Summary
En reference interferometer teknik, som er designet til at fjerne uønsket laser jitter støj for nanodetection, er udnyttet til sondering et ultrahøjt kvalitetsfaktor microcavity. Instruktioner for montering, opsætning og dataopsamling er forudsat, sammen med målingen proces til angivelse af hulrum kvalitet faktor.
Abstract
En termisk og mekanisk stabiliseret fiber interferometer velegnet til at undersøge ultra-høj kvalitet factor mikrokaviteter er gammeldags. Efter at have vurderet dets frie spektrale område (FSR), modulet sættes parallelt med en fiber taper-microcavity system og derefter kalibreret gennem isolere og fjerne tilfældige forskydninger i laser frekvens (dvs. laser jitter støj). At realisere taper-microcavity krydset og for at maksimere den optiske effekt, der overføres til resonator, er en single-mode optisk fiber bølgeleder trukket. Opløsninger, der indeholder polystyren nanobeads derefter forberedt og fløjet til microcavity for at demonstrere systemets evne til at fornemme binding til overfladen af microcavity. Data efterbehandlet via adaptive kurve fitting, som giver mulighed for målinger i høj opløsning af kvalitet faktor samt plotning af tidsafhængige parametre såsom resonant bølgelængde og split frekvens skift. Ved omhyggeligtinspektion trin i tidsdomænet respons og flytte i frekvens-domæne svar, kan dette instrument kvantificere diskrete bindende begivenheder.
Introduction
Forskning rente er steget markant på brugen af hviske-galleri-funktion (WGM) mikrokaviteter henblik på nanodetection og biosensorer 1-8. Dette indebærer ultra-høj kvalitet (Q) optiske hulrum, der er dygtige i at identificere minimal biologiske partikler ned til en enkelt protein-niveau 2. Det er, overvågning skift i resonans og split frekvens for transmission med ekstraordinær følsomhed 9-11 kan aktiveres ved hulrummet s indespærring af lysenergi inden for en lille tilstand volumen. Variationer i de optiske egenskaber af en resonator er årsag til disse skift, hvilket stammer fra binding af diskrete molekyler eller nanopartikler. En mindre sofistikeret eksempel på et tredimensionalt WGM struktur til sådanne anvendelser er en silica mikrosfære, som kan fremstilles med en næsten atomically glat overflade ved blot ablation trukket optisk fiber ved hjælp af en CO 2-laser. Som det er kendt,høje Q-faktorer på størrelsesordenen 10 9 kan opnås 1..
Resonansfrekvensen for en microcavity konventionelt overvåges ved at scanne den optiske frekvens af en afstemmelig laserkilde samtidig tilgængeligt-detektering af optisk transmission, der er fanget på et oscilloskop. En iboende ulempe ved denne teknik er den usikkerhed, der er forbundet med placeringen af dråber i transmissionen, der opstår fra svingende laser bølgelængde eller laser jitter. For at overvinde denne komplikation kan et interferometer anvendes sammen med en microcavity at frembringe et referencesignal til at annullere laser jitter og øge den observerede følsomhed 2. Lysinput er opdelt i to optiske veje: referencestrålen, der passerer gennem interferometeret (med en fri spektralområde eller stor nok til at forhindre laseren fra uroligt forbi en FSR frekvensafstand under målingen FSR) og påvisning stråle, interacts med WGM microresonator. Denne funktion strømliner eksperimenter i forhold til mere avancerede konfigurationer, såsom det WGM sensing medfører kombinationen af en distribueret feedback-laser (DFB) og periodisk polet lithiumniobat (PPLN) dobler 12.. I denne publikation er et interferometer teknik til ultra-høj kvalitet faktor microcavity overvågning af nanoskala beskrevne sag 3. Opsætningen og dataopsamling procedurer, der er nødvendige for at opnå dette er skitseret, illustrerer, hvordan hulrum kvalitetsfaktor kan bestemmes ved henvisning interferometri.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1.. Reference Interferometer Byggeri og FSR Måling
- Byggeri
- Opret en åben-top akryl boks. Denne struktur skal være stort nok til at passe stramt ind i en 16 cm x 16 cm x 16 i Styrofoam boks.
- Fabrikere en 3-trins reol til at huse optiske komponenter, der vil sidde i open top akryl boks, og vil være fuldstændig lukket med Styrofoam boks til termisk isolation. To forhøjede huller på Styrofoam kasse skal være til stede for at tillade fibre at komme ind og ud af hele kabinettet.
