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Engineering

소재 분석에 대 한 고속 연속파 자극된 브 릴 루 앵 산란 분 광 계

doi: 10.3791/55527 Published: September 22, 2017

Summary

우리는 빠른 continuous-wave-자극-브 릴 루 앵-산란 (CW-SBS) 분석기의 건설을 설명합니다. 분석기는 단일 주파수 다이오드 레이저를 사용 하 여 및 높은 스펙트럼-해상도 탁/비-혼 탁 한 샘플의 전송 스펙트럼을 얻으려고 원자 증기 노치 필터 속도 최대 약 기존 CW-SBS 분석기의 그들 보다는 빨리. 이 개선 고속 브 릴 루 앵 소재 분석을 수 있습니다.

Abstract

최근 몇 년 동안 수성 솔루션 및 바이오 소재, 빠른 수집 시간 같은 부드러운 물질의 비 접촉 분석에 대 한 자발적인 브 릴 루 앵 분석기를 사용 하 여 중요 한 증가 목격 했다. 여기, 우리는 어셈블리를 토론 하 고 사용 하는 브 릴 루 앵 분석기의 작동으로 브 릴 루 앵 산란 (SBS) 물과 지질 유제-기반 조직 같은 샘플 전송 모드에서의 유도 브 릴 루 앵 이득 (SBG) 스펙트럼을 측정 하 자극 < 10 MHz 스펙트럼 분해능 및 < 35 MHz 브 릴 루 앵 시프트 측정 정밀도 <는 분석기 거의 반대 전파 780에서 연속파 (CW) 좁은 선 폭 레이저 2의 구성 100 양 nm 누구의 주파수 튠을 통해 검사는 소재 브 릴 루 앵 시프트입니다. 울트라-협대역 뜨거운 루비듐-85 증기 노치 필터와 위상에 민감한 검출기를 사용 하 여는 신호--노이즈-비율에 SBG 신호는 크게 향상 된 기존 CW-SBS 분석기로 얻은 것에 비해. 이 개선에는 시간, 그로 인하여 빠른 속도로 부드러운 소재의 높은 스펙트럼 분해능 및 높은-정밀 브 릴 루 앵 분석을 용이 하 게 최대 100 빠른 수집 SBG 스펙트럼의 측정 수 있습니다.

Introduction

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자연 스러운 브 릴 루 앵 분광학에에서 설립 되었습니다, 액체, 등 부드러운 재료의 기계적 분석에 대 한 귀중 한 접근 방식으로 최근 몇 년 동안 진짜 조직, 조직 환영 및 생물 세포1,2, 3,,45,,67. 이 방법에서는, 단일 레이저 조명 샘플 하 고는 inelastically 매체에 자발적인 열 음향 파도에서 흩어져 빛 샘플의 점 탄성 특성에 유용한 정보를 제공 하는 분석기에 의해 수집 됩니다. 자발적인 브 릴 루 앵 스펙트럼 음향 스톡 및 소재의 반대로 스톡 공명 두 브 릴 루 앵 봉우리와 레일리 피크 (탄력적 흩어져 빛) 때문에 조명 레이저 주파수에 포함 되어 있습니다. 브 릴 루 앵 backscattering 형상에 대 한 브 릴 루 앵 주파수 조명 레이저 주파수에서 여러 g h z로 이동 하 고 수백 MHz의 스펙트럼 폭.

최근의 기술 진보에 거의 위상 배열 (VIPA) 몇 군데 동안 Fabry 페로 분석기를 스캐닝의 시스템 소프트 문제1,2자발적인 브 릴 루 앵 스펙트럼을 얻기 위한 선택, 분석기는 적절 한 스펙트럼 해상도 (하위-g h z)3,,45,,67훨씬 빠른 (초) 브 릴 루 앵 측정을 사용할 수 있습니다. 이 프로토콜에서는 계의 다른, 고속, 높은 스펙트럼 분해능, 정확한 브 릴 루 앵 비 탁 하 고 혼 탁 한에서 continuous-wave-자극-브 릴 루 앵-산란 (CW-SBS) 빛의 검출에 따라 건설 소개 거의 다시 산란 기에 샘플입니다.

CW-SBS 분광학, 연속파 (CW) 펌프와 프로브 레이저, 약간 주파수에 detuned 청각 파를 자극 하는 샘플에 겹칩니다. 펌프 및 프로브 광속의 주파수 차이 일치 하는 자료의 특정 음향 공명, 증폭 또는 프로브 신호의 deamplification에 의해 제공 됩니다 자극된 브 릴 루 앵 이득 또는 손실 (SBG/SBL) 프로세스, 각각; 그렇지 않으면, 아무 SBS (de) 증폭8,,910,11을 발생합니다. 따라서, SBG (SBL) 스펙트럼 소재 브 릴 루 앵 공명을 통해 레이저의 주파수 차이 검색 하 고 증가 (감소), 검출에 의해 취득 될 수 있다 또는 이득 (손실), 프로브 강도 SBS 때문에. 달리 자발적인 브 릴 루 앵 산란에서 탄성 산란 배경은 기본적으로 결 석 브 릴 루 앵 대조에 필요한 VIPA로 레일리 거부 필터 없이 탁 하 고 혼 탁 한 비 샘플에서 사용 하는 SBS에서 분석기10,11,13.

CW-SBS 분석기의 주요 구성 요소는 펌프와 프로브 레이저와 자극된 브 릴 루 앵 이득/손실 검출기 있습니다. 높은 스펙트럼 분해능, 고속 CW-SBS 분광학, 레이저 해야 단일 주파수 (< 10 MHz 선 폭) 충분히 넓은 파장 tunability (20-30 g h z)와 스캔 속도 (> 200 g h z/s), 장기 주파수 안정성 (< 50 MHz/h)와 낮은 강도 잡음. 또한, 선형 편광, 회절 제한 레이저 몇 백의 힘을 가진 광선 (수만) 샘플에 mW의 펌프 (프로브) 빔에 대 한 필요는. 마지막으로, 부드러운 문제에 약한 뒤 자극된 브 릴 루 앵 이득/손실 (SBG/SBL) 수준 (10-5 -10-6)를 안정적으로 감지 하 자극된 브 릴 루 앵 이득/손실 검출기를 설계 한다. 이러한 요구에 맞게, 우리는 분산된 피드백 (DFB) 다이오드 레이저 편광을 유지 하기 위해 결합을 선택 울트라-협대역 원자를 결합 하는 자극된 브 릴 루 앵 이득/손실 검출기 함께 섬유 증기 노치 필터 및 높은 주파수 단일 변조 잠금 증폭기 그림 1에서 그림으로. 이 탐지 체계는 원하는 SBG 신호는 포함된11프로브 강도, 노이즈를 크게 줄이면서 SBG 신호 강도 두배로 한다. 우리의 SBS 분석기에 사용 된 원자 증기 노치 필터의 역할은 감소 모두 감지 VIPA 분석기에서 탄성 산란 배경 보다는 크게 원치 않는 길 잃은 펌프 반사의 탐지를 줄이기 위해 note 자발적인 레일리와 브 릴 루 앵 흩어져 빛. 아래 상세한 프로토콜을 사용 하 여, CW-SBS 분석기 건설할 수 있다 SBG 레벨 10-6 에서 낮은 물과 조직 팬텀의 전송 스펙트럼을 취득의 기능 < 35 MHz 브 릴 루 앵 시프트 측정 정밀도 및 100 밀리초 안에.

