Method Article

Nanodetection için bir referans Interferometer Uygulanması

DOI:

10.3791/51133

⸱

April 26th, 2014

 ,  , 
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Victoria

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nanodetection için istenmeyen lazer seğirme gürültü çıkarmak için tasarlanmış bir referans interferometresi tekniği, ultra-yüksek kalite faktörü microcavity tarama için kullanılır. Montajı, kurulumu ve veri toplama için Talimatları kavite kalite faktörünü belirlemek için ölçüm işlemi yanında, sağlanmaktadır.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ultra-yüksek kalite faktörü mikro boşluklara incelenmesi için uygun bir termal ve mekanik stabilize lif girisimölçer şekillendirilmiştir. Serbest spektral aralığını (FR) değerlendirdikten sonra, modül fiber konik-microcavity sistemi ile paralel olarak konur ve sonra lazer frekansına (yani lazer seğirme gürültü) rastgele vardiya izole ve ortadan kaldırılması yoluyla kalibre. Konik-microcavity kavşak gerçekleştirmek ve rezonatör aktarılır optik gücünü maksimize etmek, bir tek modlu fiber optik dalga çekilir. Polistiren nanobeads içeren çözeltiler daha sonra hazırlanmış ve microcavity yüzeyine bağlanma anlamda sistem yeteneğini göstermek için microcavity için gitmiştir. Veri yüksek çözünürlüklü kalite faktörü ölçümleri yanı sıra rezonans dalga boyu ve frekansı bölme vardiya olarak zamana bağlı parametrelerin komplo sağlar uydurma adaptif eğrisi aracılığıyla sonrası işlenmiş olduğunu. Dikkatli tarafındanzaman-etki tepki adımları teftiş ve frekans etki tepki değişen, bu alet ayrık bağlanma olayları ölçmek olabilir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Araştırma faiz nanodetection ve 1-8 Biyoalgılayıcı amacıyla fısıldayan galeri modunda (WGM) mikro boşlukların kullanımı üzerinde önemli ölçüde arttı. Bu ultra-yüksek kalite faktörü (Q) tek protein düzeyinde 2 aşağı minik biyolojik parçacıkları, belirlenmesinde yetkin optik boşluklar içerir. Bu olağanüstü duyarlılığı ile iletim 9-11 küçük bir mod hacim içinde ışık enerjisi boşluktaki hapsi ile etkin olabilir için rezonans ve bölünmüş frekans değişimleri izleme, olduğunu. Bir rezonatör optik özellikleri varyasyonlar da ayrık molekül ya da nanopartiküllerin bağlama kaynaklanan bu kaymaların nedeni vardır. Bu tür uygulamalar için üç boyut....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1.. Referans Interferometre İnşaat ve AYH Ölçme

  1. İnşaat
    1. Üstü açık bir akrilik kutusu oluşturun. Bu yapı Strafor kutu içinde x 16 x 16 bir 16 içine rahatça sığacak kadar büyük olmalıdır.
    2. Üstü açık akrilik kutusunda oturmak ve tamamen ısı yalıtımı için strafor kutu ile kapalı olacak optik bileşenleri, evine 3 aşamalı bir rafı imal. Strafor kutusunda bulunan iki yüksek delik lifler tüm kasayı girmek ve çıkmak için izin vermek için mevcut olması gerekir.
    3. 3. aşamada: 3 dB yönlü bir bağlayıcı One çıkışı elyaf da ayrı bir 3 dB yönlü bir bağlayıcı bir giriş portuna yol açan bir polarizasyon kontrolöre klemplenmelidir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Protokolü aşağıdaki sonra izleri derlenmiş ve monte edilebilir. Frekans bölme DPBS bir ortam içinde görülen olduğu için video, sunulan Şekil 3a da, mikro kürenin tipik rezonans yapısını göstermektedir. Çift Lorentzian işlevine bir en küçük kare fit sol ve sağ rezonans eğim kalite faktörü sırasıyla 10 x 8 2.1 olan ve sulu bir ortamda 3.8 x 10 8 gösterir. Kırmızı bir süre FWHM optik frekanslar, lazer dalga boyu kaymıştır mavi olduğunda rezonans tayfı elde edilir S. Not yüksek çözünür.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu akım ayar prob lazer kaynağı için herhangi bir geri besleme kontrolü gerektirmeden, örneğin microdisks, mikro kürecikler ve mikro boşluklara WGM microtoroids gibi, bir dizi tarama özelliğine sahiptir. Tespiti için hatırı sayılır bir sinyal-gürültü oranı (SNR) nedeniyle yol uzunluğu ve partikül kaynaklı geri saçılma etkiler sağladığı adım kaydırma donanımlar için elde edilebilir. Sadelik ve referans interferometrenin kendisinin düşük maliyeti göz önüne alındığında, bu yöntem WGM boşlukların özelliklerini inceleyerek v.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar Şekil 1 kavramsal şemasını oluşturmak için Xuan Du teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma Kanada Doğal Bilim ve Mühendislik Araştırma Konseyi (NSERC) hibe tarafından finanse edildi.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Polistiren  Mikro kürelerPolyScience
Dulbecco' s Fosfat Tamponlu Tuzlu Su (DPBS)Life Technologies14190
Piezoelektrik Nano Konumlandırıcı SistemPhysik InstrumenteP-611.3S
Dengeli FotodedektörThorlabsPDB120A
FotodedektörüNewport1801-FC
3 dB Fiber Optik Yönlü BağlayıcıThorlabsFC632-50B
10 dB Fiber Optik Yönlü BağlayıcıThorlabsFC632-90B
Drop-In Polarizasyon Kontrol CihazıGenel FotonikPLC-003-S-25
Fonksiyon JeneratörüHewlett-Packard33120A
Füzyon BirleştiriciEricssonFSU-925
Yüksek Hızlı Osiloskop AgilentDS09404A
Denetleyicili Motorlu Çeviri AşamasıThorlabsMTS25-Z8E
Tek Modlu Optik Fiber, 600-800 nm, & Oslash; 125 μ m KaplamaThorlabsSM600
Gerçek Zamanlı Elektrik Spektrum AnalizörüTektronixRSA3408B
Optik Spektrum AnalizörüAgilent70951A
632.5 – 637 nm Ayarlanabilir LazerYeni OdakTLB-6304
Filtrasyon PompasıKNF
Ultrasonik TemizleyiciCrest UltrasonikPowersonic 1100D
Mini VortekserVWRVM-3000
SantrifüjBeckman CoulterMikrofüj 22R

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Vahala, K. J. Optical microcavities. Nature. 424 (6950), 839-846 (2003).
  2. Lu, T., et al. High sensitivity nanoparticle detection using optical microcavities. PNAS. 108 (15), 5976-5979 (2011).
  3. Vollmer, F., Arnold, S.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Reference InterferometerWhispering Gallery ModeNanoparticle DetectionFiber Taper MicrocavityLaser Jitter Noise SuppressionAdaptive Curve FittingQuality Factor MeasurementResonant Wavelength ShiftFrequency Splitting AnalysisPolystyrene Nanobeads Sensing

Related Articles