- På 3. stadium: En udgang fiber fra 3 dB retningskobler skal fastspændes til en polarisering controller, som igen fører til en indgangsport af en separat 3 dB retningskobler.
- På 2. etape: Form en løkke med omkring 16 meter af den optiske fiber, der stammer fra den anden udgangsport af de første 3 dB retningsbestemt kobling. Direkte denne fiber til den resterende indgangsport af second 3 dB retningskobler på 3. stadium.
- Fyld akryl boks med 50% barberet is blandet med 50% flydende vand, for at forme et isbad, og dermed holde temperaturen af de optiske komponenter i nærheden af 0 ° C.
- FSR Måling
- Opstil sonde laser på den ønskede bølgelængde. Ansætte en funktion generator, således at dens udgang er forbundet til en 3 dB power splitter. En af udgangene fra 3 dB splitter skal tilsluttes oscilloskopet til overvågning og den anden udgang skal anvendes til direkte tune frekvensen af laseren.
- Feed laser output som input til 1. 3 dB retningsbestemt kobling.
- De to udgange fra det 2. 3 dB retningsbestemt kobling er at drive photomixed signaler til afbalanceret fotodetektor (BPD). Endelig tilslutte udgangen kablet fra BPD til en kanal indgang på oscilloskopet.
- Lineært scanne laser frekvens af supplYing lasermodulet med en rampe frembringes fra bølgeformgeneratoren (med en spids-til-spids spænding på 1 V og scanning frekvens på 100 Hz). Udgangssignalet fra BPD bliver sinusformet på oscilloskopet.
- Tune polarisering controller at maksimere spids-til-spids spændingen af sinusformet bølgeform.
- Til måling af FSR konfigurere laser til kontinuert bølge output ved at indstille bølgeformgeneratoren til DC modus. Tune bølgeformgeneratoren sådan spænding, at det transmitterede signal fra BPD svinger omkring 0 V (dvs.. Kvadratur punkt). Undersøg udgangssignalet ved hjælp af en elektrisk spektralanalysator. Det overvågede signal skal fremstå som en sinc-square funktion, hvor placeringen af den første nul nærmest det globale maksimum (ved nulfrekvens) svarer til FSR. For at minimere støj-måling, skal du indstille den elektriske spektrum analysator til gennemsnitsberegning mode.
2.. Fiber Pulling 13
Præambel: Målet med denne procedure er at omtrent matche fase af fotoner rejser i tilspidsning til de af microcavity så effektiv kobling kan forekomme. Da fiberen er trukket, vil den centrale sektion, der ligger mellem de to klemmer overgangen fra støtte en enkelt tilstand inden for en almindelig fiber, til flere tilstande inden for en bølgeleder, der er dannet af den oprindelige siliciumoxid beklædningen bliver kernen og luften bliver beklædningen, og til en enkelt tilstand. Silica-kerne fiber vil næsten forsvinde i den centrale del, hvor midlertidigt satisfied multimode formering betingelser vil blive modvirket af den stadige indskrænkning af fiberdiameteren.
- Fix indehaveren af fiber til den motoriserede translationel scenen.
- Connectorize to sektioner af optisk fiber med FC / APC-stik i den ene ende af hver sektion. Fjern buffer belægning fra uforbundne ender med en fiber stripper, rense dem med acetone først og then isopropanol, kløve de endelige facetter, og fusion splejse dem sammen.
- Til overvågning af tab af tilspidsningen, tilsluttes en probe laser konstant effekt tilstand til den ene ende af fiberen, mens den anden ende af fiberen er forbundet til en fotodetektor (PD). Udgangen af PD skal forbindes til et oscilloskop. Juster oscilloskop indstillinger at måle PD udgangsspænding, som er proportional med den overførte lasereffekten.
- Optag den oprindelige værdi af PD udgangsspændingen og fortsætte med at overvåge det indtil trin 2.9.
- Fastgør fiber til indehaveren af fiber og image fiberen med et optisk mikroskop.
- Slip hydrogen, således at det begynder at flyde i nærheden af tilspidsningen venter luft at komme ud af røret og for trykket i kanalen til at stabilisere sig. Når flowhastigheden for brintgas når 110 ml / min, antændes det nær en stikkontakt med lettere at opvarme fiberen.
