Yöntem makalesi

Yüksek hızda sürekli uyarılan Brillouin saçılma Spektrometre için malzeme analizi

DOI:

10.3791/55527

⸱

22 Eylül 2017

 ,  , 
1Biomedical Engineering Department, Ben-Gurion University of the Negev, 2Ilse Katz Institute for Nanoscale Science and Technology, Ben-Gurion University of the Negev

Bu makalede

Özet

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

Biz bir hızlı continuous-wave-teşvik-Brillouin-saçılma (CW-SBS) Spektrometre inşaatı tarif. Spektrometre tek frekanslı diyot lazerler istihdam ve ilâ 100-fold mevcut CW-SBS Spektrometreler olanların daha hızlı bir atomik Buhar çentik-iletim spectra yüksek spektral çözünürlüklü bulanık/sigara-bulanık örneklerinin elde etmek için filtre hızlandırır. Bu geliştirme yüksek hızlı Brillouin malzeme çözümleme sağlar.

Özet

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

Son yıllarda önemli bir artış için temassız çözümleme-in yumuşak oldu, sulu çözümler ve Biyomalzeme, hızlı edinme kez gibi kendiliğinden Brillouin Spektrometreler kullanımında tanık olduk. Burada, biz derleme tartışmak ve işletimi kullanan bir Brillouin Spektrometre ile Brillouin saçılma (SBS) uyarılmış Brillouin kazanç (SBG) spectra emülsiyon esaslı doku benzeri örnekleri su ve lipid iletim modunda ölçmek için uyarılmış < 10 MHz Spektral çözünürlüklü ve < 35 MHz Brillouin kaymalı ölçüm hassas, < 100 Bayan Spektrometre oluşur iki neredeyse sürekli (CW) dar-linewidth lazerler, 780 karşı propaganda olan frekans detuning taranmış aracılığıyla nm malzeme Brillouin vardiyası. Sinyal-için-gürültü-oranı SBG sinyal önemli ölçüde geliştirilmiş bir ultra-dar bant sıcak rubidyum-85 buharı çentik filtresi ve bir faz duyarlı Dedektör kullanarak, varolan CW-SBS Spektrometreler ile elde ile karşılaştırıldığında. Bu gelişme SBG spectra kez, böylece yüksek hızda yumuşak malzemelerin yüksek spektral çözünürlüklü ve yüksek hassasiyetli Brillouin analizi kolaylaştırmak için 100-fold daha hızlı Alım ile ölçülmesi sağlar.

Giriş

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

Spontan Brillouin spektroskopisi kurulmuştur, sıvılar gibi yumuşak malzemelerin mekanik analizi için değerli bir yaklaşım olarak son yıllarda gerçek dokusu, doku hayaletler, biyolojik hücreleri1,2, 3,4,5,6,7. Bu yaklaşım, tek bir lazer örnek aydınlatan ve inelastically gelen spontan termal akustik dalgalar orta dağınık ışık örnek visko elastik özellikleri üzerinde yararlı bilgiler sağlayan bir Spektrometre tarafından toplanır. Spontan Brillouin yelpazenin iki Brillouin doruklarına akustik Stokes ve anti-Stokes rezonanslar malzemenin ve aydınlatıcı lazer frekans (nedeniyle Melosun dağınık ışık) Rayleigh zirvesinde içerir. Bir Brillouin backscattering geometri için Brillouin frekansları tarafından birkaç GHz aydınlatıcı lazer frekans kaydırılır ve yüzlerce MHz spektral genişliğe sahiptir.

Fabry-Perot Spektrometreler tarama sistemleri--spontan Brillouin spectra yumuşak madde1,2kazanılması için seçim olmuştur iken, son teknolojik gelişmeler hemen hemen faz dizi (VIPA) görüntüsü Spektrometreler yeterli spektral çözünürlüklü (alt-GHz)3,4,5,6,7ile önemli ölçüde daha hızlı (alt ikinci) Brillouin ölçümleri etkinleştirdiniz. Bu protokol için biz continuous-wave-teşvik-Brillouin-saçılma (CW-SBS) ışık bulanık olmayan ve bulanık algılama dayalı bir farklı, yüksek hızlı, yüksek spektral çözünürlüklü, doğru Brillouin Spektrometre inşaatı mevcut Neredeyse arka saçılma geometrisi örnekleri.

CW-SBS spektroskopisi biraz frekans detuned sürekli (CW) pompa ve yoklama lazerler, akustik dalgalar uyarmak için bir örnek üst üste geliyor. Frekans farkı pompa ve yoklama kirişler arasında belirli bir akustik rezonans malzemenin eşleştiğinde, amplifikasyon veya deamplification sonda sinyal tarafından uyarılan Brillouin kazancı veya kaybı (SBG/SBL) işlemleri, sırasıyla sağlanır; Aksi halde, hiçbir SBS (de) amplifikasyon8,9,10,11oluşur. Böylece, bir SBG (SBL) spektrum malzeme Brillouin rezonanslar genelinde lazerler frekans farkı tarama ve algılama artış (azalış) elde edilebilir veya sonda yoğunluğu nedeniyle SBS (kaybı), kazanç. Aksine spontan Brillouin saçılma, elastik saçılma arka plan gereği yoktur, SBS, bulanık ve bulanık olmayan örnekleri Rayleigh ret filtreler için herhangi bir ihtiyaç olarak gereken VIPA olmadan mükemmel Brillouin kontrast etkinleştirme Spektrometreler10,11,13.

CW-SBS Spektrometre ana bina bloklarını pompa ve yoklama lazerler ve uyarılmış Brillouin kazanç/kayıp dedektörü vardır. Yüksek spektral çözünürlüklü, yüksek hızlı CW-SBS spektroskopisi için lazerler tek frekanslı gerekir (< 10 MHz linewidth) yeterince geniş dalga boyu ayar (20-30 GHz) ve tarama hızı ile (> 200 GHz/s), uzun vadeli frekans istikrar (< 50 MHz/h) ve düşük yoğunluklu gürültü. Ayrıca, birkaç yüz güçlerle doğrusal polarize ve kırınım-limited lazer ışınları (on) mW örneği, pompa (soruşturma) ışın için gereklidir. Son olarak, uyarılmış Brillouin kazanç/kayıp dedektörü güvenilir bir şekilde yumuşak bu konuda zayıf geriye dönük uyarılmış Brillouin kazanç/kayıp (SBG/SBL) düzeyleri (10-5 - 10-6) tespit etmek için tasarlanmış olması. Bu ihtiyaçları karşılamak için biz dağıtılmış geribildirim (DFB) diyot lazerler polarizasyon korumak açısından birleştiğinde seçilen lifleri birleştirerek bir ultra-dar atom uyarılmış bir Brillouin kazanç/kayıp dedektörü ile birlikte Buhar çentik filtresi ve yüksek frekans şekil 1' deki resimli olarak tek-modülasyon amplifikatör kilitli. Bu algılama düzeni SBG sinyalin yoğunluğunu süre önemli ölçüde gürültü azaltma sonda yoğunluğu istenilen SBG sinyal katıştırılmış11nerede iki katına çıkar. Atomik Buhar çentik-filtre bizim SBS Spektrometre kullanılan rolü önemli ölçüde azaltan istenmeyen sokak pompa yansımaları tespiti yerine olduğu gibi her ikisi de tespit VIPA Spektrometreler elastik saçılma arka plan azaltmak için olduğunu unutmayın spontan Rayleigh ve Brillouin ışık dağılmış. Aşağıda ayrıntılı iletişim kuralını kullanarak, CW-SBS Spektrometre SBG düzeyleri olarak 10-6 düşük su ve doku hayaletler iletim spectra edinme yeteneği ile inşa edilebilir < 35 MHz Brillouin kaymalı ölçüm hassas ve 100 ms içinde veya daha az.

