יישום של אינטרפרומטר הפניה לNanodetection

Summary

טכניקת התייחסות אינטרפרומטר, שנועד להסיר רעש להתעצבן לייזר רצוי לnanodetection, הוא מנוצל לחיטוט microcavity גורם איכות גבוהה במיוחד. הוראות להרכבה, התקנה, ורכישת נתונים מסופקות, לצד תהליך המדידה לציון גורם איכות החלל.

Abstract

אינטרפרומטר סיבים התייצב תרמית ומכאנית המתאימים לבחינת microcavities גורם איכות גבוהה במיוחד מעוצב. לאחר הערכת טווח הספקטרום שלה בחינם (FSR), מודול הוא לשים במקביל למערכת להתחדד-microcavity סיבים ולאחר מכן מכויל באמצעות בידוד וביטול משמרות אקראיות בתדר הלייזר (כלומר רעש להתעצבן לייזר). על מנת לממש את הצומת להתחדד-microcavity ועל מנת למקסם את הכוח האופטי שמועבר למהוד, מוליך גל סיבים אופטיים במצב יחיד הוא משך. פתרונות המכילים nanobeads קלקר לאחר מכן הכינו והוטסו לmicrocavity כדי להפגין את יכולתה של המערכת לחוש מחייב את פני השטח של microcavity. הנתונים הוא שלאחר עיבוד באמצעות עקומת הסתגלות מתאימה, המאפשרת למדידות ברזולוציה גבוהה של גורם האיכות, כמו גם ההתוויה של פרמטרים תלויי זמן, כגון משמרות גל תהודה ותדר מפוצל. על ידי זהירותבדיקת צעדים בתגובת תחום בזמן ומשתנה בתדירות תגובת תחום, מכשיר זה יכול לכמת אירועים המחייבים בדידים.

Introduction

עניין למחקר עלה באופן משמעותי בשימוש במצב microcavities (WGM) לחישות גלריה לצורך nanodetection וbiosensing ^1-8. זה כרוך בגורם גבוה במיוחד איכות (Q) חללים אופטיים שהם בקיאים בזיהוי חלקיקים ביולוגיים זעירים, עד לרמה חד חלבון ^2. כלומר, ניטור שינויים בתהודה ותדר פיצול לשידור עם רגישות יוצאת דופן ^9-11 יכול להיות מופעל על ידי כליאתו של החלל של אנרגיית אור בתוך מצב נפח קטן. שינויים בתכונות אופטיות של מהוד הם הסיבה למשמרות אלה, אשר בתורו מקורן המחייבים של מולקולות או חלקיקים בדידים. דוגמא פחות מתוחכמת של מבנה WGM תלת ממדי עבור יישומים כגון היא microsphere סיליקה, שיכול להיות מפוברק עם משטח אטומי חלק ליד פשוט על ידי ablating סיבים אופטיים נמשכים באמצעות לייזר CO _2. כידוע,ניתן להשיג Q-גורמים גבוהים על סדר 10 ^{9 1.}

תדר התהודה של microcavity מנוטר באופן קונבנציונלי על ידי סריקת התדרים אופטיים של מקור לייזר מתכונן ובמקביל תמונה לזיהוי השידור האופטי, כי הוא נתפס על אוסצילוסקופ. חסרון מהותי של שיטה זו הוא חוסר הוודאות כרוך במיקום של טיפות בשידור שנובע מתנודות באורך גל לייזר או להתעצבן לייזר. כדי להתגבר על סיבוך זה, אינטרפרומטר יכול לשמש לצד microcavity לייצר אות התייחסות לביטול ריצוד הלייזר ולהגדיל את הרגישות שנצפתה ^2. קלט אור מחולק לשני נתיבים אופטיים: אלומת ההתייחסות שעוברת דרך אינטרפרומטר (עם מגוון חופשי רפאים או FSR גדול מספיק כדי למנוע את הלייזר ממנו רועד במרווח אחד תדירות FSR עבר בזמן מדידה) וקרן הגילוי כי interacts עם microresonator WGM. תכונה זו מייעלת את ניסויים בהשוואה לתצורות מתקדמות יותר, כגון זה של חישת WGM הכרוך שילוב של לייזר מופץ משוב (DFB) וniobate נדחף במוט מעת לעת ליתיום (PPLN) מכפיל ^12. בפרסום זה, טכניקת אינטרפרומטר לניטור של חומר ננו מבוסס microcavity גורם איכות גבוהה במיוחד מתוארת ^3. ההתקנה ורכישת נתונים הנהלים הנדרשים כדי להשיג את זה מפורטים, המדגימים כיצד ניתן לקבוע גורם איכות החלל באמצעות אינטרפרומטריה התייחסות.