- Ved hjælp af en brugerdefineret LabVIEW program, lineært trække fiberen. Bemærk, at under pulling proces, fiberkernen gradvist forsvinder, mens flere beklædning tilstande blive dominerende i vejledende lys gennem den tilspidsede fiber sektionen. Den transmitterede intensitet gennem den optiske fiber skal svinge på grund af multimode interferens.
- Fortsætte med at trække fiberen for at reducere fiber taper bredde, indtil det kun understøtter en enkelt beklædning mode. Når den transmitterede intensitet ophører med at variere, stoppe med at trække fiberen.
- Slip holder fiberen fra oversættelse scenen og fastgør den i nærheden af piezoelektriske scenen.
3.. Udarbejdelse og levering af løsninger
- Forbered 22:00, 13:00, og 100 FM-løsninger sammensat af 50 nm radius monodisperse polystyrenmikrosfærer i Dulbeccos phosphatbufret saltvand (DPBS). Derudover skaber en ren DPBS løsning.
- Placer løsninger i en centrifuge, forskyde deres positioner inden for det for balance formål, og indlede en 30 min spinning cyklus.
- Efter completion, sikkert placere løsninger i en ekssikkator, evakuere det, og bombardere de løsninger med ultralyd bølger i 30 min.
- Fjern løsninger, og sæt dem til side nær eksperimentet setup.
- Byg et stativ til en lille levering væske system.
- Ved rengøring to kapper, indsætte sprøjte tip på begge ender af en mikrotubuli segment og skrues ferulerne til sprøjten tips. Individuelt forbinde en af de rørringe til en tredje sprøjte spids og den anden til Luer lock montering på en tønde-stempelaggregat.
- Fastgør den udsatte sprøjtens spids til standen og prop det bag prøven. Væskerne bør være i stand til at flyde ned på prøven uden signifikant spild.
- Med hensyn til § 5 i protokollen, indlæse tønde med en passende løsning og manuelt injicere det gennem mikrofluid systemet under eksperimentet.
4.. Systemkonfiguration og sammenkoblinger
- Tilslut sonden lase r til en retningskobler på 10 dB. Det koblede port er forbundet til indgangsporten af henvisningen interferometer mens den transmitterede port er forbundet til en polarisering controller efterfulgt af den tilspidsede fiber.
- Koncentrere mikroskop mål at erhverve to skarpe billeder af fiber taper.
- Forbind udgangen af den tilspidsede fiber til en PD. Produktionen af denne PD skal vedlægges en anden kanal indgang på oscilloskopet.
- Montere prøven på nanopositioner og foretage grove justeringer at fortrænge det, så det er nær ved midten af fiberen konus.
- Injicer DPBS til prøven. Gør grove justeringer at fiberen konus kommer i betragtning af de to CCD-kameraer. Juster nanopositioner at etablere koblingen fra fiber taper til microcavity.
- Scan laserbølgelængden for at opnå en passende resonans dip på oscilloskopet.
5.. Nanopartikel Detection
NDHOLDET "> At erhverve data: Konfigurer oscilloskop trigger indstillinger, og ved hjælp af hjemmelavet software, indsamle oscilloskop spor til videre forarbejdning.- Optegne data for bufferopløsningen som reference.
- Optag data for nanopartikel løsninger fra laveste til højeste koncentration.
- Overhold frekvensforskydninger, der finder sted på grund af nanopartikel bindende for microcavity.
6.. Post-Behandling af data
De indsamlede data kan behandles yderligere ved en selvstændig skriftlig MATLAB program. Programmet skal:
- Læs henvisning interferometersystemer spor og foretage en mindste kvadraters fit til sinusformede kurver. Faserne i den monterede sinusformet bruges til at estimere laser jitter på flue.
- Læs hulrum transmission spor og foretage en mindste kvadraters til det dobbelte Lorentzian funktion. Optiske frekvenser svarende til resonans dips (ν 1,ν 2), og deres fulde bredde ved halv maksimum (FWHM er repræsenteret ved δν 1, δν 2) bestemmes ved at sammenligne sendesignalet til interferometeret signal.
- Anskaf kvaliteten faktor enkelte dukkert fra Q i = ν i / δν i, hvor jeg kan enten være 1 (venstre resonans) eller 2 (højre resonans).
- Beregn, som er konventionel, de optiske frekvenser af resonans dips via scanningen spænding laser, hvor laser jitter udbytter større støjmåling.