Optik uyarma kurulum şeması; SBS ve lazer yolu ile pompa-prob spektroskopi sistemi.
Şekil 1: sürekli teşvik Brillouin saçılma (CW-SBS) Spektrometre. İki sürekli pompa ve yoklama diyot lazerler (DL), frekans örnek Brillouin üst karakter detuned polarizasyon Bakımı tek modlu fiberler collimators C1 ve C2, sırasıyla birleştiğinde. Pompa-sonda frekans farkı bir set elyaf ayırıcılar (FS), hızlı photodetector (FPD) ve bir frekans sayacı (FC) kullanarak pompa ve yoklama lazerler soyulmuş kirişler arasında beat frekansı tespit ederek ölçülür. S polarize sonda ışını (ışık kırmızı), kiriş genişletici (L1 ve M2), doğru dairesel yayın bir çeyrek-dalga plate (λ1/4) tarafından polarize bir Keplerian kullanarak genişletilmiş ve bir achromatic lens (M3) örnek (S) odaklı. Etkili SBS etkileşim ve optik yalıtım için bir Keplerian ışını genişletici (L5 ve L6), kullanarak genişletilmiş pompa kiriş (derin kırmızı), ilk P polarize-bir yarı-dalga plaka λ2/4 kullanarak), bir kutuplaşma aracılığıyla aktarılan Splitter (PBS), kiriş ve sonunda sol dairesel yayın bir çeyrek-dalga plate (λ2/4) tarafından polarize ve örnek bir achromatic lens (L4; aynı derecede L3) ile üzerinde duruldu. Pompa ve yoklama kirişler neredeyse örnek karşı sonradan ve (P) (λ1dışında /4 gelme) P polarize pompa ışın sonda girmesini önlemek için kullanılan bir S odaklı polarize lazer unutmayın. Kilitlenme algılaması için pompa ışın sinusoidally fm bir acousto optik modülatör (AOM) ile modüle. Frekans fm yoğunluğu varyasyonları olarak tecelli SBG sinyal (bkz. iç metin) ile demodülealgılama bir geniş alan fotodiyot (PD) tarafından takip bir kilit-in amplifikatör (LIA). Fotodiyot sokak pompa yansımalar önemli kaldırılması için bir dar bant Bragg filtre (BF) ve pompa dalga boyu etrafında bir atomik çentik filtresi (85RB) yanında bir ışık engelleme Iris ile (I) kullanılır. Verileri daha fazla Brillouin spektrum analiz için bir kişisel bilgisayar (PC) bağlı bir veri alma kartı (DAQ) tarafından kaydedilir. Tüm katlanır aynalar (M1- M6) dikey sulu örnekleri yerleşimini kolaylaştırmak için optik masaya monte 18'' × 24'' breadboard üzerinde Spektrometre sığdırmak için kullanılır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

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

Not: aksi belirtilmedikçe, (i) sahipleri mesaj üsleri sıkma çatal veya montaj optik tabloya temel ile sıkın nakletmeye bağlar tüm bağlanmak ve (ii) kullanımı çıkış tüm hizalama yordamları için 2-10 mW lazer gücü.

Not: kurulumundaki tüm elektrik/opto-elektronik cihazlarda açmak ve ısınma zamanı kullanmadan önce 30 dk bekleyin.