Protocol

1. הפניה אינטרפרומטר בנייה ומדידה FSR

1. בנייה
   1. צור תיבת אקריליק גג פתוח. מבנה זה צריך להיות גדול מספיק כדי להתאים בנוחות לתוך 16 בx 16 בx 16 בתיבת קלקר.
   2. לפברק יחידה מדפים 3 שלבים לבית רכיבים אופטיים, שישבו בתיבת אקריליק הגג הפתוח ויהיה מוקפים לחלוטין על ידי תיבת הקלקר לבידוד תרמי. שני חורים מוגבהים על קופסא הקלקר חייבים להיות נוכחים כדי לאפשר לסיבים להיכנס ולצאת כל המתחם.
   3. על הבמה 3 ^rd: סיבי פלט אחת מהמצמד כיווני 3 dB צריכים להיות מהודקים לבקר קיטוב אשר בתורו מוביל ליציאת קלט של מצמד כיווני dB נפרד 3.
   4. על הבמה 2 ^nd: יוצר לולאה עם בערך 16 מטר של הסיב האופטי שמקורו ביציאת פלט האחר של המצמד כיווני הראשון 3 dB. לכוון את סיבים זה ליציאת קלט הנותרת של יםecond 3 מצמד כיווני dB על הבמה 3 ^rd.
   5. מלא את תיבת אקריליק עם 50% קרח מגולח מעורבב עם 50% מים נוזליים, כמו האופנה אמבט קרח וכתוצאה מכך לשמור על הטמפרטורה של הרכיבים אופטיים ליד 0 ° C.
2. מדידת FSR
   1. הגדר את חללית הלייזר באורך הגל הרצוי. מעסיק גנרטור פונקציה כזו שהתפוקה שלה מחוברת למפצל חשמל 3 dB. אחת היציאות ממפצל 3 dB חייב להיות מחובר לאוסצילוסקופ למטרות ניטור והפלט האחר הוא לשמש לישירות לכוון את התדר של הלייזר.
   2. להאכיל את פלט הלייזר כקלט למצמד כיווני 1 ^st 3 dB.
   3. שתי יציאות של המצמד כיווני dB 2 ^nd 3 הן לשאת אותות photomixed לגלאי האור מאוזנים (BPD). לבסוף, חבר את כבל הפלט של BPD לערוץ קלט של אוסצילוסקופ.
   4. באופן ליניארי לסרוק את תדר הלייזר על ידי supplיינג מודול הלייזר עם אות רמפה שנוצרה ממחולל צורת הגל (עם מתח שיא לשיא של 1 V ותדירות סריקה של 100 הרץ). אות הפלט מBPD תהפוך סינוסי על אוסצילוסקופ.
   5. כוון את בקר הקיטוב כדי למקסם את מתח שיא לשיא של גל סינוסי.
   6. כדי למדוד את FSR, להגדיר הלייזר לפלט גל מתמשך על ידי הגדרת מחולל צורת הגל למצב DC. כוון את מחולל מתח צורת הגל כזה שהאות המשודר מהפרעת האישיות הגבולית נע סביב 0 V (כלומר. נקודת נצב). בדוק את אות הפלט באמצעות מנתח ספקטרום חשמלי. אות פיקוח אמורה להופיע כפונקציה sinc מרובע, שבו מיקומו של האפס הראשון הקרוב ביותר למקסימום הגלובלי (באפס תדר) תואם את FSR. כדי למזער את רעש המדידה, להגדיר את מנתח הספקטרום החשמלי למצב מיצוע.

