Implementação de um interferômetro de Referência para Nanodetection

Summary

Uma técnica interferômetro de referência, que é projetado para remover indesejável ruído jitter laser para nanodetection, é utilizado para sondar um fator microcavidade ultra-alta qualidade. Instruções de montagem, instalação e aquisição de dados são fornecidos, juntamente com o processo de medição para especificar o fator de qualidade da cavidade.

Abstract

Um interferômetro de fibra térmica e mecanicamente estabilizado adequado para examinar microcavidades fator de ultra-alta qualidade é formado. Depois de avaliar a sua faixa espectral livre (FSR), o módulo é colocado em paralelo com um sistema de cone-microcavidade fibra e, em seguida, calibrados por meio de isolar e eliminar mudanças aleatórias na frequência do laser (ou seja, a laser ruído jitter). Para realizar a junção afunilada-microcavidade e para maximizar a potência óptica que é transferida para o ressonador, um único modo de guia de ondas de fibra óptica é puxado. Soluções contendo nanobeads poliestireno são então preparados e transportados para o microcavidade, a fim de demonstrar a capacidade do sistema para detectar ligação à superfície da microcavidade. Os dados são pós-processados ​​via curva adaptável encaixe, o que permite medições de alta resolução do fator de qualidade, bem como a plotagem dos parâmetros dependentes do tempo, tais como comprimento de onda ressonante e freqüência divisão turnos. Com cuidadoinspecionando passos na resposta no domínio do tempo e mudança na resposta no domínio da freqüência, este instrumento pode quantificar eventos de ligação discretos.

Introduction

Interesse de pesquisa tem aumentado significativamente no uso de modo sussurrando-gallery (WGM) microcavidades com o propósito de nanodetection e Biossensoriais ^1-8. Trata-se de fator de qualidade ultra-alta (Q) cavidades ópticas que são proficientes na identificação de partículas biológicas minúsculas, até o nível de proteína único ^2. Ou seja, monitorar mudanças na ressonância e frequência dividida para transmissão com extraordinária sensibilidade ^9-11 pode ser ativado por confinamento da cavidade de energia da luz dentro de um pequeno volume de modo. As variações nas propriedades ópticas de um ressonador são a causa desses deslocame....

Protocol

1. Referência Interferômetro Construção e Mensuração FSR

1. Construção
   1. Criar uma caixa de acrílico open-top. Esta estrutura deve ser grande o suficiente para caber confortavelmente em um 16 em x 16 em x 16 em caixa de isopor.
   2. Fabricar uma estante de 3 estágios para abrigar os componentes ópticos, que irá sentar-se na caixa de acrílico o open-top e será completamente fechado pela caixa de isopor para isolamento térmico. Dois furos elevados na caixa de Styrofoam tem de estar presente para permitir que as fibras para entrar e sair de todo o invólucro.
   3. Na 3 ^ª etapa: Uma fibra do acoplador direccional 3 dB de saída deve ser ....

Results

Depois, seguindo o protocolo, os traços podem ser compilados e montado. Figura 3a mostra a estrutura típica de ressonância das microesferas, tal como apresentado no vídeo, para que a divisão de frequência é observada em um meio de DPBS. Um ajuste de mínimos quadrados para a função dupla de Lorentz indica que o factor das depressões de ressonância esquerdo e direito são de qualidade respectivamente 2,1 x 10 ⁸ a 3,8 x 10 ⁸ num ambiente aquoso. As frequências ópticas do FWHM são obtid.......

Discussion

Esta configuração atual é capaz de sondar uma variedade de microcavidades WGM, como microdiscos, microesferas e microtoroids, sem necessidade de qualquer controle de feedback para a fonte de laser da sonda. Uma proporção considerável de sinal-para-ruído (SNR) para a detecção pode ser obtida, devido às melhorias deslocamento passo fornecidas por comprimento de percurso e de efeitos induzidos de retroespalhamento por partículas. Dada a simplicidade eo baixo custo do próprio interferômetro de referência, este método é uma .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Poliestireno  Microesferas	PolyScience
Dulbecco' s Fosfato tamponado com solução salina (DPBS)	Life Technologies	14190
Sistema Nanoposicionador Piezoelétrico	Physik Instrumente	P-611.3S
Fotodetector Balanceado	Thorlabs	PDB120A
	Fotodetector Newport	1801-FC
3 dB Acoplador Direcional de Fibra Óptica	Thorlabs	FC632-50B
10 Acoplador Direcional de Fibra Óptica dB	Thorlabs	FC632-90B
Controlador de Polarização Drop-In	General Photonics	PLC-003-S-25
Gerador de Função	Hewlett-Packard	33120A
Fusion Splicer	Ericsson	FSU-925
Osciloscópio de Alta Velocidade	Agilent	DS09404A
Estágio de Tradução Motorizado com Controlador	Thorlabs	MTS25-Z8E
Fibra Óptica de Modo Único, 600-800 nm, Ø 125 μ Revestimento de m	Thorlabs	SM600
	Tektronix	RSA3408B
	Agilent	70951A
632,5 - 637 nm Laser Sintonizável	Novo Foco	TLB-6304
Bomba de Filtração	KNF
Ultrassom Crista de Limpeza Ultrassônica		Centrífuga Powersonic 1100D
Mini Vortexer	VWR	VM-3000
Beckman	Coulter	Microfuge 22R