Figure 1
그림 1: 연속파 자극 브 릴 루 앵 산란 (CW-SBS) 분석기. 2 연속파 펌프와 프로브 다이오드 레이저 (DL), 주파수 샘플의 브 릴 루 앵 shift 주위 detuned는 결합 분극-유지 싱글 모드 섬유에 지닌 C1 와 C2, 각각. 펌프-프로브 주파수 차이 섬유 스플리터 (FS), 빠른 매칭 (FPD)와 주파수 카운터 (FC)의 집합을 사용 하 여 펌프와 프로브 레이저에서 벗 겨 서 까 래 사이의 비트 주파수를 감지 하 여 측정 됩니다. S-편광 프로브 빔 (라이트 레드), Keplerian 빔 익 스팬 더 (L1 와 L2)는 바로 원형으로 분기 웨이브 플레이트 (λ1/4)에 의해 편광을 사용 하 여 확장 하 고 achromatic 렌즈 (L3)에 의해 샘플 (S)에 집중. 효과적인 SBS 상호 작용 및 광학 절연을 위해 Keplerian 빔 확장기 (L5 와 L6)를 사용 하 여 확장 펌프 빔 (딥 레드)은 먼저 P-편광 반 파 판 λ2/4를 사용 하 여), 편광을 통해 전송 빔 스플리터 (PBS), 그리고 마지막으로 왼쪽 원형으로 분기 웨이브 플레이트 (λ2/4)에 의해 편광 이며 achromatic 렌즈 (L4, L3와 동일) 샘플에 초점을 맞춘. Note는 펌프 및 프로브 광속 거의 반대 전파 샘플에서 하 고는 S 지향 편광판 (P) 프로브 입력에서 P-편광 펌프 빔 (λ1/4에서 나오는)를 방지 하기 위해 사용 된 레이저. 잠금 검색, 펌프 빔 사인 fm acousto 광학 변조기 (AOM)에서 조절 된다. SBG 신호를 주파수 fm 에서 강도 편차로 각 성 (삽입 참조)와 복조한 잠금 증폭기 (LIA) 큰 영역 포토 다이오드 (PD)에 의해 감지에 따라. 광다이오드에 길 잃은 펌프 반사의 중요 한 제거, 협대역 브래그 필터 (BF)와 펌프 파장 주위 원자 노치 필터 (85RB) 사용 된다 함께 빛 차단 아이리스 (I)와 함께. 데이터는 브 릴 루 앵 스펙트럼의 추가 분석을 위해 데이터 수집 카드 (DAQ) 개인용 컴퓨터 (PC)에 연결 하 여 기록 됩니다. 모든 접이식 거울 (M1-M6) 물 샘플의 배치를 촉진을 위한 광학 테이블에 수직으로 장착 된 18 ' × 24 ' 브레드보드에는 분석기에 맞게 사용 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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Protocol

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참고: 달리 명시 하지 않는 한 (i) 모든 마운트 홀더를 게시 하 고 클램핑 포크 또는 광학 테이블에 기본 장착 게시물 기지 강화를 연결 하 고 (ii) 모든 정렬 절차에 대 한 2-10 mW의 레이저 파워 출력.

참고: 설치 프로그램에서 모든 전기/광전자 장치를 켜고 사용 하기 준비 시간 전에 30 분을 허용 하 고.

1. 프로브 빔 광학 경로 준비

  1. 탑재 프로브 레이저의 섬유 겨냥 틀을 맞춥니다.
    1. 연결은 부 FC/APC 분극-유지의 입력된 광 스플리터 (포트 T의 FS 1) 프로브 레이저의 광 커플러를. 스플리터 (FS 1의 포트 1)의 67%-출력 섬유 섬유 겨냥 틀 (1 C)에 연결 합니다. 6-축 기구학 마운트 (Ø x, Ø y, Ø z, x, y, z)를 섬유 겨냥 틀을 연결 합니다. 파워 미터 섬유 겨냥 틀 뒤에 배치 하 고 x, y 및 z 레이저 섬유 커플러의 나사를 조정 하 여 레이저에서 파워를 극대화.
    2. 회전 섬유 겨냥 틀 (또는 광학 요소 정렬) S-편광 방향에 레이저 편광을 조정 하는 여기는 광학 테이블 평면에 수직. 레이저 빔 인지 확인 S-편광 파워 미터와 보조 편광 빔 스플리터를 통해 최소 (최대) 레이저 전송 (반사)를 측정 하 여.
    3. 광학 테이블에서 동일한 높이에 2 개의 보조 정렬 홍 탑재 (3 ' '이 설정). 시스템 및 광학 테이블에 평행한 광학 축 따라 빔 전파,이 높이 유지 되어야 한다 일정 전체 시스템의 정렬 하는 동안. 섬유 겨냥 틀 (또는 광학 요소 정렬) 뒤에 테이블 장착 구멍에 한 아이리스에 배치 < 50 m m 거리. 첫 번째 아이리스 멀리 충분히 선적 테이블 장착 구멍에 두 번째 홍 채를 배치 (> 300 mm).
    4. 레이저 빔에 동심까지 x, y, Ø x 및 운동학 마운트의 Ø y 나사를 조정 하 여 시스템의 광학 축을 따라 섬유 겨냥 틀 (또는 정렬 광학 요소)의 출력 빔 정렬 합니다 두 센터.
  2. Keplerian 빔 익 스팬 더 설정.
    1. 렌즈 마운트 (L 1, f 1 = 25 m m)는 고정 광학 마운트에서.
    2. 는 1.1.3에서 절차에 따라 두 개의 보조 정렬 홍을 탑재 합니다. 가늘게 측면 위치와 렌즈의 피치 각을 조정 전송된 광선은 두 홍의 센터에 동심.
    3. 두 번째 렌즈를 탑재 (L 2, f 2 = 50 m m)는 고정된 광학 마운트에. 선형 변환 단계는 시스템의 광 축에 정렬 기본 마운트 게시물을 연결 합니다. 렌즈는 f 1 + 첫 번째 렌즈에서 f 2의 거리에는 무대를 놓습니다. 1.2.2에 설명 된 대로 렌즈를 맞춥니다.
    4. 깎는 간섭계 빔 조명을 확인 두 번째 렌즈 뒤에 배치 합니다. 제작 간섭 변두리 깎는 간섭계의 기관총 접시에 판결 참조 선에 평행 될 때까지 시스템의 광학 축 따라 두 번째 렌즈를 번역.
  3. 접어 빔 익 스팬 더의 출력 빔.
    1. 피치 (Ø x) 운동학 마운트에서 미러 (M 1)를 탑재 하 고 (Ø y) 조정 요. 수 요소 C 1-L 1-L 2에 따라 광 축에 대해 45 o 미러 방향.
    2. 는 1.1.3에서 절차에 따라 두 개의 보조 정렬 홍을 탑재 합니다. 반사 광선은 정의 시스템의 광 축 하 모두의 중심에 동심까지 Ø x 및 미러 마운트의 Ø y 나사 조정.
  4. 샘플 조명 광학 설정.
  5. 마운트 0 차
      분기 웨이브 플레이트 (λ 1 / 4)는 6-축 기구학 마운트 (Ø x, Ø y, Ø z, x, y, z) 접이식 미러 (남 1)에서 약 150 m m의 거리에서 떠나 2.7에 설명 된 대로 파장판 전에 편광판 (P)를 삽입 하기 위한 충분 한 공간. 원형 편광 상태를 빠른 축에 대해 45 o는 파장판 회전.
    1. 초점 렌즈를 탑재 (L 3, f 3 = 30 m m)는 파장판의 동일한 운동학 마운트에. 1.1.3-4에서 절차에 따라 렌즈를 통해 전송 하는 빔 정렬.
  6. 샘플의 컬렉션 광학 설정.
    1. 마운트는 6-축 기구학 마운트 (Ø x, Ø y, Ø z, x, y, z) 차등에 초점 렌즈 (L 3)에서 약 60 m m의 거리에서 선형 변환 단계. 0 순서 분기 웨이브 플레이트 마운트 (λ 2 / 4) 운동학 산에서. 빠른 축에 대해 45 o는 파장판 회전 하 고 레이저 빔 인지 확인 S-편광 1.1.2에서 절차에 따라.
    2. 컬렉션 렌즈를 탑재 (L 4, f 4 = 30 m m)는 파장판의 동일한 운동학 마운트에. 1.1.3-4에서 절차에 따라 렌즈를 통해 전송 광선을 맞춥니다. 1.2.4에 설명 된 대로 빔의 조명을 확인.
    3. 피치 (Ø x) 운동학 마운트에 편광 빔 스플리터-큐브 (PBS)를 탑재 하 고 (Ø y) 조정 요 (그림 1에서와 같이)는 파장판의 뒤에 그것을 배치. 1.1.3에서 절차에 따라 두 개의 보조 정렬 홍을 탑재 합니다. 반사 광선은 정의 시스템의 광 축 하 모두의 중심에 동심까지 Ø x와 빔 스플리터-마운트의 Ø y 나사 조정.