2. סיבי משיכת ¹³

מבוא: המטרה של הליך זה היא להתאים את השלב של פוטונים שנסעו בלהתחדד לאלה של microcavity כך שצימוד יעיל יכול להתרחש כ. כסיבים הוא משך, הקטע המרכזי שבין שני מלחציים יהיה המעבר מתמיכה במצב יחיד בתוך סיבים רגילים, למצבים מרובים בתוך מוליך גל שהוקמו על ידי חיפוי סיליקה המקורי הופך את הליבה והאוויר הופך לחיפוי, ולאחר מכן למצב אחד. ליבת סיליקה של הסיבים כמעט תיעלם בקטע המרכזי, שבו באופן זמני תנאי התפשטות multimode מרוצים יהיו נוטרלו על ידי ההתכווצות המתמדת של קוטר הסיב.

1. תקן את בעל סיבים לבמה translational הממונע.
2. Connectorize שני חלקים של סיבים אופטיים עם מחברים FC / APC בקצה אחד של כל קטע. הסר את ציפוי החיץ מהקצוות שאינם קשורים עם חשפנית סיבים, לנקות אותם עם אצטון הראשון והen isopropanol, לדבוק היבטי הסוף, והיתוך אחוי אותם יחד.
3. כדי לפקח על ההפסד בלהתחדד, להתחבר לייזר בדיקה במצב חשמל באופן קבוע לקצה אחד של הסיב ואילו הקצה השני של הסיב מחובר לגלאי אור (PD). הפלט של PD חייב להיות מחובר לאוסצילוסקופ. התאם את הגדרות אוסצילוסקופ כלמדוד את מתח יציאת PD, שהיא פרופורציונלית לכוח הלייזר המשודר.
4. רשום את הערך הראשוני של המתח המוצא פ"ד וממשיך לעקוב אחריו עד לשלב 2.9.
5. הצמד את הסיבים לבעל סיבים ותמונת הסיבים עם מיקרוסקופ אופטי.
6. לשחרר מימן כזאת שזה מתחיל לזרום ליד להתחדד, מחכה לאוויר כדי לצאת מהצינור וללחץ של הערוץ להתייצב. ברגע שקצב הזרימה של גז המימן מגיע 110 מיליליטר / דקה, להצית אותו ליד השקע עם מצית כדי לחמם את הסיבים.
7. באמצעות תכנית LabVIEW המותאם אישית, באופן ליניארי למשוך את הסיבים. שים לב כי במהלך puתהליך lling, ליבת הסיבים נעלם בהדרגה תוך מצבי חיפוי מרובים להיות דומיננטיים המנחה את האור דרך סיבי הסעיף מחודד. עוצמת מועברת באמצעות הסיב האופטי צריכה להתנדנד עקב הפרעה מרובה.
8. המשך משיכת הסיבים כדי לצמצם את הרוחב להתחדד סיבים עד שהוא רק תומך במצב של חיפוי אחד. ברגע שהעוצמת מועברת מפסיקה להשתנות, פסק למשוך הסיבים.
9. שחרר את בעל סיבים מהשלב התרגום ולאבטח אותו ליד הבמה פיזואלקטריים.