1. sonda ışın optik yol hazırlamak

  1. Mount ve sonda lazer fiber Kolimatör hizalayın. Sonda lazer fiber bağlantı için
    1. Bağlan bir 33:67 FC/APC polarizasyon-sürdürmenin giriş lif lif splitter (bağlantı noktası FS T 1). Fiber ayırıcı (FS 1 1 bağlantı noktası) % 67-çıkış lif lif Kolimatör (C 1) bağlayın. Fiber Kolimatör bir 6-eksenleri kinematik Dağı (Ø x, Ø y, Ø z, x, y, z) için ekleyin. Fiber Kolimatör arkasında bir güç ölçüm yerleştirin ve x, y ve z vida lazer fiber bağlantı ayarlayarak lazer gücü en üst düzeye çıkarmak.
    2. Döndürme fiber Kolimatör (veya uyumlu hale getirilmesi için optik eleman) S-polarizasyon yönünde lazer polarizasyon, burada optik tablo uçağın dikey ayarlamaktır. Lazer ışını en az (en fazla) lazer iletim (yansıma) yardımcı bir polarize ışın bölücü bir güç metre ile ölçme tarafından S polarize olduğunu doğrulayın.
    3. Optik tablosundan iki yardımcı hizalama süsen aynı yükseklikte bir dağ (3 ' ' Bu Kur). Işın yayma sisteminin ve optik tablo paralel için optik eksen boyunca, bu yükseklik tüm sistemi hizalama sırasında sürekli sağlanmalıdır. Bir tablo montaj deli ** fiber Kolimatör (veya uyumlu hale getirilmesi için optik eleman) arkasında bir iris yerleştirmekte < 50 mm mesafe. İkinci gözü collinear tablo montaj delik yeterince uzakta ilk Iris yerleştirin (> 300 mm).
    4. Lif Kolimatör (veya uyumlu hale getirilmesi için optik eleman) çıkış demeti kadar lazer ışını konsantrik için x, y, Ø x ve kinematik Mount Ø y vidaları ayarlayarak sistem optik eksen boyunca Hizala Her iki süsen Merkezi.
  2. Bir Keplerian ışını genişletici ayarla.
    1. Bir lens mount (L 1, f 1 = 25 mm) sabit optik Mount.
    2. İki yardımcı hizalama süsen 1.1.3 yordamı izleyerek bağlayın. İletilen ışın her iki süsen merkezine konsantrik ince yanal konumu ve pitch açısı lens ayarlamak.
    3. İkinci bir objektif mount (L 2, f 2 = 50 mm) sabit optik Mount. Montaj sonrası temel sisteminin optik eksen hizalı bir doğrusal translasyonel sahne iliştirin. Objektifin f 1 + f 2 ilk objektif olarak öyle ki sahne alanı yerleştirin. 1.2.2 içinde açıklandığı gibi objektif hizalayın.
    4. Işın collimated onaylamak için ikinci merceğin arkasında yamultma Girişmölçeri yerleştirin. Üretilen girişim saçaklar kesme Girişmölçeri difüzör plaka üzerinde hüküm referans hattına paralel olana ikinci objektif sisteminin optik eksen boyunca çevirmek.
  3. Kat kiriş genişletici çıkış demeti.
    1. Saha (Ø x) ile kinematik Mount bir ayna (M 1) mount ve (Ø y) ayarlamaları yaw. Öğeleri C 1 - L 1 - L 2 optik eksene göre 45 o olmak ayna şark.
    2. İki yardımcı hizalama süsen 1.1.3 yordamı izleyerek bağlayın. Ø x ve Ø y vida ayna Mount yansıyan ışın konsantrik sisteminin optik eksen tanımlar her iki süsen ortasına doğru gelinceye ayarlamak.
  4. Örnek aydınlatma optik ayarla.
    1. Dağı sıfır sipariş Çeyrek-dalga plaka (λ 1 / 4) bırakarak bir 6-eksenleri kinematik Mount (Ø x, Ø y, Ø z, x, y, z) katlanır ayna (M 1), yaklaşık 150 mm'den uzaklıkta 2.7 içinde açıklandığı gibi waveplate önce bir polarize (P) yerleştirmek için yeterli boşluk bırakın. 45 o dairesel polarizasyon devlet vermeye hızlı ekseni ile ilgili tarafından waveplate döndürme.
    2. Bir odaklama lens mount (L 3, f 3 = 30 mm) waveplate aynı kinematik Mount. 1.1.3-4 yordamı izleyerek lens aracılığıyla aktarılan ışın hizalayın.
  5. Örnek koleksiyon optik ayarla.
    1. Dağı bir 6-eksenleri kinematik Dağı (Ø x, Ø y, Ø z, x, y, z) bir diferansiyel üzerine doğrusal translasyonel aşamada bir mesafe yaklaşık 60 mm odak lens (M 3). Sıfır-sipariş Çeyrek-dalga plaka monte (λ 2 / 4) kinematik Mount. 45 o hızlı ekseni ile ilgili tarafından waveplate döndürmek ve lazer ışını 1.1.2 yordamı izleyerek S polarize olduğunu doğrulayın.
    2. Bir koleksiyon lens mount (L 4, f 4 = 30 mm) waveplate aynı kinematik Mount. 1.1.3-4 yordamı izleyerek lens aracılığıyla aktarılan ışın hizalayın. Işın 1.2.4 içinde açıklandığı gibi collimated onayla.
    3. Adım (Ø x) ile kinematik monte üzerine bir polarize ışın-splitter küp (PBS) mount ve (Ø y) ayarlamaları yaw ve waveplate (Şekil 1'de gösterildiği gibi) yerleştirin. İki yardımcı hizalama süsen 1.1.3 yordamı izleyerek bağlayın. Ø x ve Ø y vida ışın-splitter Mount yansıyan ışın konsantrik sisteminin optik eksen tanımlar her iki süsen ortasına doğru gelinceye ayarlamak.