2. 펌프 빔 광학 경로 준비

  1. 탑재 펌프 레이저의 섬유 겨냥 틀을 맞춥니다.
    1. 연결 펌프의 증폭 된 포트의 섬유 레이저 섬유 겨냥 틀 (2 C)에. 탑재 및 펌프 레이저의 섬유 겨냥 틀 1.1.3-에 설명 된 대로 정렬 4.
  2. 조정 펌프 파장 rubiduim-85 d 2 F g = 3 흡수 선.
    1. 루비듐-85 증기 셀 펌프 레이저 (C 2)의 섬유 겨냥 틀 뒤에 배치.
    2. 증기 셀의 셀을 통해 펌프 빔 전송 측정 뒤에 보조 매칭을 놓으십시오. 오실로스코프에는 매칭을 연결 합니다. 보도 ' 자동 ' 자동으로 photodetecto에서 판독 신호의 진폭 및 시간 추적을 설정 하려면 오실로스코프에 버튼r.
    3. 준비가 덜 레이저 파장 루비듐 D2 흡수 선, 780.24 nm, 수준 있는 최소 광선 전송 루비듐 셀로 측정 보조 매칭 (레이저 컨트롤러에 온도 조절기를 켜는 여 2.2.2 단계 참조). 확인 된 수준으로 레이저 온도 설정.
    4. 함수 발생기의 출력 펌프 레이저 컨트롤러의 현재 변조 입력을 연결.
    5. 천천히 60에 걸쳐 레이저 파장을 스캔 레이저 컨트롤러의 현재 변조 입력 함수 발생기에서 삼각파를 적용 (30 g h z) 오후. 이 위해 눌러는 ' 채널 선택 ' 함수 발생기 선택 채널 1에 단추. 다음을 눌러는 ' 램프 ' 버튼 그리고는 ' 연속 ' 삼각형 파형을 생성 하는 채널을 설정 하려면 단추. 보도 ' 진폭 ' 2.25 Vpp (피크 대 피크 전압)에 파형 진폭을 설정 하려면 바로 가기 버튼와 ' 주파수/기간 ' 파형 주파수 5 mHz를 설정 하려면 바로 가기 버튼. 마지막으로, 눌러는 '에 ' 함수 발생기의 채널을 설정 하려면 단추.
    6. 식별 루비듐-85 d 2 펌프 파장을 가능한 한 정확히 현재 수준 F g = 3 흡수 줄 보조 매칭 (참조를 사용 하 여 루비듐 셀 통해 최소 광 투과 측정 하 여 단계 2.2.2)입니다. 레이저 현재 설정 확인 단계로 레이저 컨트롤러 현재 노브 여. 루비듐 셀과 보조 매칭 제거 합니다. 마지막으로, 레이저 컨트롤러의 현재 변조 입력에서 함수 발생기를 분리 하십시오.
  3. 탑재 레이저 라인 정리 필터 정렬.
    1. 장소 레이저 라인 정리 필터 (반영 브래그 필터; BF)는 기구학에서 피치 (Ø x) 탑재 및 섬유 겨냥 틀 (2 C)에서 250 m m의 거리에서 (Ø y) 조정 요.
    2. 장소는 전력 필터의 전송 (반사) 광학 경로에서 미터 및 최소화 (최대화) 빔 전력 브래그 입력된 각도 (8 설치에서 o)에 맞게 피치 축에 필터를 회전 하 여. Ø x 및 맞춤 최적화 운동학 마운트의 Ø y 나사 가늘게 조정.
    3. 배 광선 방향에 평행 하 게 필터에 광속의 피치 운동학 마운트에 장착 된 2 개의 거울 (M 2, M 3)을 사용 하 여 입력 및 요 조정에 다시 필터 반영.
    4. 는 1.1.3에서 절차에 따라 두 개의 보조 정렬 홍을 탑재 합니다. 두 번째 거울에서 반영 광속은 정의 시스템의 광 축 하 모두의 중심에 동심까지 Ø x 및 두 미러 마운트의 Ø y 나사 조정.
  4. 탑재 acousto 광학 변조기를 맞춥니다.
    1. 마운트 렌즈를 정렬 (L 5, f 5 = 100 mm) 1.2.2에 설명 된 대로 펌프 빔 acousto 광학 변조기 (AOM)에 초점을. 렌즈 음식물, 후 부드럽게 렌즈 L 5에서 제거는 AOM에 손상을 피하기 위하여는 AOM를 배치 하기 전에 그것의 산.
    2. 초점 렌즈 (L 5)에서 약 100 m m의 거리에서 5 축 플랫폼 (Ø Ø x, y, x, y, z) AOM을 탑재합니다. 변조기의 입구 창을 통해 펌프 빔 전파 하는 것이 S-편광 (참조 2.1.2) 변조기 성능 최적화를 위해 인지 확인.
    3. 50 Ω 동축 케이블을 사용 하 여 변조기의 RF 입력에 변조기 드라이버의 RF 출력을 연결 합니다. 드라이버와 보도 ' 모드 ' acousto 광학 변조기 연속파 모드에서 작동 하는 드라이버에 버튼.
    4. 1 차 diffracted 빔만의 힘을 측정 하는 변조기 출력 뒤에 파워 미터를 배치 합니다. 피치 축 (Ø x)에서 변조기를 회전 하 여 1 차 diffracted 광속의 힘을 극대화 하기 위해 변조기의 브래그 각도 조정.
    5. 위치 변경 finelythe 변조기에 펌프 광속을 집중 하 고 원하는 빠른 상승/하강 시간을 달성 하는 마운트에서 렌즈 (L 5) 집중 (10 ~ 50 µ m 빔 직경 초점이이 설치에 대 한 ns). X, y, z, Ø x 및 1 차 diffracted 광선의 힘을 극대화 하기 위해 변조기의 장착 플랫폼의 Ø y 나사 조정.
    6. 접어 광선 방향 변조기 출력에서 피치 (Ø x)와 요 (Ø y) 조정으로 운동학 마운트에 장착 된 2 개의 거울 (남 4, 5)를 사용 하는 변조기 입력에 광속의 병렬 2.3.3-4에 설명 된.
    7. 마운트 렌즈를 두 번째 정렬 (L 6, f 6 = 200 m m) f 5 + 1.2.3-4에 설명 된 대로 변조 된 펌프 빔 당기기를 입력 하는 변조기에 초점 렌즈에서 f 6의 거리에. 이 렌즈는 초점을 맞추고 함께 변조기 입력된 폼에서 렌즈를 Keplerian 빔 확대기 펌프 빔에 대 한 일치 하는 펌프 및 샘플 (들)에 초점을 맞추고 이전 빔 직경을 조사.
  5. 펌프 P-편광 광학 설정. 0 차 반 파 판 (λ/2) 회전 마운트에서를 탑재 합니다. 펌프 빔 (L 6)의 Keplerian 빔 익 스팬 더의 두 번째 렌즈 뒤에 파장판을 놓습니다. 여기는 광학 테이블 평면에 평행한 P-편광 방향에 빔 조정 파장판을 회전 합니다. 레이저 빔 인지 확인 P-편광 파워 미터와 보조 편광 빔 스플리터를 통해 최대 (최소) 레이저 전송 (반사)를 측정 하 여.
  6. 배와 옆으로 시프트는 파장판의 출력 빔.
    1. 피치 (Ø x) 운동학 산에서 거울 (6)를 탑재 하 고 절반-웨이브 접시 (λ/2)에서 50 밀리미터의 거리에 (Ø y) 조정 요. 선형 변환 단계는 시스템의 광 축에 정렬에 운동학 마운트의 게시물 자료를 연결 합니다. 수 요소 λ/2-PBS에 따라 광 축에 대해 45 o 미러 방향.
    2. 맞춤 거울과는 편광에서 빔을 반사 빔 스플리터 1.3.1-2에 설명 된 대로. 펌프 빔 편광 빔 스플리터를 통해 전송 되는 레이저 카드 보기를 사용 하 여 프로브 빔 광학 경로와 일직선 상에 확인
    3. 펌프-프로브 초점 렌즈의 광 축에 수직인 방향으로 3 m m 거울을 번역 (L 4-L 3) 길 잃은 펌프 반사를 최소화 하는 샘플 (S) 꺼짐-축 펌프 조명 생산.
  7. 광학 프로브 광학 경로에서 차단 하는 펌프를 설정. 선형 편광 (P) 회전 마운트에서를 탑재 합니다. 접이식 미러 (M 1)와 첫 번째 파장판 편광판을 배치 (λ 1 / 4) 프로브 광학 경로, 이러한 각 구성이 요소에서 약 75 m m에. 최소화 하기 위해 편광판을 회전 (최대화) 펌프 (프로브) 빔 전송.