3. הכנה ואספקה ​​של פתרונות

1. הכן 22:00, PM 1, ו100 פתרונות FM מורכבים מ50 זעירים מקלקר monodisperse רדיוס ננומטר בתמיסת מלח של Dulbecco פוספט (DPBS). בנוסף, ליצור פתרון DPBS טהור.
2. הנח את הפתרונות בצנטריפוגה, להתנודד עמדותיהם בתוכו למטרות איזון, וליזום מחזור ספינינג 30 דקות.
3. על completion, באופן מאובטח למקם את הפתרונות בתוך תא ייבוש, לפנותו, ולהפציץ את הפתרונות עם גלי אולטרסאונד ל30 דקות.
4. הסר את הפתרונות ולהגדיר אותם בצד ליד הגדרת הניסוי.
5. לבנות מעמד למערכת אספקת נוזלים קטנה.
   1. לאחר ניקוי שתי ferrules, הכנס טיפים מזרק על שני הקצוות של קטע microtubule ולדפוק על ferrules לטיפי המזרק. בנפרד להתחבר אחד ferrules לקצה מזרק שלישי והשנייה לLuer לנעול הולמת של הרכבה חבית בוכנה.
   2. להדק את קצה המזרק החשוף לדוכן ולהשעין אותו מאחורי המדגם. הנוזלים צריכים להיות מסוגלים לזרום על המדגם ללא דליפה משמעותית.
6. במונחים של סעיף 5 לפרוטוקול, טען את החבית עם פתרון הולם ולהזריק אותו באופן ידני באמצעות מערכת microfluidic במהלך ניסוי.

4. לקביעת תצורת מערכת וגומלין

1. חבר את lase הבדיקה r למצמד כיווני 10 dB. היציאה בשילוב מחוברת ליציאת הקלט של אינטרפרומטר ההתייחסות והנמל מועבר מחובר לבקר קיטוב ואחריו הסיבים מחודדים.
2. ולמקד את מטרות מיקרוסקופ כדי לרכוש שתי תמונות חדות של להתחדד הסיבים.
3. חברו את היציאה של הסיב מחודד לפ"ד. הפלט של PD זה צריך להיות מחובר לערוץ קלט שונה של אוסצילוסקופ.
4. הר את המדגם על nanopositioner ולבצע התאמות גסות כדי לעקור אותו כך שהוא קרוב למרכז להתחדד הסיבים.
5. הזרק DPBS למדגם. לבצע התאמות גסות כזה שלהתחדד הסיבים מגיע לשדה הראייה של שתי מצלמות CCD. התאם את nanopositioner להקים צימוד מלהתחדד הסיבים לmicrocavity.
6. סרוק את אורך גל הלייזר כדי להשיג לטבול תהודה מתאימה באוסצילוסקופ.

5. Nanoparticle איתור

ontent "> כדי לרכוש נתונים: קביעת תצורה של הגדרות ההדק של אוסצילוסקופ ו, תוך שימוש בתוכנה מתוצרת בית, לאסוף עקבות אוסצילוסקופ לעיבוד נוסף.

1. רשום את הנתונים לפתרון החיץ כנקודת התייחסות.
2. רשום את הנתונים לפתרוני nanoparticle מהנמוכים ביותר לריכוז הגבוה ביותר.
3. שים לב לשינויים בתדירות המתרחשים עקב nanoparticle מחייב את microcavity.

6. לאחר העיבוד של נתונים

הנתונים שנאספו יכולים להיות מעובד נוסף על ידי תכנית MATLAB נכתב עצמית. התכנית צריכה:

1. קראו את עקבות אינטרפרומטר ההתייחסות ולנהל לפחות מרובע לנכון עקומות סינוסי. השלבים של סינוסי המצויד משמשים לאמידה להתעצבן הלייזר על לטוס.
2. קראו את עקבות שידור החלל ולערוך בו לפחות מרובע לנכון הפונקציה הכפולה של לורנץ. תדרים אופטיים מתאימים למטבלים התהודה (ν _1,ν ₂₎ והרוחב המלא שלהם במחצית המרבית (FWHM של, המיוצג על ידי δν _1, δν ₂₎ נקבעים על ידי השוואת אותות שידור לאות אינטרפרומטר.
3. השג גורם האיכות של כל טבילה בודדת מQ _i = ν _i / δν _אני, איפה אני יכול להיות או 1 (תהודה שמאל) או 2 (תהודה מימין).
4. חישוב, כמקובל, את התדרים אופטיים של מטבלים התהודה באמצעות סריקת מתח הלייזר, שבו התשואות להתעצבן לייזר רעש מדידה גדול יותר.
5. לאסוף _ממוצע ν תדר תהודה הממוצע = (ν ₁ + ν ₂₎ / 2 ותדירות פיצול Δν = ν ₂ - ν ₁ לכל מדידה ואת עלילתם כפונקציה של זמן. כאשר nanoparticle נקשר על פני השטח של microcavity, שינויים פתאומיים של שני תדר תהודה ממוצע וsho תדר המפוצלULD להיות שנצפה.