2. Pompa ışın optik yol hazırlamak

  1. Mount ve pompa lazer fiber Kolimatör hizalayın.
    1. Bağlan lif pompanın güçlendirilmiş bağlantı noktasının lazer fiber Kolimatör (C 2) için. Mount ve 1.1.3 - açıklandığı gibi lif Kolimatör pompa lazer hizalama 4.
  2. Rubiduim-85 D2 için pompa dalga boyu tune F g = 3 emme hattı.
    1. Fiber Kolimatör pompa lazer (C 2) arkasında bir rubidyum-85 buharı yerleştirin.
    2. Buharı hücre hücre pompası ışını iletimini ölçmek için arkasında yedek bir photodetector yerleştirmek. Photodetector için bir osiloskop bağlayın. Basın ' belirtinAutoSetçoğaltma ' okuma sinyal genlik ve zaman iz photodetecto otomatik olarak ayarlamak için osiloskop üzerinde düğmer.
    3. kalitesiz lazer dalga boyu rubidyum D2 emme hattı, 780.24 ayarla nm nerede en az ışık geçirgenliği ölçüleceğini rubidyum hücre yardımcı photodetector () tarafından bir seviyeye lazer denetleyicisinde sıcaklık düğmeyi çevirerek, 2.2.2 bkz. adım). Lazer sıcaklık tespit seviyeye ayarlayın.
    4. Bir işlev üreteci çıkışını pompa lazer denetleyicisi geçerli modülasyon girifline ba¤LAN›r.
    5. Yavaş yavaş dalga boyunda 60 arasında inceden inceye gözden geçirmek için lazer denetçisinin geçerli modülasyon giriş için bir işlev üreteci bir üçgen dalga uygulamak pm (30 GHz). Bu amaçla, basın ' kanal ' işlev üreteci ve select Kanal 1 düğmesini. Daha sonra basın ' rampa ' düğmesini ve sonra ' sürekli ' bir üçgen dalga biçimi üretmek için kanal ayarlamak için düğmeyi. Basın ' genlik ' dalga genlik 2.25 Vpp (tepe tepe gerilim) ayarlamak için kısayol düğmesi ve ' frekans/dönem ' 5 mHz olarak dalga sıklığını ayarlamak için kısayol düğmesi. Son olarak, basın ' üzerinde ' işlev üreteci kanalı aç düğmesini.
    6. Pompa dalga boyu rubidyum-85 D2 getiriyor kesin olarak mümkün geçerli düzeyi tanımlamak F g 3 emme hattı yedek photodetector (bkz: kullanarak rubidyum hücreye en az ışık geçirgenliği ölçerek = Adım 2.2.2). Lazer Lazer denetleyicisinde geçerli düğmeyi çevirerek belirlenen seviyeye geçerli küme. Rubidyum hücre ve yardımcı photodetector kaldırın. Son olarak, işlev üreteci lazer denetleyicisi geçerli modülasyon girişten çıkarın.
  3. Mount ve lazer çizgi Temizlik filtre hizalayın.
    1. Yer lazer çizgi temizlik filtresi (yansıtan Bragg filtresi; BF) bir kinematik takma adım (Ø x) ve (Ø y) ayarlamaları 250 mm fiber Kolimatör (C 2) arasında bir mesafede yaw.
    2. Bir güç filtrenin iletim (yansıma) optik yolundaki metre ve en aza indirmek yer (ışın Bragg giriş açısı (8 o bu Kur) eşleşecek şekilde pitch eksenindeki filtresi döndürerek maksimize güç). İnce Ø x ve Ø y vida hizalamayı optimize etmek için kinematik Mount düzeltin.
    3. Işın yansıyan ışının filtre, pitch ile kinematik bağlar üzerine monte iki aynalar (M 2, M 3) kullanarak giriş ve ayarlamalar yaw geri bir yönde paralel olarak filtre kapalı kat.
    4. İki yardımcı hizalama süsen 1.1.3 yordamı izleyerek bağlayın. Ø x ve Ø y vidalar her iki ayna bağlar ikinci yansıtmadan yansıyan ışın sisteminin optik eksen tanımlar her iki süsen merkezine konsantrik olana ayarlayın.
  4. Montaj ve acousto optik modülatör hizalayın.
    1. Dağı ve bir lens hizalamak (L 5, f 5 = 100 mm) 1.2.2 içinde açıklandığı gibi bir acousto optik modülatör (AOM) pompa ışın odaklanmak için. Objektif besin sonra yavaşça AOM zarar önlemek için AOM yerleştirerek önce onun mount lens L 5 kaldırmak.
    2. AOM yaklaşık 100 mm uzaklıkta bir 5-eksen platformu (Ø Ø x, y, x, y, z) üzerine odaklama lens (L 5) bağlayın. Pompa ışın modülatör giriş pencereden yayma (modülatör performansını optimize etmek için S polarize bkz: 2.1.2) olduğundan emin olun.
    3. RF çıkış modülatör sürücüsünün bir 50-Ω koaksiyel kablo ile modülatör RF girifline ba¤LAN›r. Sürücü ve basın aç ' modu ' düğmesine sürücüde acousto optik modülatör sürekli modunda çalışır.
    4. Birinci dereceden diffracted ışını sadece gücünü ölçmek için modülatör çıktı arkasında bir güç ölçüm yerleştirin. Birinci dereceden diffracted ışını güç modülatörü saha eksenindeki (Ø x) döndürerek maksimize etmek için modülatör Bragg açısını ayarlamak.
    5. Yeniden konumlandırmak finelythe modülatör pompa ışın odaklamak ve istenen hızlı yükselişi/Sonbahar zaman elde etmek için onun Mount lens (L 5) odaklama (10 ~ 50 µm ışın çapı odak içinde bu kurulum için ns). X, y, z, Ø x ve Ø y vida birinci dereceden diffracted ışın gücü en üst düzeye çıkarmak için modülatör montaj platformu ayarlayın.
      6. Kat
    6. paralel olarak bu iki aynalar (M 4, M 5) pitch (Ø x) ve yaw (Ø y) ayarlamalar olarak ile kinematik monte edilir monte kullanarak modülatör giriş, ışının ışın bir yön için modülatör çıktı 2.3.3-4 içinde açıklanan.
    7. Dağı ve ikinci bir objektif hizalamak (L 6, f 6 = 200 mm) bir mesafede f 5 + f 6 giriş 1.2.3-4 içinde açıklandığı gibi modüle edilmiş pompa ışını collimate için modülatör, odaklama lens. Bu lens odak birlikte modülatör giriş formu, pompa eşleşen bir Keplerian ışını genişletici pompa ışın için objektif ve ışın çapı (S) örnek üzerinde odaklanan önce yoklama.
  5. P-polarizasyon optik pompa kadar ayarla. Döndürme Mount bir sıfır-sipariş yarım-dalga tabak (λ/2) bağlayın. Yer waveplate Keplerian ışını genişletici (L 6) pompa demetinin ikinci merceğin arkasında. İşte optik tablo uçağa paralel P-polarizasyon yönünde ışın ayarlamak için waveplate döndürün. Lazer ışını en fazla (en az) lazer iletim (yansıma) yardımcı bir polarize kiriş kırık bir güç metre ile ölçerek P polarize olduğunu doğrulayın.
  6. Kat ve yanal kaydırma waveplate çıkışını, kiriş.
    1. Saha (Ø x) ile kinematik Mount bir ayna (M 6) dağ ve 50 mm yarı-dalga plaka (λ/2) uzaklıkta (Ø y) ayarlamaları yaw. Kinematik montaj sonrası tabanının sisteminin optik eksen hizalı bir doğrusal translasyonel sahne iliştirin. Öğeleri λ/2-PBS optik eksene göre 45 o olmak ayna şark.
    2. Ayna ve polarize--dan ışın yansıyan Hizala splitter 1.3.1-2 içinde açıklandığı gibi ışınlayın. Polarize ışın splitter aktarılan pompa ışın kartı ile ilgilenen bir lazer kullanarak sonda ışın optik yolu ile collinear olduğundan emin olun
    3. Pompa-sonda odaklama lens Optik eksenine dikey yönde 3 mm tarafından ayna çevirmek (L 4-L 3) eksen dışı pompa aydınlatma sokak pompa yansımaları en aza indirir örnek (S) üretmek için.
  7. Optik sonda optik yolundaki engelleme pompa ayarlayın. Bir doğrusal polarize (P) döndürme Mount monte. Polarize katlanır ayna (M 1) ve ilk waveplate arasında yer (λ 1 / 4) yolundaki soruşturma optik, bu bileşenlerin her biri yaklaşık 75 mm. En aza indirmek için polarize döndürmek (en üst düzeye çıkarmak) iletim pompa (soruşturma) demetinin.

3. Frekans Detuning pompa ve sonda lazerler algılamak için düzeni hazırlamak

  1. sonda ve pompa lazerler için fiber optik ayarlayın.
    1. Bağlan 50: 50 FC/APC giriş lif polarizasyon Bakımı fiber splitter (FS 2 1 bağlantı noktası) bağlantı noktasının sigara güçlendirilmiş pompa lazer fiber bağlantı için. % 33-çıkış fiber bağlanmak bir çiftleşme kullanarak pompa fiber ayırıcı (liman 2 FS 2) % 50 girişli elyaf için sonda fiber splitter (FS 1 2 bağlantı noktası), kollu.
    2. Bir güç metre ile 50: 50 pompa fiber ayırıcı (bağlantı noktası FS T 2) çıkış fiber optik güç ölçmek ve toplam optik güç olduğundan emin olun < 10 mW doygunluğuna sahip fiber birleştiğinde photodetector (FPD) önlemek için. 50: 50 pompa fiber ayırıcı (bağlantı noktası FS T 2) çıkış lif yüksek hızlı fiber birleştiğinde photodetector girifline ba¤LAN›r.
  2. Hızlı photodetector K erkek konektör doğrudan bir mikrodalga frekans GHz bant, K kadın konektörüne bağlayınuency sayaç (FC).