3. 펌프와 프로브 레이저의 주파수 튠 검출을 위한 계획을 준비

  1. 프로브 및 펌프 레이저 광섬유를 설정.
  2. 연결 50: 50 FC/APC의 입력된 섬유
      편광 유지 스플리터 (FS 2의 포트 1) 펌프 레이저의 증폭 비 포트의 섬유 커플러를. 33%-출력 섬유 연결 펌프 스플리터 (FS 2 포트 2)의 50%-입력 섬유를 프로브 섬유 분배기 (FS 1의 포트 2)의 결합을 사용 하 여 소매.
    1. 파워 미터와 50: 50 펌프 스플리터 (포트 T의 FS 2)의 출력 광섬유에서 광 출력을 측정 하 고 총 광 파워 인지 확인 < 10 mW 섬유 결합 매칭 (FPD)의 포화를 방지 하기 위해. 고속 섬유 결합 매칭의 입력에 연결 하는 50: 50 펌프 스플리터 (포트 T의 FS 2)의 출력 섬유.
  3. 빠른 매칭의 K 남성 커넥터를 직접 전자 레인지 주파수의 GHz 대역의 K 여성 커넥터에 연결uency 카운터 (FC).

4. 설정 최대는 자극 브 릴 루 앵 이득/손실 검출기

  1. 루비듐-85 증기 셀 준비. 열 전도성 패드
    1. 랩 전체 셀입니다. 셀의 가장자리 주위 열 테이프를 포장. 난방 온도 모니터링 하는 셀의 가운데에 열전대를 놓습니다. 열전대 열 테이프를 터치 하지 않습니다 확인 합니다. 셀 온도 읽을 수 있는 온도계를 연결 하는 서 모 커플.
    2. 소계 테이프 그들의 장소에서 열 테이프 및 열전대를 개최 하 고 열 환경에서 세포를 분리 하는 전체 셀 랩. 트인 양쪽 가장자리에 열 테이프의 끝을 둡니다. 0-30 V, 5 A DC 전원 공급 장치를 열 테이프의 두 개의 리드 와이어.
    3. 편광 빔 스플리터 (PBS)의 반사 광학 경로에서 셀을 탑재합니다. 프로브 빔 조회는 셀의 가운데 수 확인 하십시오.
    4. 셀 앞 창포 (I)를 탑재합니다. 프로브 빔 완전히 통과할 수 있도록 홍 채를 엽니다. 이 아이리스가 길 잃은 펌프 반사를 최소화 하는 데 도움이.
  2. 는 매칭 설정.
    1. 장소는 루비듐 뒤에 매칭 (PD) 셀입니다. 큰 영역 포토 다이오드 및 수 제 RC 저역 통과 필터를 구성 하는 알루미늄 상자에 매칭 (R = 1 k ω, C = 0.1 µ F)는 역방향 바이어스 전압의 소음을 줄인다. 프로브 빔 레이저 카드 보기를 사용 하 여 포토 다이오드 중심 안타 확인
    2. 포토 다이오드의 음극 터미널 0-30 V, 5 A DC 전원 공급 장치 50 Ω 동축 케이블을 사용 하 여 연결 합니다. 광다이오드 높은-주파수 탐지를 위한 연막 모드에서 동작할 수 있도록 전원 공급 장치에 전압 조절기를 켜는 여 25 V의 역방향 바이어스를 적용.
  3. 설정 잠금 증폭기.
    1. 연결 1.9 m h z 대역폭 50 Ω 동축 케이블을 사용 하 여 50 ω 동축 저역 통과 필터 (LPF)를 매칭. 잠금 증폭기 (LIA)의 신호 입력에 직접 동축 LPF의 출력을 연결 합니다. 보도 ' 시그마 Z에서 ' 신호를 설정 하려면 잠금 증폭기에 버튼 입력 임피던스 50 ω 잠금 증폭기의.
    2. 참조 함수 발생기의 연결 채널 1 50 Ω 동축 케이블을 사용 하 여 잠금 증폭기의 입력. 보도 ' 채널 선택 ' 함수 발생기 선택 채널 1에 단추. 다음을 눌러는 ' 사인 ' 버튼 그리고는 ' 연속 ' 사인 파형을 생성 하는 채널을 설정 하려면 단추. 보도 ' 진폭 ' 0.7 Vpp에 파형 진폭을 설정 하려면 바로 가기 버튼와 ' 주파수/기간 ' f m 파형 주파수를 설정 하려면 바로 가기 버튼 = 1.1 m h z.
    3. 외부에 함수 발생기의 연결 채널 2 50 Ω 동축 케이블을 사용 하 여 acousto 광학 변조기 드라이버의 아날로그 입력. 4.3.2 1 Vpp, f m를 설정 하려면의 절차를 따라 1.1 m h z 정현파 파형 채널 2 =.
    4. 보도 '에 ' 채널 1과 2에서 설정 하 고 추진 하 여 그들의 위상 관계를 잠금 함수 발생기에 단추는 ' 정렬 단계 ' 함수 발생기에 베젤 버튼.
    5. 스위치는 ' 모드 ' acousto 광학 변조기 드라이버를에 버튼 ' 정상 ' 상태. 펌프 빔 f m에서 광학 변조 지금 = 1.1 m h z.