Representative Results

לאחר ביצוע הפרוטוקול, ניתן להדר את העקבות ומצוידות. איור 3 א מציג את מבנה התהודה הטיפוסי של microsphere כפי שהוצג בסרטון, שלפיצול תדר הוא ציין במדיום DPBS. כושר לפחות מרובע לפונקציה הכפולה הלורנצי מצביע על כך שהגורם לאיכות מטבלים תהודה שמאל וימין הוא בהתאמה 2.1 x 10 ⁸ ו3.8 x 10 ⁸ בסביבה מימית. התדרים אופטיים של FWHM מתקבלים על ידי השוואת ספקטרום החלל עם אות אינטרפרומטר ב3 ב איור, אשר מניב מדידה ברזולוציה גבוהה להערה ש כי ספקטרום התהודה מתקבל כאשר אורך גל הלייזר הוא כחול עבר, ואילו אדום משמרת תשואות מדידת ערכי Q דומים. איור 4 מראה את spectrograms התהודה שניתן להפיק, שבו כפול של לורנץ בכושר של עקומות השידור חושבו. במונחים של הכיול, הרעש להתעצבן לייזר דואר מופק אינטרפרומטר ההתייחסות המקורי והוסר לאחר מכן משני אינטרפרומטר ואותות microsphere. בהעדר ביטול ריצוד לייזר, תרשים 4 א פשוט מתאר ספקטרוגרמה שנוצרה על ידי מפעילה בעמקי תהודה. סחיפת תרמית עולה על כיול, כפי שניתן לראות באיור 4C. בניגוד למקום פנוי אינטרפרומטריה, גישת המדידה הובהרה ירדה הפסדים ומתקבל על דעת יכולה להיות משולבת על גבי פלטפורמת מערכת על השבב. כמותית, מדידות FSR למערכות אינטרפרומטריה מקום פנוי יכולות להגיע שגיאת RMS של 180 קילוהרץ לQ חלל = 1.5 x 10 ^8, תרגום לדיוק יחסי של 5.5 x 10 ^-6 לFSR = 32.9382 GHz ^14.

איור 5 מדגים מעקב רציף של אורך גל התהודה הממוצע של microcavity לתקופה של שני שלישים מדקה במקרה של זמןטבילת DPBS. העקומה האפורה מראה כי, כאשר אורך גל התהודה מתקבל על ידי שיטת סריקת מתח הלייזר הקונבנציונלית ולהתעצבן הלייזר אינו מכוילת החוצה, יש תנודות באורך גל שנמדדו בסדר הגודל של עשרות femtometers. באמצעות אינטרפרומטר התייחסות (עקומה ירוקה), הרעש מופחת למשטר subfemtometer. שיפורים הביאו על ידי ייצוב תרמי ניתנים גם בציור 5a כדי לאמוד את תרומת רעש subfemtometer ממקבילת uncooled (עקומה אדומה). בינתיים, מדידה של תדר מפוצל תשואות רצפת רעש דומה לזה של עקומת התהודה הממוצעת. הערכות של קצב סריקת תדר הלייזר משמשות כתוצר לוואי של תכנית אינטרפרומטריה ההתייחסות העניקה. כפי שמוצג באיור 5 ג', התנודות בשער סריקת הלייזר הם בסדר הגודל של 10 GHz / sec. ניתן לייחס זאת בהמשך לרעש המדידה הקשורים לשיטה המקובלת; עם זאת, זה יהיה suppresseד ידי אינטרפרומטר ההתייחסות. אירועים המציינים את מחייב של 50 חרוזי פוליסטירן ננומטר יכולים לנפול בפח נוסף באמצעות microsphere, כפי שקוטלגו בווידאו המצורף. הצעדים לשני תהודה ממוצעת ומשמרות תדר פיצול ניכרים לעין.