- Saml den gennemsnitlige resonansfrekvens ν avg = (ν 1 + ν 2) / 2 og splitfrekvensskærm Δν = ν 2 - ν 1 for hver måling og plotte dem som en funktion af tiden. Når en nanopartikel binder sig til overfladen af microcavity, pludselige skift både gennemsnitlige resonansfrekvens og splitfrekvensskærm Should overholdes.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Efter at have fulgt protokollen, kan sporene kompileres og monteret. 3a viser den typiske resonans struktur mikrokuglen som præsenteret i videoen, som er observeret frekvens opdeling i en DPBS medium. En mindste kvadraters til dobbelt-Lorentzian funktion viser, at kvaliteten faktor venstre og højre resonans dips er henholdsvis 2,1 x 10 8 og 3,8 x 10 8 i et vandigt miljø. De optiske frekvenser FWHM opnås ved at sammenligne hulrummet frekvenser med interferometeret signal i figur 3b, hvilket giver en høj opløsning måling af Q. Bemærk at resonansspektrum opnås, når laserbølgelængden er blå forskydes, mens en rød flytte måling udbytter lignende Q-værdier. Figur 4 viser resonans spektrogrammerne, der kan fremstilles, hvor en dobbelt Lorentzian pasform transmissionskurverne blev beregnet. Med hensyn til kalibrering, the laser jitter støj ekstraheres fra den oprindelige henvisning interferometer og efterfølgende fjernes fra både interferometer og mikrosfæresammensætningerne signaler. I mangel af laser jitter annullering, figur 4a simpelthen viser en spectrogram genereret ved at udløse på resonans dale. Termisk drift opstår ved kalibrering, som vist i figur 4c. I modsætning til free-space interferometri har belyst målemetode faldt tab og kan tænkes at blive integreret på et system-on-chip platform. Kvantitativt kan FSR målinger for fri plads interferometri systemer nå en RMS fejl på 180 kHz for et hulrum Q = 1,5 x 10 8, oversætte til en relativ præcision på 5,5 x 10 -6 for en FSR = 32,9382 GHz 14.
Figur 5 illustrerer kontinuerlig sporing af microcavity gennemsnitlige resonans bølgelængde for en periode på to tredjedele af et minut i tilfælde afDPBS fordybelse. Den grå kurve viser, at når resonans bølgelængde opnås ved konventionel laser scan-spænding metoden og laser jitter er ikke kalibreret ud, er der en målt bølgelængde udsving på rækkefølgen af snesevis af femtometers. Ved hjælp af en reference interferometer (grøn kurve), støjen reduceres til subfemtometer regime. Forbedringer anlagt den ved termisk stabilisering er også i figur 5a at måle subfemtometer støj bidrag fra en ukølet ækvivalent (rød kurve). I mellemtiden, en måling af split frekvens giver en lignende støj gulv med den gennemsnitlige resonans kurve. Evalueringer af laserfrekvensen scanningshastighed tjene som et biprodukt af det tildelte henvisning interferometri ordningen. Som det er vist i figur 5c, laserskanderingen udsving er på rækkefølgen af 10 GHz / sek. Dette kan yderligere henføres til støjmåling forbundet med den konventionelle metode; Dette vil imidlertid blive suppressed af henvisningen interferometer. Arrangementer angiver binding af 50 nm polystyrenperler kan yderligere indfanget med en mikrosfære, som katalogiseret i vedlagte video. De trin for både gennemsnitlige resonans og Split frekvens skift er klart synlige.
I et andet publiceret demonstration 2, viser figur 6a binding af 12,5 nm, 25 nm og 50 nm radius polystyrenperler fortyndet i DPBS på en silica microtoroid. Som det kan ses, er denne teknik giver lignende forbedringer følsomhed. Konsekvente tiltag for den gennemsnitlige resonans og split frekvenser er observeret i figur 6b 12,5 nm radius perle bindende for en microtoroid overflade.
Figur 1.. Conceptual diagram af den parallelle fiber interferometeret konfiguration, dels består af billeder af silica mikrosfære, microtoroid og mikrodiskettedrev strukturer. Klik her for at se en større version af dette tal.
. Figur 2. Whispering-galleri tilstand følemekanisme: a) Fotoner cirkulerer i microcavity i fravær af nanopartikel binding b) En nanopartikel adsorberer til overfladen og efterfølgende samplet af fotonerne, der forårsager mærkbar ændring i optiske egenskaber c) Frekvens opsplitning opstår på grund af de tilfredse backscattering og hulrum tab betingelser, hvilket giver en ekstra dimension til nanopartikel it fdeling metodologi. Klik her for at se en større version af dette tal.