4. Set Up uyarılmış Brillouin kazanç/kayıp dedektörü

  1. rubidyum-85 buharı hücre hazırlayın. Termal iletken bir yastık
    1. şal tüm hücre. Isı teypten hücre kenarlarına etrafında sarın. Isıtma sıcaklık izlemek için bir yer bir ısıl hücrenin ortasına. Isıl ısı teyp dokunmatik değil emin olun. Hücre sıcaklık okumak için bir termometre ısıl bağlanmak.
    2. Tüm hücre ısı teyp ve ısıl muhafaza ve termal çevre hücreden ortadan kaldırmak için politetrafloroetilen bandı ile sarın. Isı teyp sonu engelsiz iki kenara bırakın. Isı bant iki müşteri adayları bir 0-30 V 5 A DC güç kaynağı tel.
    3. Polarize ışın ayırıcı (PBS) yansıma optik yolundaki hücre bağlayın. Sonda ışın hücrenin merkezine hits olun.
    4. Bir iris (ı) önce hücre bağlayın. Böylece sonda kiriş tamamen geçebileceği gözü açın. Bu iris sokak pompa yansımaları minimize yardımcı olur.
  2. Photodetector kadar ayarla.
    1. Yer rubidyum arkasında photodetector (PD) hücre. Bir alüminyum kutusunda yer alan photodetector, geniş alanlara fotodiyot ve ev yapımı RC alçak geçiren filtrenin oluşmaktadır (R = 1 kΩ, C = 0,1 µF) bu ters önyargı voltaj paraziti azaltır. Sonda ışın kartı ile ilgilenen bir lazer kullanarak fotodiyot ortasına hits olun
    2. Terminal fotodiyot katot 0-30 V 5 A DC güç kaynağı bir 50 Ω eş eksenli kablo kullanarak bağlayın. Böylece fotodiyot içinde photoconductive tarz yüksek frekans algılama için işletilmektedir güç kaynağı voltaj kolu çevirerek 25 V, ters bir önyargı uygulamak.
  3. Kadar kilit amplifikatör ayarla.
    1. Photodetector için bir 50Ω koaksiyel alçak geçiren Filtre (LPF) 1.9 MHz bant genişliği 50 Ω eş eksenli kablo kullanarak bağlan. Koaksiyel LPF çıktısını doğrudan kilit-in amplifikatör (LIA) sinyal girişine bağlayın. Basın ' SIG-Z içinde ' sinyali ayarlamak için kilit-in amplifikatör butonuna Giris Empedans 50Ω için kilit amplifikatör.
    2. Bağlan Kanal 1 başvuru için bir işlev jeneratörün giriş 50 Ω eş eksenli kablo kullanarak kilit-in amplifikatör. Basın ' kanal ' işlev üreteci ve select Kanal 1 düğmesini. Daha sonra basın ' sinüs ' düğmesini ve sonra ' sürekli ' bir sinüs dalga üretmek için kanal ayarlamak için düğmeyi. Basın ' genlik ' dalga genlik 0,7 Vpp ayarlamak için kısayol düğmesi ve ' frekans/dönem ' f m için dalga sıklığını ayarlamak için kısayol düğmesi 1.1 MHz =.
    3. Bağlan Kanal 2 dış için fonksiyon jeneratörü analog giriş bir 50 Ω koaksiyel kablo ile acousto optik modülatör sürücüsü. 4.3.2 1 Vpp f m ayarlamak için bölümündeki yordamı uygulayın 1.1 MHz sinüsoidal dalga Kanal 2 =.
    4. Basın ' üzerinde ' Kanal 1 ve 2 ve faz ilişkilerini iterek kilitlemek için işlev üreteci butonuna ' hizalamak faz ' işlev üreteci çerçeve butonunu.
    5. Anahtarı ' modu ' acousto optik modülatör sürücü butonuna ' Normal ' devlet. Pompa ışın şimdi optik f m modülasyonlu 1.1 MHz =.