בהפגנה אחרת שפורסמה ^2, איור 6 א מציג את מחייב של 12.5 ננומטר, 25 ננומטר, ו50 חרוזי פוליסטירן רדיוס ננומטר בדילול מלאים בDPBS על microtoroid סיליקה. כפי שניתן לראות, טכניקה זו מניבה שיפורי רגישות דומים. צעדים עקביים בהמשך לתהודה הממוצעת ותדרי פיצול הם נצפו ב6b איור ל12.5 חרוז רדיוס ננומטר מחייב על משטח microtoroid.

איור 1. Diagra הרעיונימ 'של תצורת אינטרפרומטר סיבים המקבילה, הכולל בין השאר תמונות של microsphere סיליקה, microtoroid, ומבני microdisk. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

. איור 2 מנגנון לחישות גלריה חישת מצב:) פוטונים במחזור בתוך microcavity בהעדר nanoparticle מחייב; ב) nanoparticle adsorbs אל פני השטח, והוא נדגם בהמשך על ידי הפוטונים, וגרם לשינוי ניכר בתכונות אופטיות; ג) פיצול תדר מתרחש עקב תנאי backscattering ואובדן החלל מרוצים, מתן ממד נוסף לDet nanoparticle המתודולוגיה ection. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

. איור 3) דוגמא של ספקטרום שידור חלל, מראה גורמי איכות 2.1 x 10 ⁸ לתהודה לשמאל ו3.8 x 10 ⁸ לתהודה לימין; ב) אות אינטרפרומטר משמשת כדי לקבוע את FWHM. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

ftp_upload/51133/51133fig4.jpg "/>
איור 4. גלם צפוי וspectrograms אות משופרת רגישות לפתרון החיץ. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

. איור 5) מגרש של משמרת תהודה גל לעומת זמן, כמו גם את הפערים בין לא כולל (אות אדומה) וכולל (אות ירוקה) ייצוב תרמית; ב) קשורים בתדירות פיצול תלוי זמן; שיעור תלוי זמן ג) קשורים סריקה. Subfigure הראשון מתאר עקבות אפורות שמתאימה לנתונים לשיטת המתח לטאטא הקונבנציונלית, ואילו העקבות הירוקות היא רכשה לטכניקת אינטרפרומטריה ההתייחסות. שלהדואר, העקומות האדומות וירוקות הממוקמים מעל נרשמו במועדים נפרדים. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

. איור 6) נאסף צעדי משמרת תהודה ממוצע ל50 ננומטר (עקומה אדומה), 25 ננומטר (עקומה כחולה), ו12.5 ננומטר (חרוזים רדיוס) עקומה ירוקה מחייבים microtoroids סיליקה; ב) שינוי עקבי ממוצע תהודה (עליונה הבלעה) וצעדי שינוי תדר פיצול (הבלעה נמוכה יותר), שהם נצפו ל12.5 חרוזי פוליסטירן ננומטר מחייבים משטח microtoroid. נתון זה כבר נגזר Lu et al. ² אנא לחץכאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Discussion

ההגדרה הנוכחית היא מסוגלת לחקור מגוון של microcavities WGM, כגון microdisks, זעירים, וmicrotoroids, ללא צורך בבקרת משוב למקור לייזר הבדיקה. יחס ניכר אות לרעש (SNR) לצורך זיהוי ניתן להשיג בשל שיפורי משמרת צעד הניתנים על ידי אורך דרך ואפקטי backscattering-Induced חלקיקים. בהתחשב בפשטות והעלות הנמוכה של אינטרפרומטר ההתייחסות עצמו, שיטה זו היא טכניקה יעילה ללימוד או ניצול התכונות של חללי WGM.