5. 시스템 및 성능 최적화의 최종 준비

  1. 설정 데이터 수집 장치
  2. 연결 하나의 아날로그 입력 데이터 수집 장치 (DAQ)의 동축 케이블을 사용 하 여 전자 레인지 주파수 카운터 (FC)의 아날로그 출력을
      . 보도 ' DAC ', ' 1 ' 및 ' 0 ' 주파수 카운터 10 mhz 주파수 판독 정확도 설정 버튼. 이 채널 모니터링 펌프-프로브 주파수 튠.
    1. 연결은 ' X ' 앰프의 출력은 잠금 (LIA) 동축 케이블을 사용 하 여 데이터 수집 장치의 두 번째 아날로그 입력. 보도 ' 출력 '의 단추는 ' X ' 채널을 활성화 하기 위해 잠금 앰프에 채널. 사용 하 여 자극된 브 릴 루 앵 이득 (SBG) 신호 레벨이 채널 모니터.
    2. 티 BNC 커넥터를 사용 하 여 두 개의 별도 채널로 함수 발생기의 출력 채널을 분할. 한 채널의 동축 케이블을 사용 하 여 데이터 수집 유닛 3 아날로그 입력에 프로브 레이저 컨트롤러 및 두 번째 채널의 현재 변조 입력에 연결 합니다. 이 두 번째 채널을 사용 하 여 프로브 레이저의 현재 변조 신호 취득.
    3. 는 컴퓨터에 데이터 수집 장치의 USB 출력을 연결합니다. 시각화 하 고 데이터 수집 단위 14에서 위에 설명 된 신호를 기록 데이터 수집 소프트웨어 패키지에는 프로그램을 작성.
  3. 측정 실에서 물 샘플을 탑재. 증류수와
    1. 채우기 가정 건축 500 µ m 두께 유리 챔버. 챔버는 구성된 2 라운드 25 m m 직경 0.17 m m 두꺼운 유리 coverslips 500 µ m 두께 소계 테이프 의해.
    2. 3 축 동력된 번역 단계에서 챔버 홀더를 탑재. 측정 챔버 홀더에 놓고 프로브 및 펌프 렌즈 초점의 공동 초점 포인트에 번역 (L 3, L 4, 각각) 전동된 스테이지를 사용 하 여.
  4. 루비듐 셀 열.
    1. 착용 레이저 안전 안경 780 nm 레이저 사용 합니다. 펌프 레이저의 파워를 증가 > 250 mW 테이퍼 증폭기 컨트롤러에서 현재 조절기를 켜는 전원 측정기와 샘플의 바로 전에 파워를 측정 하 여 샘플에.
    2. 설정 시간 상수는 잠금 증폭기의 (LIA) 1 s 누르면는 ' 정착 리모컨이 ' 잠금 증폭기에 단추. 설정한 잠금 증폭기의 로우 패스 필터 24 dB/oct를 밀고는 ' 필터 슬로프 리모컨이 ' 단추. 1 mVrms 눌러 잠금 증폭기 감도 설정에서 ' 센스 리모컨이 ' 단추. 잠금 증폭기의 정렬 단계 함수를 사용 하 여 위상 변화를 추진 하 여 0 앰프의 참조 및 신호 입력 사이 조정 하는 ' Shift ' 및 ' 단계 ' 단추.
    3. 에 표시기를 관찰 하 여 길 잃은 펌프 반사 모니터는 ' X ' 잠금 증폭기의 채널.
    4. Rubiduim-85 D 2 F g 펌프 파장을 삭제할지 여 부드럽게 현재 손잡이 레이저 컨트롤러에 최소 처진 펌프 반사 판독을 3 흡수 선 =는 ' X ' 잠금 증폭기의 채널.
    5. 설정 17 V DC 전원 공급 장치는 90 o C. 대기 루비듐 셀을 따뜻한 열 테이프 몇 분 온도계 판독 원하는 셀 온도에서 안정화 될 때까지 연결할. 참고: 신호 판독 관찰에 ' X ' 잠금 증폭기의 채널 (세포의 흡수에 중요 한 상승) 때문에 열 하는 동안 빠르게 드롭 해야.
  5. 측정 물에 SBG 신호 최적화.
    1. 를 프로브 레이저의 파워를 증가 > 10 mW 레이저 컨트롤러에서 현재 조절기를 켜는 전원 측정기와 샘플의 바로 전에 파워를 측정 하 여 샘플에.
    2. 프로브 파장 rubiduim-85 d 2 개의 조정 F g 3 흡수 선 프로브 레이저 컨트롤러에 온도 조절기를 켜는 전원 측정기와 루비듐 셀 뒤에 최소 레이저 전력 레벨을 측정 하 여 =.
    3. <리 > 가늘게 조정 현재 손잡이까지 프로브 레이저 컨트롤러를 켜서 펌프 파장 보다 긴 되도록 프로브 파장 > 10 mW, 약 일정, 레이저 전력 레벨 루비듐 셀 뒤에 전력 측정기로 측정 됩니다. 참고: 프로브 파장 펌프 레이저의 그것 보다 짧은 경우, 루비듐-85 셀의 추가 흡수 밴드 크게 줄일 셀 출력에서 프로브 전원.
    4. 는 주파수 주파수 카운터 (FC)에 판독 튠을 관찰 하 고 프로브 레이저 컨트롤러에서 현재 조절기를 켜는 여 물 (~ 5 g h z)의 브 릴 루 앵 변화에 맞게 펌프와 프로브 레이저 사이 튠 주파수를 설정 합니다. 참고: 부정적인 (긍정적인) 1 차 diffracted 광선,이 판독 해야 큰 (작은) RF 주파수는 acousto 광학 변조기 (이 설정에 210 m h z)의 운전에 의해 브 릴 루 앵 변화 보다.
    5. 잠금 증폭기 감도 100 µVrms를 설정 하 고 0 5.3.3에서 절차에 따라 앰프의 참조 및 신호 입력 사이 상전이 조정.
    6. Ø x와 Ø y 나사 펌프 빔 (6)의 접히는 거울의 운동학 적 산의 (i) 정밀 하 게 조정 및 (ii) 약간 번역 펌프 펌프 및 프로브 광속의 교차 효율성 최적화 렌즈 (L 4) 시스템의 광학 축을 따라 초점.
    7. 확인 높은 판독에 신호는 ' X ' 채널 잠금 증폭기의 주로 증가 SBG 신호에서 (보다) 길 잃은 펌프 반사에서 프로브 빔 차단 길 잃은 펌프의 변경 되지 않은 레벨을 측정 하 여 결과 에 대 한 고찰은 ' X ' 잠금 증폭기의 채널.
    8. SBG 신호를 최대에 도달할 때까지 단계 5.4.6-7를 반복 (> 2 µVrms), 길 잃은 펌프 반사 변경 최소 수준으로 유지 하면서.