5. Sistemi ve performans optimizasyonu son hazırlıklar

  1. kadar veri toplama ayarla Gordon
    1. Bağlan bir koaksiyel kablo ile bir analog giriş veri edinme biriminin (DAQ) için mikrodalga frekansı sayaç (FC) analog çıkış. Basın ' DAC ', ' 1 ' ve ' 0 ' düğmeleri için 10 MHz frekans okuma doğruluk ayarlamak için frekans tezgahın üstünde. Bu kanal pompa-sonda frekans detuning izler.
    2. Bağlan ' X ' kilit-in amplifikatör (LIA) koaksiyel kablo kullanarak veri edinme biriminin ikinci analog giriş için çıkış. Basın ' çıktı ' düğme-in ' X ' kanalı etkinleştirmek için kilit-in amplifikatör kanalda. Uyarılan Brillouin kazanç (SBG) sinyal seviyesi bu kanal monitör kullanma.
    3. Bölünmüş bir çıktı kanalı bir fonksiyonun Jeneratör'e bir BNC-tee Bağlayıcısı'nı kullanarak iki ayrı kanalı. Bir kanal sondası lazer denetleyicisi ve ikinci kanal geçerli modülasyon giriş koaksiyal kablolar kullanarak veri edinme biriminin üçüncü analog giriş için bağlayın. Sonda lazer geçerli modülasyon sinyali almak için bu ikinci kanal kullanın.
    4. Veri alma birimi USB çıkışını bir bilgisayara bağlayın. Bir veri alma yazılım paketi görselleştirmek ve veri toplama ünitesi 14 yukarıda açıklanan sinyalleri kaydetmek için bir program yazmak.
  2. Su örneği ölçüm odasında mount. Distile su ile
    1. dolgu ev yapımı 500 µm kalınlığında cam odası. 500 µm kalınlığında politetrafloroetilen teypten tarafından aralıklı oluşan iki yuvarlak 25 mm çapında 0,17 mm kalın cam coverslips odası mı.
    2. Bir oda sahibi 3 eksenli motorlu çeviri sahnede bağlayın. Ölçüm odası yer tutucu ve sonda ve lensler odak pompa ortak odak noktasına çevirmek (L 3 ve L 4, sırasıyla) motorlu sahne kullanarak.
  3. Rubidyum hücre ısı.
    1. Giyim lazer koruyucu gözlük için 780 nm lazer kullanımı. Elde etmek için pompa lazer gücünü artırmak > 250 mW kısıtlayarak geçerli topuzu konik-amplifikatör denetleyicisinde güç hemen önce örnek bir güç metre ile ölçme örneği.
    2. Kümesi zaman sürekli kilitli amplifikatör (LIA) 1 s tuşuna basarak ' yerleşmek inline ' kilit-in amplifikatör düğmeleri. İterek 24 dB/Ekim için kilit-in amplifikatör düşük geçiş filtresi ayarla ' filtre yamaç inline ' düğmeleri. Kilit-in amplifikatör için 1 mVrms basarak duyarlılık ' Sens inline ' düğmeleri. Faz kayması arasında amplifikatör başvuru ve sinyal girişleri bastırıyor tarafından sıfıra ayarlamak için kilit-in amplifikatör Hizala faz işlevini kullanın ' Shift ' ve ' faz ' düğmeleri.
    3. Sokak pompa yansımalar üzerinde dökümanları gözlemleyerek izlemek ' X ' kanal kilit-in amplifikatör.
    4. Rubiduim-85 D 2 F g için pompa dalga boyu retune hafifçe üzerinde bir minimum sokak pompa yansıma okuma edinmek için lazer denetleyicisini geçerli topuzu açarak 3 emme hattı = ' X ' kanal kilit-in amplifikatör.
    5. Ayarla 17 V DC güç kaynağı rubidyum hücre 90 o C. bekle ısınmak için ısı teybe birkaç dakika kadar istenen hücre sıcaklık termometre okuma stabilize bağlı. Not: Sinyal dökümanları gözlenen üzerinde ' X ' kanal kilit-in amplifikatör hızla Isıtma (nedeniyle hücre emilimini önemli artış) sırasında damla.
  4. Ölçü ve suda SBG sinyal optimize.
    1. Elde etmek için sonda lazer gücünü artırmak > 10 mW lazer denetleyicisinde geçerli topuzu dönüm ve hemen önce örnek güç güç metre ile ölçerek örneği.
    2. Kaba sonda dalga boyu rubiduim-85 D2 için tune F g kısıtlayarak sıcaklık topuzu sonda lazer denetleyicisinde bir en az lazer güç düzeyinde rubidyum hücre arkasında bir güç metre ile ölçme 3 emme hattı =.
    3. ince ayar geçerli topuzu sonda lazer denetleyicisi kadar açarak pompa dalga boyu uzun olmak sonda dalga boyu > düzeyleri ile bir güç metre rubidyum hücre ölçüldü 10 mW, yaklaşık olarak sabit lazer güç. Not: sonda dalga boyu bu pompa lazer daha kısa ise, daha sonra ek emme bantları rubidyum-85 hücrenin önemli ölçüde hücre çıkış sonda güçte azaltır.
    4. Sonda lazer denetleyicisinde geçerli topuzu dönüm ve dökümanları (FC) frekans sayaçta detuning frekans gözlemleyerek Brillouin vardiya su (~ 5 GHz) eşleştirmek için pompa ve yoklama lazerler arasında detuning sıklığını belirleme. Not: negatif (pozitif) birinci dereceden diffracted ışın için bu dökümanları (küçük) acousto-optik modülatör (Bu Kur 210 MHz) sıklığı sürüş RF tarafından Brillouin shift daha büyük olmalıdır.
    5. 100 µVrms için kilit-in amplifikatör duyarlılık ve amplifikatör başvuru ve sinyal girişleri 5.3.3 yordamı izleyerek sıfır arasındaki faz kayması ayarlayın.
    6. Ø x ve Ø y vida pompa kiriş (M 6) katlanır ayna kinematik Dağı (i) ince ayarlama ve (ii) biraz çeviri pompa pompa ve yoklama kirişler geçiş verimliliğini optimize lens (L 4) sisteminin optik eksen boyunca odaklanarak.
    7. Daha yüksek üzerinde dökümanları işaret emin olun ' X ' kanal kilit-in amplifikatör neden ağırlıklı olarak artan bir SBG sinyal (yerine sokak pompa yansımalar) prob ışın engelleme ve sokak pompa değişmeden düzeylerini ölçme üzerine düşünceler ' X ' kanal kilit-in amplifikatör.
    8. Tekrar adımları 5.4.6-7 SBG sinyal maksimum ulaşıncaya kadar (> 2 µVrms), sokak pompa yansımaları bir değişmeden en az düzeyde tutarken.

6. Ölçmek ve SBG spektrum analiz

  1. sonda modülasyon geçerli vs pompa-sonda frekans ararken, bir kalibrasyon eğrisi oluşturmak.
    1. Frekans 5 GHz için pompa ve yoklama lazerler (çevresinde su Brillouin kayması) arasında sonda lazer denetleyicisinde geçerli düğmeyi çevirerek detuning ayarla.
    2. Basın ' RES ' ve ' 5 ' mikrodalga frekansı sayaç (FC kapısı saat 1'e ayarlayın) düğmelerinde ardışık frekans ölçümleri detuning arasında 100 ms bir örnekleme aralığı sağlayan ms. Bir üçgen dalga 2.2.5 ile dalga genlik ve sıklık parametrelerini 150 mVpp ve 50 mHz, yordamda sırasıyla takip ederek sonda lazer denetleyicisi geçerli modülasyon giriş için geçerli. Bu yavaş yavaş sonda dalga boyu taramak için izin verir (ve bu nedenle pompa-sonda frekans detuning) arasında 2 GHz.
    3. Veri alma birimi (DAQ) örnekleme oranı 100 örnekleri/s/kanal ayarla ve pompa-sonda frekans detuning kayıt ve lazer modülasyon geçerli sinyallerini veri edinme biriminden 20 için yoklama ev yazılan veri kullanarak s (4-6 GHz fazla) satın alma programı.
    4. Ölçüm verileri bir bilgisayar yazılım programı yüklemek. Pompa-sonda frekans detuning veri doğrusal model ile uygun. O da (nedeniyle ölçümleri detuning pompa-sonda frekans nonlinearity) Yüksek mertebeden bir polinom uyum kullanmak mümkün olduğunu unutmayın. De sonda lazer modülasyon geçerli verilerle doğrusal model uygun.
    5. Sonda modülasyon geçerli bir fonksiyonu olarak uygun uygun örnekleri örnekleri detuning pompa-sonda frekans Hesaplamalı yazılım programında depolayarak kalibrasyon eğrisi oluşturmak.
  2. Yüksek hızda bir SBG spektrum ölçmek.
    1. Örnek test altındaki (S), örneğin mount, 2 5.2.1 - açıklandığı gibi deneylerde kullanılan su distile. 5.4.1 - 8 adımları yineleyin.
    2. Kilit-in amplifikatör (LIA) zaman sabit ayarla ≥ basarak 100 µs ' yerleşmek inline ' kilit-in amplifikatör düğmeleri. Bir üçgen dalga 2.2.5 ile dalga genlik ve sıklık parametrelerini 150 mVpp ve 50 Hz, yordamda sırasıyla takip ederek sonda lazer denetleyicisi geçerli modülasyon giriş için geçerli. Bu hızla sonda dalga boyu taramak için izin verir (ve bu nedenle pompa-sonda frekans detuning) arasında 2 GHz.
    3. Veri edinme birimi (DAQ) örnekleme oranı ayarla ≤ 100.000 örnekleri/s/kanal ve SBG ve sonda lazer modülasyon geçerli sinyalleri için veri edinme biriminden kayıt ≥ 10 ev yazılan veri kullanarak ms (4-6 GHz fazla) satın alma programı.
  3. Visualize ve SBG spektrum analiz.
    1. Yük ölçüm verileri kaydedilen bir hesaplama yazılım programında 6.2.6.
    2. Pompa-sonda frekans değerleri 6.1.5 içinde depolanan kalibrasyon eğrisi bu değerleri tespit ederek detuning ölçülen sonda lazer modülasyon geçerli değerleri dönüştürmek.
    3. Spektrum ortalama gürültü yerden çıkarmak ve SBG ölçüm değerleri ararken pompa-sonda frekans karşı komplo tarafından SBG spektrumlu görselleştirmek.
    4. Lorentzian bir eğri ile spektrum uygun. Genlik, frekans konumu ve tam genişlikli yelpazenin en yüksek noktası yarısı için ilk tahmin Lorentzian parametreleri kullanın.
    5. En büyük ve tam genişlikli yarı-maksimum Lorentzian uygun frekans konumunu sırasıyla alarak Brillouin shift ve test örneği linewidth hesaplamak.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