לחלופין, את הכוח במחזור microcavity יכול להיות מותאם ותהודה יכולה להיות מונצחת בצורה יעילה יותר באמצעות אימוץ אפנון מופע (PM) לירה-Drever-הול (PDH) נעילת תדר ומשרעת אפנון (AM) משוב צימוד קריטי ¹⁵ מבוססים מבוססת. זה, לעומת זאת, מגיע במחיר של החדרת מורכבות והוצאות ניכרות. ו רעשגם loors לגישת PDH שיקר לאחרונה סביב 7 fm ^16, מעלה את ספרת הרעש על ידי לפחות בסדר גודל בהשוואה לתכנון המפורט בפרוטוקול זה. אפשר, כפי שהציג בניסויים, יימדדו חתכי פיזור nanoparticle באמצעות מידע פיזור אינטרפרומטר ניתנו על ידי ספקטרוסקופיה החלל משופרת הקליטה לייזר אפנון משרעת (CEAMLAS) ^17.

חשוב לציין כי פתרונות degased שלא כדין עשויים להכיל בועות אוויר בקוטר דומה לזה של דגימות nanoparticle. באופן ספציפי יותר, כגון ספיחה של בועות על פני השטח של microcavity תהיה להצמיח תוצאות חיוביות שגויות בצורה של הסטת תדר. ממצאים כאלה הם קשים להבחין בין תגובות האות הצפויות נובעות מnanobead המחייב. שיקולים אחרים כוללים זרימה היציבה של נוזלים ליד להתחדד כדי להימנע מניתוק, כמו גם establishing להתחדד סיבי הדיר משיכת תנאים כדי להשיג שלמות סבירה ואובדן הכנסה (0.5 ≈ dB) באופן מהימן.

בעבר, יכולות biosensing של מערכת ניסיונית זה נבדקו על ידי המדידה מחייבת לנגיפי שפעת ללא תווית בDPBS. יחס האות לרעש לתרחיש מסוים זה נמסר להיות 38:1. הפוטנציאל של המערכת לגילוי nanobeads קלקר עם רדיוס קטן כמו 12.5 ננומטר יש בנוסף הודגם ^2. בסך הכל, היתרון העיקרי של המתודולוגיה זיהוי מבוססת אינטרפרומטר ההתייחסות טמון ביכולתה לפקח על משמרות אורך גל בזמן אמת תוך מזעור תרומות שגיאה מלהתעצבן תדירות ושליטה לייזר סריקה במתח. לדוגמא, הסרת הרעש להתעצבן יהיו לבד להגדיל את יחס האות לרעש בפקטור של 10. המיקום של נקודות חמות plasmonic (חלקיקי plasmonic מחויבים כלומר, כמו nanoshells זהב) על קו המשווה של ג WGMavity בקרבת שדה חלוף הוא אמצעי נוסף כדי לשפר את אות זיהוי על ידי קצת יותר מסדר גודל אחד, בלי לפגוע בגורם האיכות ^18,19 בכבדות.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Polystyrene  Microspheres	PolyScience
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS)	Life Technologies	14190
Piezoelectric Nanopositioner System	Physik Instrumente	P-611.3S
Balanced Photodetector	Thorlabs	PDB120A
Photodetector	Newport	1801-FC
3 dB Fiber Optical Directional Coupler	Thorlabs	FC632-50B
10 dB Fiber Optical Directional Coupler	Thorlabs	FC632-90B
Drop-In Polarization Controller	General Photonics	PLC-003-S-25
Function Generator	Hewlett-Packard	33120A
Fusion Splicer	Ericsson	FSU-925
High-Speed Oscilloscope	Agilent	DS09404A
Motorized Translation Stage with Controller	Thorlabs	MTS25-Z8E
Single Mode Optical Fiber, 600-800 nm, Ø125 μm Cladding	Thorlabs	SM600
Real-Time Electrical Spectrum Analyzer	Tektronix	RSA3408B
Optical Spectrum Analyzer	Agilent	70951A
632.5 – 637 nm Tunable Laser	New Focus	TLB-6304
Filtration Pump	KNF
Ultrasonic Cleaner	Crest Ultrasonics	Powersonic 1100D
Mini Vortexer	VWR	VM-3000
Centrifuge	Beckman Coulter	Microfuge 22R