6. 측정 및 분석 SBG 스펙트럼

  1. 프로브 변조 전류 대 펌프-프로브 주파수 튠의 교정 곡선을 만듭니다.
    1. 는 주파수 튠 (주위 물 브 릴 루 앵 shift) 5 GHz로 펌프와 프로브 레이저 사이 현재 손잡이 프로브 레이저 컨트롤러를 켜서 설정.
    2. 보도 ' 해상도 ' 및 ' 5 ' 전자 레인지 주파수 카운터 (FC) 게이트 시간을 1로 설정 하는 버튼 연속 주파수 측정 튠 사이 100 ms의 샘플링 간격을 제공 하는 ms. 2.2.5 150 mVpp와 50 mHz의 파형 진폭과 주파수 매개 변수에서 절차에 따라 각각 삼각파 프로브 레이저 컨트롤러의 현재 변조 입력에 적용 됩니다. 이렇게 천천히 프로브 파장을 스캔 하면 (그리고 따라서 펌프-프로브 주파수 튠) 걸쳐 2 GHz.
    3. 100 샘플/s/채널 데이터 수집 유닛 (DAQ)의 샘플링 레이트를 설정 하 고 펌프-프로브 주파수 튠 기록 프로브 레이저 변조 전류 신호 데이터 수집 단위를 20 가정 기록 데이터를 사용 하 여 s (이상 4-6 g h z) 수집 프로그램.
    4. 컴퓨터 소프트웨어 프로그램에서 측정 데이터를 로드합니다. 펌프-프로브 주파수 튠 데이터를 선형 모델에 맞게. Note (펌프-프로브 주파수 측정 튠의 비선형 성) 때문에 더 높은 순서 다항식 적합을 사용 하 여 또한 이다. 또한 선형 모델 프로브 레이저 변조 전류 데이터 적합.
    5. 맞는 프로브 변조 전류의 기능으로 맞춤된 샘플 샘플 튠 펌프-프로브 주파수 계산 소프트웨어 프로그램에 저장 하 여 보정 곡선 생성.
  2. 고속 SBG 스펙트럼 측정.
    1. 예는 샘플 테스트 (S)를 탑재, 증류수 2 5.2.1-에 설명 된 대로, 실험에 사용 된. 5.4.1-8 단계를 반복 합니다.
    2. 설정 잠금 증폭기 (LIA) 시간 상수 ≥ 눌러 100 µs는 ' 정착 리모컨이 ' 잠금 증폭기에 단추. 2.2.5 150 mVpp 50 Hz의 파형 진폭과 주파수 매개 변수에서 절차에 따라 각각 삼각파 프로브 레이저 컨트롤러의 현재 변조 입력에 적용 됩니다. 이렇게 빠르게 프로브 파장을 스캔 하면 (그리고 따라서 펌프-프로브 주파수 튠) 걸쳐 2 GHz.
    3. 데이터 수집 장치 (DAQ)의 샘플링 비율을 설정 ≤ 100000 샘플/s/채널 및 레코드는 SBG와 프로브 레이저 변조 전류 신호에 대 한 데이터 수집 장치를 ≥ 가정 기록 데이터를 사용 하 여 10 ms (이상 4-6 g h z) 수집 프로그램.
  3. 시각화 SBG 스펙트럼 분석 및.
    1. 부하 측정 데이터 기록 전산 소프트웨어 프로그램에서 6.2.6.
    2. 튠 값 6.1.5에 저장 된 교정 곡선에서 이러한 값을 식별 하 여 펌프-프로브 주파수 측정된 프로브 레이저 변조 전류 값 변환.
    3. 스펙트럼에서 평균 잡음 플로어를 빼기 고 SBG 측정 값 튠 펌프-프로브 주파수에 대 한 계획을 세우고 여 SBG 스펙트럼 시각화.
    4. Lorentzian 곡선으로 스펙트럼에 맞게. Lorentzian 매개 변수의 초기 추측 사용 하 여 진폭, 주파수 위치 및 전자 스펙트럼의 가장 높은 지점 중 절반에.
    5. 각각 최대 Lorentzian 적합의 절반-최대에서 전체 폭의 주파수 위치를 검색 하 여 브 릴 루 앵 변화와 테스트 샘플의 선 폭 계산.

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Representative Results

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그림 2b3b 증류수 조직과 지질 에멀젼 각각 10 ms 및 100 ms 이내 (2.25 산란 이벤트와 45 cm-1에의 한 감쇠 계수) 팬텀 샘플 측정의 일반적인 포인트 SBG 스펙트럼 표시 합니다. 비교를 위해, 우리는 10에서 SBG 스펙트럼 측정 그림 2a3a와 같이 s. 이러한 측정에 루비듐-85 증기 셀 ~ 104 길 잃은 펌프 반사를 약하게 하 고 전송에 대 한 90 ° C에가 열 되었다 > 프로브 빛;의 95% h11에 대 한 안정적인 유지 했다 수준. 또한, 여기에 정의 하는 공간 해상도 SBS의 절반 최대에 측면 전각으로는 초점에서 감지 하는 강도 약 8 µ m10이기 위하여 견적 되었다. 브 릴 루 앵 이동 평균 물에 빠르게 획득된 스펙트럼에서 얻은 고 조직 환영 했다 5.08 g h z 및 5.11 g h z, 각각. 이러한 브 릴 루 앵 변화 예측은 10에 기록 된 스펙트럼에서 계산을 s 및 이전 게시 된 브 릴 루 앵을 수성의 데이터9,,1011. 그림에 음각 SBG 스펙트럼의 200 연속 측정에서 검색 브 릴 루 앵 이동 견적의 히스토그램 표시. 얻은 브 릴 루 앵 변화의 정밀 관찰된 브 릴 루 앵 shift 배포에 맞게 가우시안 분포의 표준 편차 측면에서 평가 되었습니다. 8.5 m h z 및 33의 표준 편차는 재료 역학에 미묘한 변화를 탐지 하기 위한 높은 측정 정밀도 나타내는 물과 조직 팬텀 샘플에서 얻은 했다. 여기에 사용 되는 펌프 전력 레벨은 높은 (~ 250-270 mW), 780에 물 흡수 인해 난방 nm 이기 위하여 견적 되었다 < 0.53 K, 따라서이 작품10에 사용 되는 수성 샘플에서 무시 될 수 및. 또한, 물과 지질 에멀젼 샘플 SBG 스펙트럼의 아무 단기 불안 120 동안 관찰 되었다 이러한 전력 레벨에는 샘플의 지속적인 노출의 s.

Figure 2
그림 2: 자극된 브 릴 루 앵 이득 (SBG) 스펙트럼의 물. 물의 대표 SBG 스펙트럼 (a) 10 s (b)에 있는 10 양 점 획득 하 고 실선 각각 Lorentzian 맞는 측정 값에 대 한 서. 인세트 물 브 릴 루 앵 이동 견적의 해당 히스토그램 표시. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3: 자극된 브 릴 루 앵 이득 (SBG) 스펙트럼의 조직을 환영. 지질 에멀젼 조직 유령 (2.25 산란 이벤트와 45 cm-1에의 한 감쇠 계수)의 대표 SBG 스펙트럼 (a) 10 s (b)에 있는 100 양 점 인수 및 실선 측정 값을 표시 하 고 Lorentzian 맞는, 각각. 인세트 팬텀 브 릴 루 앵 조직의 변화 예측의 해당 히스토그램을 표시합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

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그림 1에 표시 된 시스템, 물 샘플의 배치를 용이 하 게 하는 광학 테이블에 수직으로 거치 될 수 있다 18 "x 24" 브레드보드는에 건설 하도록 설계 되었습니다. 결과적으로, 그것은 강력 하 게 모든 광학 및 기계 요소를 강화 하 고 펌프 및 프로브 광속 선적 및 꺼짐-축 형상에 샘플을 조명 하기 전에 다양 한 요소와 동심 인지 확인 하는 것이 중요.