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

Rakamlar 2b ve 3b tipik noktası SBG spectra distile su ve lipid emülsiyonu doku (2,25 saçılma olaylar ve 45 cm-1zayıflama katsayısı ile) hayali örnekleri 10 ms ve 100 ms içinde anılan sıraya göre ölçülen görüntüler. Karşılaştırma için biz 10 SBG spectra ölçülen rakamlar 2a ve 3agösterildiği gibi s. Bu ölçümlerde, rubidyum-85 buharı hücre 90 ° c ~ 104 tarafından sokak pompa yansımaları inceltiyorum ve...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

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

Şekil 1' de gösterilen sistem, sulu örnekleri yerleşimini kolaylaştıran bir optik masaya monte dikey bir 18'' x 24'' breadboard üzerinde inşa edilecek şekilde tasarlanmıştır. Sonuç olarak, kuvvetle tüm optik ve mekanik öğeleri sıkın ve pompa ve yoklama kiriş collinear ve konsantrik örnek eksen dışı geometri aydınlatıcı önce çeşitli unsurları ile olduğundan emin olmak önemlidir.

Sinyal kazancı uyarılmış Brillouin gözlemleyerek zorluklar o maskeyi sulu örnekleri (~ 10-6

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

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

Yazarlar ifşa gerek yok.

