował się w pobliżu wylotu wodoru i był widoczny przez obiektyw mikroskopu optycznego. Po uwolnieniu wodoru ciśnienie w kanale stabilizuje się, a natężenie przepływu wynosi 110 mililitrów na minutę.

Zapal wodór podczas monitorowania transmisji optycznej, wyświetlając liniowo sygnał fotodetektora na oscyloskopie. Wyciągnij światłowód za pomocą niestandardowego oprogramowania do użytku laboratoryjnego. Powinieneś zauważyć, że szerokość światłowodu stopniowo się zmniejsza, a transmitowana intensywność powinna zacząć oscylować z powodu zakłóceń wielomodowych.

Gdy transmitowana intensywność przestanie się zmieniać, przestań ciągnąć światłowód. Wyznacza to punkt, w którym stożek jest wystarczająco cienki, aby utrzymać pojedynczy tryb okładziny. Zwolnij uchwyt światłowodu ze etapu translacji i zabezpiecz go w pobliżu PA i stopnia elektrycznego, które będą podtrzymywać twoją mikrownękę.

Podczas tej części procedury należy nosić kombinezon do pomieszczenia czystego, aby uniknąć zanieczyszczenia próbek obcymi cząstkami. Obejmuje to ochraniacze na buty, maskę na twarz, okulary ochronne, siatkę na włosy i parę rękawiczek lateksowych. Po skonfigurowaniu stacji roboczej pobierz monochromatyczne mikrosfery o promieniu 50 nanometrów, które powinny być przechowywane w temperaturze czterech stopni Celsjusza, gdy nie są używane.

Po przygotowaniu 10 pikomolarnego roztworu mikrosfer w buforowanym fosforanie ECCOs roztworze soli fizjologicznej lub DPBS, należy utworzyć czysty roztwór DPBS w jednomililitrowej probówce wirówkowej za pomocą mikropipety. Następnie wstrzyknij 900 mikrolitrów DPBS do dwóch kolejnych probówek. Należy pamiętać, że do różnych mieszanin należy używać oddzielnych końcówek do pipet.

Aby przygotować rozcieńczony jeden ciernomolowy i 100 femto molowy roztwory mikrosfer w DPBS, wyekstrahuj 100 mikrolitrów z oryginalnego roztworu 10 pico molowych i dozuj go do jednej z probówek zawierających 900 mikrolitrów DPBS. Krótko zwirować, wymieszać zawartość, a następnie usunąć 100 mikrolitrów z jednego roztworu piko molowego i powtórzyć poprzedni krok dla pozostałych dwóch. Następnie otwórz pokrywy wirówki.

Umieść w nim roztwory, upewniając się, że pozycje są naprzemiennie w celu wyważenia. Zamknij pokrywki I zainicjuj 30-minutowy cykl wirowania Po zakończeniu Otwórz pokrywki i ostrożnie wyjmij roztwory. Zabezpiecz probówki w komorze osuszającej.

Lekko odkręć ich nakrętki i opróżnij komorę w celu odgazowania mieszanin, częściowo zanurz osuszacz w kąpieli sonikatu i bombarduj roztwory falami ultradźwiękowymi przez 30 minut. Następnie wyjmij komorę z wanny. Wyjmij, usuwaj, usuwaj, napełniaj powietrzem i zbieraj roztwory.

Pamiętaj, aby zakręcić nakrętki na probówkach wirówkowych. Kolejne kroki będą koncentrować się na skonstruowaniu systemu dostarczania płynów. Po zbudowaniu stojaka wytnij segment kanalika mikroprzepływowego, który jest nieco dłuższy niż jedna stopa.

Włóż końcówkę strzykawki na jeden koniec i podłącz ją do złączki zamka lur w zespole do grabieży beczki. Następnie przykręć dwie końcówki strzykawki do obu końców dzikiego zwierzęcia. Włóż jedną z tych końcówek strzykawki do odsłoniętego końca kanalika mikroprzepływowego i przymocuj ją do podpory stojaka.

Układ mikroprzepływowy znajdujący się bezpośrednio za próbką musi minimalizować rozlanie. Ponownie ustaw ostrość obiektywu mikroskopu pionowego, aby uzyskać ostry obraz stożka włókna. Powtórz to dla obiektywu mikroskopu poziomego.

Następnie możesz zamontować próbkę na pozycjonerze nano i przesunąć ją w kierunku środka stożka włókna. W tym przypadku stosuje się mikrosferę krzemionki O. Następnie zeskanuj długość fali lasera, aby uzyskać odpowiedni spadek rezonansu na oscyloskopie.

Po ocenie współczynnika jakości mikrownęki ostrożnie odsuń jej zwężanie włókien od struktury. Jeśli zwężanie się włókien znajduje się wystarczająco blisko mikrownęki, siły Vandera Walla przyciągną je do siebie, tak że zetkną się ze sobą. Prawdopodobnie spowoduje to nadmierne sprzężenie, które można skorygować, rozdzielając struktury Jeszcze raz załaduj pastelową pipetę wodą i dodaj krople za mikrownęką, aby otaczające ją medium dielektryczne stało się tą cieczą.

Teraz możesz przystąpić do przesyłania roztworów do próbki. Teraz, gdy system interferometrii referencyjnej jest już skonfigurowany, skonfiguruj ustawienia wyzwalania oscyloskopu i uruchom domowe oprogramowanie, aby zebrać ślady. Następnie można uzyskać krzywe rezonansowe dla roztworu buforowego, który powinien co najwyżej wykazywać podział częstotliwości przy następnym zapisie, krzywe resus dla roztworów nanocząstek od najniższego do najwyższego stężenia.

W tym miejscu należy spodziewać się zmian częstotliwości średniej i podziału, które odpowiadają zdarzeniom wiązania. Dane śladowe mogą być przetwarzane za pomocą skryptów MATLAB, a w tym konkretnym przykładzie współczynnik jakości można uzyskać, porównując strukturę rezonansową na górnym wykresie podrzędnym z sygnałem interferometru. Na dolnym wykresie podrzędnym współczynnik jakości tego konkretnego przebiegu wynosi około 200 milionów dla zanurzenia w roztworze buforowym.

Ponadto można generować spektrogramy przed kalibracją, spektrogramy po kalibracji i kształty fal na podłodze szumu po skonstruowaniu informatorów referencyjnych za pomocą tej procedury. Do tej pory powinieneś dobrze zrozumieć, jak działa ta różnorodność pomocy dla mieszkańców i jak połączyć je z własnym systemem. Poza tym powinieneś dobrze rozumieć, jak przeprowadzić wykrywanie samoreferencji za pomocą wnęk w trybie szepczących błędów.