. Figur 3 a) Et eksempel på et hulrum transmissionsspektrum, viser kvalitet faktorer på 2,1 x 10 8 for resonans til venstre og 3,8 x 10 8 for resonans til højre; b) Interferometer signal bruges til at bestemme FWHM. Klik her for at se en større version af dette tal.
ftp_upload/51133/51133fig4.jpg "/>
Figur 4.. Forventet rå og følsomhed med forbedret signal spektrogrammerne til buffer løsning. Klik her for at se en større version af dette tal.
. Figur 5 a) Plot af resonante bølgelængdeforskydning vs tid samt uoverensstemmelserne mellem udelukke (rød signal) og inklusive (grøn signal) termisk stabilisering; b) Relaterede tidsafhængig split frekvens c) Relaterede tidsafhængig scanning sats. Den første subfigure skildrer en grå spor, der svarer til dataene for den konventionelle skanderingsspænding metode, mens den grønne spor er erhvervet for referencen interferometry teknik. Hendese, de røde og grønne kurver placeret over blev optaget på separate datoer. Klik her for at se en større version af dette tal.
. Figur 6 a) Indsamlet gennemsnitlige resonans shift trin til 50 nm (rød kurve), 25 nm (blå kurve), og 12,5 nm (grøn kurve) radius perler binding til silica microtoroids; b) En ensartet gennemsnitlig resonans skift (øverste indsat) opdelte frekvens shift trin (lavere indsat), som observeres fra 12,5 nm polystyrenperler binder til en microtoroid overflade. Dette tal er afledt af Lu et al. 2. Klikher for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denne aktuelle opsætning er i stand til sondering en række WGM mikrokaviteter, såsom disketter, mikrosfærer og microtoroids, uden at kræve nogen feedback kontrol for sondelaseren kilden. En betydelig signal-til-støj-forhold (SNR) for detektion kan opnås på grund af de trin shift forbedringer leveret af vejlængde og partikel-induceret returspredningskurver virkninger. I betragtning af den enkelhed og lave omkostninger af henvisningen interferometer selv, denne metode er en effektiv teknik til at studere eller udnytte egenskaber WGM hulrum.
Alternativt kan strømmen cirkulerer i microcavity optimeres og resonans kan mere effektivt foreviget via vedtagelsen af fase modulation (PM) baseret Pound-Drever-Hall (PDH) frekvens låsning og amplitude modulation (AM) baseret kritisk kobling tilbagemeldinger 15. Dette kommer dog på bekostning af at indføre mærkbar kompleksitet og udgifter. Støj floors for PDH tilgang har også for nylig løjet omkring 7 fm 16, hæve støjtal med mindst en størrelsesorden i forhold til design beskrevet i denne protokol. Kunne som udstillet i forsøg, skal måles nanopartikel scattering tværsnit gennem interferometer dissipation oplysninger fra hulrum forbedret amplitude modulation laser absorption spektroskopi (CEAMLAS) 17.
Det er vigtigt at bemærke, at forkert afgasset løsninger kan indeholde luftbobler af sammenlignelig diameter til at af de nanopartikel prøver. Mere specifikt vil adsorption af sådanne bobler på overfladen af microcavity give anledning til falske positiver i form af frekvensforskydning. Sådanne artefakter er vanskelige at skelne fra de forventede signal svarene stammer fra nanobead bindende. Andre overvejelser omfatter den stabile strøm af væsker i nærheden af tilspidsning for at undgå adskillelse, samt ETABLERINGng gentagelig fiber taper trækker betingelser til pålideligt at opnå en rimelig integritet og indsættelse tab (≈ 0,5 dB).
I fortiden, har biosensorer kapaciteter af denne eksperimentelle system blevet testet ved at måle bindende for umærkede influenza A virioner i DPBS. SNR for denne særlige scenario blev rapporteret til at være 38:1. Systemets potentiale til at detektere polystyren nanobeads med radier så lille som 12,5 nm har desuden påvist 2. Samlet set er den primære fordel af henvisningen interferometer baseret detektion metode ligger i dens evne til at overvåge bølgelængdeforskydninger i realtid samtidig minimere fejl bidrag fra frekvens jitter og laser scan-spænding kontrol. For eksempel vil fjerne jitter støj alene øge SNR med en faktor 10. Placeringen af plasmoniske hot spots (dvs. bundet plasmoniske nanopartikler, såsom guld nanoshells) om ækvator WGM cavity i nærheden af det flygtige felt er et andet middel til at øge detekteringssignal efter lidt over en størrelsesorden uden stærkt at forringe kvaliteten faktor 18,19.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at afsløre.