신호를 얻이 자극된 브 릴 루 앵 관찰에 어려움 그 마스크 물 샘플 (~ 10-6)의 약한 브 릴 루 앵 이득 과도 한 길 잃은 펌프 반사로 인해 발생할 수 있습니다. 이러한 가능한 문제를 해결 하려면 확인 먼저 챔버는 프로브 및 펌프 렌즈 초점의 공동 초점 지점에 위치 (L3 , L4, 각각). 다음, 가까운 약간 아이리스 (I) 루비듐 셀 앞에 배치 하거나 약간 더 처진 펌프 반사의 탐지 제거 펌프 빔 (6)의 접는 거울 번역. Note이 또한 브 릴 루 앵 신호 감소 됩니다 하지만 물에 자극된 브 릴 루 앵 이득 신호 검출을 위한 더 나은 출발점을 제공할 수 있습니다. 신호는 여전히 감지 되지 않는 경우 사용 하 여 메탄올 또는 이황화 탄소는 상당히 강한 브 릴 루 앵 얻을 물8,10보다는. 또는, 비 혼 탁 한 샘플의 측정을 위해 크게 길 잃은 펌프 반사의 감소 하는 두꺼운 유리 챔버 (10 배는 confocal 매개 변수 L3/L4)를 사용 하 여 가능 하다.

프로토콜에서 우리는 자극된 브 릴 루 앵 이득 스펙트럼 이상 2 GHz의 고속 측정을 설명. 더 큰 대역폭 측정을 확장 하 (예를 들어 구분 하 여 여러 브 릴 루 앵 주파수 교대 샘플에서에서 > 1 g h z), 프로브 변조 전류에 대 한 확장 된 주파수 튠의 교정 곡선을 생성 하는 것이 필수적입니다 펌프와 프로브 레이저의 범위입니다. Desirably, 변조 전류와 레이저 주파수 스위프의 작은 비선형 성이 커브를 수정 한다. 또는, 펌프-프로브 주파수 튠의 신속한 모니터링 제도 분석기에서 전자 레인지 주파수 카운터 (FC)를 대체 하 통합 수 있습니다.

브 릴 루 앵 주파수 편이 여기 제안 하는 설치 프로그램에 의해 측정 하는 선 폭 알려진된 밀도 굴절률 샘플4의 대 한 g h z 주파수에서 소재 복잡 한 경도 계수를 변환할 수 있습니다. 자발적인 브 릴 루 앵 분광학에서 다른 요소 (예를 들어, 전단 탄성 계수) 소재 뻣 뻣 함 텐서의 수 수 조사 SBS 분광학을 사용 하 여 감지 하 여 빛 다른 천사와 가벼운 펌프에서 편광 상태에 흩어져. 낮은 신호--노이즈-비율에 (때문에 샘플10,,1112펌프 및 프로브 광속의 더 작은 교차점 효율)와 작은 브 릴 루 앵 주파수 브 릴 루 앵 스펙트럼 전시 다음 것 교대 하 고 거의 backscattering 형상에서 얻은 그 보다 (때문에 감소 된 교차 각도) 선. 따라서, 더 긴 측정 시간 및 좁은 선으로 레이저를 사용 하 여 필요한 것입니다.

비 탁 샘플에 브 릴 루 앵 스펙트럼의 측정에 대 한 우리의 현재 SBS 분석기 제공 수집 시간을 그에 비해 VIPA 분석기4 고는 기존의 달성 보다 빨리 100 연속파 자극 브 릴 루 앵 산란 (와 유사한 브 릴 루 앵 변화 감도) 분석기9,,1011. 혼 탁 한 미디어에 브 릴 루 앵 측정, 우리의 악기는 multipass와 VIPA 분석기에서 사용 되는 보다는 빨리 3는 100 밀리초 짧은 시간에 브 릴 루 앵 스펙트럼 2.25 산란 이벤트와 혼 탁 한 샘플의 수는 Fabry 페로-기반 0.13-혼 탁 한 샘플에서 레일리 거부 필터 1.33 이벤트13뿌리. VIPA 분석기와 달리 SBS 분석기 전문된 레일리 거부 필터, 필요 하지 않습니다 하 고 본질적으로 대조, 강한 탄성 산란10,11혼 탁 한 샘플에도 제공 합니다.

현재 SBS 분석기 총 잡음도 아직 도달 하지는. 분석기 잡음 강도 잡음 비 탁 샘플에 의해 및 혼 탁 한 미디어11전기 잡음에 의해 지배 된다. 결과적으로,는 신호--노이즈-비율에 (따라서 수집 시간) 신호는 SBG의 제한 됩니다. 이 한계를 극복 하 감지 잠금에 앞서 저 잡음 전기 증폭기 추가 브 릴 루 앵 변화 감도11감소 없이 SBG 스펙트럼 분산 자료에서의 수집 시간을 줄이기 위해 사용 될 수 있습니다. 또한, 길 잃은 펌프 진정한 backscattering 형상에 빛의 높은 제거 된 총 소음 제한 레이저 소스를 사용 하 여 최적으로 증가 시킬 것입니다는 신호--소음-비에와 SBG 스펙트럼 기록에 대 한 짧은 시간을 수 있도록 하는 분석기의 높은 브 릴 루 앵 변화 감도11.

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Disclosures

저자는 공개 없다.