Acknowledgments
Forfatterne vil gerne takke Xuan Du til at konstruere den konceptuelle diagram i figur 1.. Dette arbejde blev finansieret af tilskud fra Natural Science and Engineering Research Council (NSERC) i Canada.
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 |
References
- Vahala, K. J. Optical microcavities. Nature. 424 (6950), 839-846 (2003).
- Lu, T., et al. High sensitivity nanoparticle detection using optical microcavities. PNAS. 108 (15), 5976-5979 (2011).
- Vollmer, F., Arnold, S. Whispering-gallery-mode biosensing: label-free detection down to single molecules. Nat. Methods. 5 (7), 591-596 (2008).
- Vollmer, F., Braun, D., Libchaber, A., Khoshsima, M., Teraoka, I., Arnold, S. Protein detection by optical shift of a resonant microcavity. Appl. Phys. Lett. 80 (21), 4057-4059 (2002).
- Sun, Y., Fan, X. Optical ring resonators for biochemical and chemical sensing. Anal. Bioanal. Chem. 399 (1), 205-211 (2011).
- Shopova, S. I., Rajmangal, R., Nishida, Y., Arnold, S. Ultrasensitive nanoparticle detection using a portable whispering gallery mode biosensor driven by a periodically poled lithium-niobate frequency doubled distributed feedback laser. Rev. Sci. Instrum. 81 (10), 103-110 (2010).
- Santiago-Cordoba, M. A., Boriskina, S. V., Vollmer, F., Demirel, M. C. Nanoparticle-based protein detection by optical shift of a resonant microcavity. Appl. Phys. Lett. 99 (7), 073701 (2011).
- Swaim, J. D., Knittel, J., Bowen, W. P. Detection limits in whispering gallery biosensors with plasmonic enhancement. Appl. Phys. Lett. 99 (24), 243109 (2011).
- Gorodetsky, M. L., Pryamikov, A. D., Ilchenko, V. S. Rayleigh scattering in high-Q microspheres. J. Opt. Soc. Am. B. 17 (6), 1051-1057 (2000).
- Lu, T., Su, J., Fraser, S., Vahala, K. J. Split frequency sensing methods and systems. Patent granted on. , (2013).
- Zhu, J., et al. On-chip single nanoparticle detection and sizing by mode splitting in an ultrahigh-Q microresonator. Nat. Photonics. 4 (1), 46-49 (2010).
- Shopova, S. I., Rajmangal, R., Nishida, Y., Arnold, S. Ultrasensitive nanoparticle using a portable whispering gallery mode biosensor driven by a periodically poled lithium-niobate frequency doubled distributed feedback laser. Rev. Sci. Instrum. 81 (10), (2010).
- Cai, M., Painter, O., Vahala, K. J. Observation of critical coupling in a fiber taper to a silica-microsphere whispering-gallery mode system. Phys. Rev. Lett. 85 (1), 74-77 (2000).
- Li, J., Lee, H., Yang, K. Y., Vahala, K. J. Sideband spectroscopy and dispersion measurement in microcavities. Opt. Express. 20 (24), 26337-26344 (2012).
- Chow, J. H., et al. Critical coupling control of a microresonator by laser amplitude modulation. Opt Express. 20 (11), 12622-12630 (2012).
- Swaim, J. D., Knittel, J., Bowen, W. P. Detection of nanoparticles with a frequency locked whispering gallery mode microresonator. Appl. Phys. Lett. 102 (18), (2013).
- Knittel, J., Chow, J. H., Gray, M. B., Taylor, M. A., Bowen, W. P. Ultrasensitive real-time measurement of dissipation and dispersion in a whispering-gallery mode microresonator. Opt. Lett. 38 (11), 1915-1917 (2013).
- Shopova, S. I., Rajmangal, R., Holler, S., Arnold, S. Plasmonic enhancement of a whispering-gallery-mode biosensor for single nanoparticle detection. Appl. Phys. Lett. 98 (24), (2011).
- Santiago-Cordoba, M. A., Boriskina, S. V., Vollmer, F., Demirel, M. C. Nanoparticle-based protein detection by optical shift of a resonant microcavity. Appl. Phys. Lett. 99 (7), (2011).