Acknowledgments

IR은 아즈 재단 박사 친목 수상에 대 한 감사.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Probe diode laser head and controller Toptica Photonics SYST DL-100-DFB Quantity: 1
Pump amplified diode laser and controller Toptica Photonics SYST TA-pro-DFB Quantity: 1
FC/APC fiber dock Toptica Photonics FiberDock  Quantity: 3
High power single mode polarization maintaining FC/APC fiber patchcord Toptica Photonics OE-000796 Quantity: 1
FC/APC fiber collimation with adjustable collimation optics Toptica Photonics FiberOut Quantity: 1
FC/APC fiber fixed collimator OZ Optics HPUCO-33A-780-P-6.1-AS Quantity: 1
Single mode polarization maintaining fiber splitter 33:67 OZ Optics FOBS-12P-111-4/125-PPP-780-67/33-40-3A3A3A-3-1 Quantity: 1
Single mode polarization maintaining fiber splitter 50:50 OZ Optics FOBS-12P-111-4/125-PPP-780-50/50-40-3S3A3A-3-1 Quantity: 1
f=25 mm, Ø1/2" Achromatic Doublet, SM05-Threaded Mount, ARC: 650-1050 nm Thorlabs AC127-025-B-ML Quantity: 1
f=30 mm, Ø1" Achromatic Doublet, SM1-Threaded Mount, ARC: 650-1050 nm Thorlabs AC254-30-B-ML Quantity: 2
f=50 mm, Ø1" Achromatic Doublet, SM1-Threaded Mount, ARC: 650-1050 nm Thorlabs AC254-50-B-ML Quantity: 1
f=100 mm, Ø1" Achromatic Doublet, SM1-Threaded Mount, ARC: 650-1050 nm Thorlabs AC254-100-B-ML Quantity: 1
f=200 mm, Ø1" Achromatic Doublet, SM1-Threaded Mount, ARC: 650-1050 nm Thorlabs AC254-200-B-ML Quantity: 1
Ø1/2" Broadband Dielectric Mirror, 750-1100 nm Thorlabs BB05-E03 Quantity: 4
Ø1" Broadband Dielectric Mirror, 750-1100 nm Thorlabs BB1-E03 Quantity: 2
1" Polarizing beamsplitter cube, 780 nm Thorlabs PBS25-780 Quantity: 1
Ø1" Linear polarizer with N-BK7 protective windows, 600-1100 nm Thorlabs LPNIRE100-B Quantity: 1
Shearing Interferometer with a 1-3 mm Beam Diameter Shear Plate Thorlabs SI035 Quantity: 1
6-Axis Locking kinematic optic mount Thorlabs K6XS Quantity: 4
Compact five-axis platform Thorlabs PY005 Quantity: 1
Pedestal mounting adapter for 5-axis platform Thorlabs PY005A2 Quantity: 1
Polaris low drift Ø1/2" kinematic mirror mount, 3 adjusters Thorlabs POLARIS-K05 Quantity: 4
Lens mount for Ø1" optics Thorlabs LMR1 Quantity: 5
Adapter with external SM1 threads and Internal SM05 threads, 0.40" thick Thorlabs SM1A6T Quantity: 1
Rotation mount for Ø1" optics Thorlabs RSP1 Quantity: 2
1" Kinematic prism mount Thorlabs KM100PM Quantity: 1
Graduated ring-activated SM1 iris diaphragm Thorlabs SM1D12C Quantity: 1
Post-mounted iris diaphragm, Ø12.0 mm max aperture Thorlabs ID12 Quantity: 2
1/2" translation stage with standard micrometer Thorlabs MT1 Quantity: 3
Ø1" Pedestal pillar post, 8-32 taps, L = 1" Thorlabs RS1P8E Quantity: 1
Ø1" Pedestal pillar post, 8-32 taps, L = 1.5" Thorlabs RS1.5P8E Quantity: 2
Ø1" Pedestal pillar post, 8-32 taps, L = 2" Thorlabs RS2P8E Quantity: 4
Ø1" Pedestal pillar post, 8-32 taps, L = 2.5" Thorlabs RS2.5P8E Quantity: 1
Ø1" Pedestal pillar post, 8-32 taps, L = 3" Thorlabs RS3P8E Quantity: 4
Short clamping fork Thorlabs CF125 Quantity: 12
Mounting base Thorlabs BA1S Quantity: 8
Large V-Clamp with PM4 Clamping Arm, 2.5" Long, Imperial Thorlabs VC3C Quantity: 1
Ø1/2" Post holder, spring-loaded hex-locking thumbscrew, L = 1" Thorlabs PH1 Quantity: 2
Ø1/2" Post holder, spring-loaded hex-locking thumbscrew, L = 1.5" Thorlabs PH1.5 Quantity: 2
Ø1/2" Post holder, spring-loaded hex-locking thumbscrew, L = 2" Thorlabs PH2 Quantity: 6
Ø1/2" Optical post, SS, 8-32 setscrew, 1/4"-20 tap, L = 1" Thorlabs TR1 Quantity: 2
Ø1/2" Optical post, SS, 8-32 setscrew, 1/4"-20 tap, L = 1.5" Thorlabs TR1.5 Quantity: 2
Ø1/2" Optical post, SS, 8-32 setscrew, 1/4"-20 tap, L = 2" Thorlabs TR2 Quantity: 6
Aluminum breadboard 18" x 24" x 1/2", 1/4"-20 taps Thorlabs MB1824 Quantity: 1
12" Vertical bracket for breadboards, 1/4"-20 holes, 1 piece Thorlabs VB01 Quantity: 2
Si photodiode, 40 ns Rise time, 400 - 1100 nm, 10 mm x 10 mm active area Thorlabs FDS1010 Quantity: 1
Waveplate, zero order, 1/4 wave 780nm Tower Optics Z-17.5-A-.250-B-780 Quantity: 2
Waveplate, zero order, 1/2 wave 780nm Tower Optics Z-17.5-A-.500-B-780 Quantity: 1
Fiber coupled ultra high speed photodetector Newport 1434 Quantity: 1
Gimbal optical miror mount Newport U100-G2H ULTIMA Quantity: 3
linear stage with 25 mm travel range Newport  M-423  Quantity: 1
Lockable differential micrometer, 25 mm coarse, 0.2 mm fine,11 lb. load Newport  DM-25L Quantity: 1
XYZ Motor linear stage Applied Scientific Instrumentation LS-50 Quantity: 3
Stage controller Applied Scientific Instrumentation MS-2000 Quantity: 1
Sample holder Home made Custom Quantity: 1
Rubidium 85 Fused Silica spectroscopy cell with flat AR-coated windows, 150 mm length, 25mm diameter Photonics Technologies SC-RB85-25x150-Q-AR Quantity: 1
Thermally conductive pad 300 mm x 300 mm BERGQUIST Q3AC 300MMX300MM SHEET Quantity: 1
Heat tape 0.15 mm x 2.5  mm x 5 m, 4.29  W/m KANTHAL 8908271 Quantity: 1
Polytetrafluoroethylene tape 1/2'' x 12 m Teflon tape R.G.D Quantity: 1
Reflecting Bragg grating bandpass filter OptiGrate SPC-780 Quantity: 1
High frequncy aousto optic modulator Gooch and Housego 15210 Quantity: 1
Aousto optic modulator RF driver, frequncy: 210 MHz  Gooch and Housego MHP210-1ADS2-A1 Quantity: 1
High frequncy lock-in amplifier  Stanford Research Systems SR844 Quantity: 1
Frequency counter Phase Matrix EIP 578B Quantity: 1
Arbitrary function Generator Tektronix AFG2021 Quantity: 2
Data acquisition (DAQ) module National Instruments NI USB-6212 BNC Quantity: 1
Data acquisition (DAQ) software  National Instruments LabVIEW 2014 Quantity: 1
Regulated DC power supply  dual 0-30V 5A MEILI MCH-305D-ii Quantity: 1
Thermocouple MRC TP-01 Quantity: 1
Thermometer MRC TM-5007 Quantity: 1
Coaxial low pass filter DC-1.9 MHz Mini Circuits BLP-1.9+ Quantity: 1
20% lipid-emulsion Sigma-Aldrich I141-100ml Quantity: 1
round 25 mm diameter cover glass thick:1 # Menzel Glaser 150285 Quantity: 1
Computational software  MathWorks MATLAB 2015a

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References

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소재 분석에 대 한 고속 연속파 자극된 브 릴 루 앵 산란 분 광 계
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Remer, I., Cohen, L., Bilenca, A. High-speed Continuous-wave Stimulated Brillouin Scattering Spectrometer for Material Analysis. J. Vis. Exp. (127), e55527, doi:10.3791/55527 (2017).More

Remer, I., Cohen, L., Bilenca, A. High-speed Continuous-wave Stimulated Brillouin Scattering Spectrometer for Material Analysis. J. Vis. Exp. (127), e55527, doi:10.3791/55527 (2017).

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