Teşekkürler

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

IR Doktora Bursu Ödülü Azrieli Vakfı için minnettar olduğunu.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Prob diyot lazer kafası ve kontrolörüToptica PhotonicsSYST DL-100-DFBMiktar: 1
Pompa güçlendirilmiş diyot lazer ve kontrolörToptica PhotonicsSYST TA-pro-DFBMiktar: 1
FC / APC fiber dockToptica PhotonicsFiberDock Miktar: 3
FC / APC fiber patchcord'u koruyan yüksek güçlü tek modlu polarizasyonToptica PhotonicsOE-000796Miktar:
Ayarlanabilir kolimasyon optiği ile 1 FC / APC fiber kolimasyonuToptica PhotonicsFiberOutMiktar: 1
FC / APC fiber sabit kolimatörOZ OptikHPUCO-33A-780-P-6.1-ASMiktar: 1
Tek modlu polarizasyon, fiber ayırıcıyı korur 33: 67OZ OptikFOBS-12P-111-4 / 125-PPP-780-67 / 33-40-3A3A3A-3-1Miktar: 1
Tek modlu polarizasyon koruma fiber ayırıcı 50: 50OZ OptikFOBS-12P-111-4 / 125-PPP-780-50 / 50-40-3S3A3A-3-1Miktar: 1
f = 25 mm, Ø 1/2" Akromatik Çift, SM05 Dişli Montaj, ARC: 650-1050 nmThorlabsAC127-025-B-MLMiktar: 1
f=30 mm, & Oslash; 1" Akromatik Çift, SM1 Dişli Montaj, ARC: 650-1050 nmThorlabsAC254-30-B-MLMiktar: 2
f = 50 mm, & Oslash; 1" Akromatik İkili, SM1 Dişli Montaj, ARC: 650-1050 nmThorlabsAC254-50-B-MLMiktar: 1
f = 100 mm, & Oslash; 1" Akromatik Çift, SM1 Dişli Montaj, ARC: 650-1050 nmThorlabs AC254-100-B-MLMiktar: 1
f=200 mm, & Oslash; 1 "Akromatik Çift, SM1 Dişli Montaj, ARC: 650-1050 nmThorlabs AC254-200-B-MLMiktar: 1
ø 1/2 "Geniş Bant Dielektrik Ayna, 750-1100 nmThorlabs BB05-E03Miktar: 4
& Oslash; 1 "Geniş Bant Dielektrik Ayna, 750-1100 nmThorlabs BB1-E03Miktar: 2
1 " Polarize ışın ayırıcı küp, 780 nmThorlabs PBS25-780Miktar: 1
& Oslash; N-BK7 koruyucu pencereli 1" Doğrusal polarizör, 600-1100 nmThorlabs LPNIRE100-BMiktar:
1-3 mm Işın Çaplı Kesme Plakalı 1 Kesme İnterferometresiThorlabsSI035Miktar: 1
6 Eksenli Kilitleme kinematik optik montajThorlabs K6XSMiktar: 4
Kompakt beş eksenli platformThorlabs PY005Miktar: 1
5 eksenli platform için kaide montaj adaptörüThorlabs PY005A2Miktar: 1
Polaris düşük kayma ve oslash; 1/2" kinematik ayna montajı, 3 ayarlayıcıThorlabs POLARIS-K05Miktar:
ø için 4 lens yuvası; 1" optikThorlabs LMR1Miktar: Harici
SM1 dişleri ve Dahili SM05 dişleri olan 5 adaptör, 0.40 "kalınlığındaThorlabs SM1A6TMiktar:
ø için 1 Rotasyon montajı; 1 "optikThorlabs RSP1Miktar: 2
1 " Kinematik prizma montajıThorlabs KM100PMMiktar: 1
Dereceli halka ile etkinleştirilen SM1 iris diyaframıThorlabs SM1D12CMiktar: 1
Direğe monte iris diyaframı, & Oslash; 12,0 mm maksimum diyafram açıklığıThorlabsID12Miktar: Standart
mikrometre ile 2 1/2 "çeviri aşamasıThorlabsMT1Miktar: 3
Ø 1 "Kaide direği direği, 8-32 musluk, L = 1"ThorlabsRS1P8EMiktar: 1
& Oslash; 1 "Kaide direği direği, 8-32 musluk, L = 1.5"ThorlabsRS1.5P8EMiktar: 2
& Oslash; 1 "Kaide direği direği, 8-32 musluk, L = 2"ThorlabsRS2P8EMiktar: 4
& Oslash; 1 "Kaide direği direği, 8-32 musluk, L = 2.5"ThorlabsRS2.5P8EMiktar: 1
& Oslash; 1 "Kaide direği direği, 8-32 musluk, L = 3"ThorlabsRS3P8EMiktar: 4
Kısa sıkıştırma çatalıThorlabsCF125Miktar: 12
Montaj tabanıThorlabsBA1SMiktar: 8
PM4 Sıkıştırma Kollu Büyük V-Kelepçe, 2.5 "Uzunluğunda, ImperialThorlabsVC3CMiktar: 1
&Öğr; 1/2 "Direk tutucu, yaylı altıgen kilitli kelebek vida, L = 1"ThorlabsPH1Miktar: 2
ø 1/2 "Direk tutucu, yaylı altıgen kilitli kelebek vida, L = 1.5"ThorlabsPH1.5Miktar: 2
Ø 1/2 "Direk tutucu, yaylı altıgen kilitli kelebek vida, L = 2"ThorlabsPH2Miktar: 6
Ø 1/2 "Optik direk, SS, 8-32 ayar vidası, 1/4" -20 musluk, L = 1 "ThorlabsTR1Miktarı: 2
Ø 1/2 "Optik direk, SS, 8-32 ayar vidası, 1/4" -20 musluk, L = 1.5 "ThorlabsTR1.5Miktar: 2
Ø 1/2" Optik direk, SS, 8-32 ayar vidası, 1/4"-20 musluk, L = 2"ThorlabsTR2Miktar: 6
Alüminyum breadboard 18 "x 24" x 1/2", 1/4 "-20 muslukThorlabsMB1824Miktar: 1
12" breadboardlar için dikey braket, 1/4 "-20 delik, 1 adetThorlabsVB01Miktar: 2
Si fotodiyot, 40 ns Yükselme süresi, 400 - 1100 nm, 10 mm x 10 mm aktif alanThorlabs FDS1010Miktar: 1
Dalga plakası, sıfır sipariş, 1/4 dalga 780nmKule OptikZ-17.5-A-.250-B-780Miktar: 2
Dalga plakası, sıfır sipariş, 1/2 dalga 780nmKule OptikZ-17.5-A-.500-B-780Miktar: 1
Fiber bağlantılı ultra yüksek hızlı fotodedektörNewport1434Miktar: 1
Gimbal optik miror montaj NewportU100-G2H ULTIMAMiktar:
25 mm hareket aralığına sahip 3 lineer kademeNewport  M-423 ve Öğr.Miktar: 1
Kilitlenebilir diferansiyel mikrometre, 25 mm kaba, 0,2 mm ince, 11 lb. yükNewport  DM-25LMiktar: 1
XYZ Motor lineer kademeUygulamalı Bilimsel EnstrümantasyonLS-50Miktar: 3
Aşamalı kontrolörUygulamalı Bilimsel EnstrümantasyonMS-2000Miktar: 1
Numune tutucuEv yapımıÖzelMiktar: 1
Rubidyum 85 Düz AR kaplı pencereli Erimiş Silika spektroskopi hücresi, 150 mm uzunluk, 25 mm çapFotonik TeknolojilerSC-RB85-25x150-Q-ARMiktar: 1
Termal olarak iletken ped 300 mm x 300 mmBERGQUISTQ3AC 300MMX300MM LEVHAMiktar: 1
Isı bandı 0.15 mm x 2.5   mm x 5 m, 4.29  W / mKANTHAL8908271Miktar: 1
Politetrafloroetilen bant 1/2 '' x 12 mTeflon bantRGBMiktar: 1
Yansıtan Bragg ızgara bant geçiren filtreOptiGrateSPC-780Miktar: 1
Yüksek frekanslı aousto optik modülatörGooch ve Housego15210Miktar: 1
Aousto optik modülatör RF sürücüsü, frekans: 210 MHz Gooch ve HousegoMHP210-1ADS2-A1Miktar: 1
Yüksek frekanslı kilitli amplifikatör  Stanford Araştırma SistemleriSR844Miktar: 1
Frekans sayacıFaz MatrisiEIP 578BMiktar: 1
Keyfi fonksiyon JeneratörTektronixAFG2021Miktar: 2
Veri toplama (DAQ) modülüUlusal EnstrümanlarNI USB-6212 BNCMiktar: 1
Veri toplama (DAQ) yazılımı Ulusal EnstrümanlarLabVIEW 2014Miktar: 1
Düzenlenmiş DC güç kaynağı ve nbsp; çift 0-30V 5AMEILIMCH-305D-iiMiktar: 1
TermokuplMRCTP-01Miktar: 1
TermometreMRCTM-5007Miktar: 1
Koaksiyel alçak geçiren filtre DC-1.9 MHzMini DevrelerBLP-1.9 +Miktar: 1
% 20 lipid emülsiyonuSigma-AldrichI141-100mlMiktar: 1
yuvarlak 25 mm çaplı kapak camı kalınlığı: 1 #Menzel Glaser150285Miktar: 1
Hesaplama yazılımı Matematik ÇalışmalarıMATLAB 2015a

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Koski, K. J., Akhenblit, P., McKiernan, K., Yarger, J. L. Non-invasive determination of the complete elastic moduli of spider silks. Nat. Mater. 12 (3), 262-267 (2013).
  2. Palombo, F., Madami, M., Stone, N., Fioretto, D. Mechanical mapping with chemical specificity by confocal Brillouin and Raman microscopy. Analyst. 139 (4), 729-733 (2014).
  3. Scarcelli, G., Yun, S. H. In vivo Brillouin optical microscopy of the human eye. Opt. Exp. 20 (8), 9197-9202 (2012).
  4. Scarcelli, G., et al. Noncontact three-dimensional mapping of intracellular hydromechanical properties by Brillouin microscopy. Nat. Methods. 12 (12), 1132-1134 (2015).
  5. Traverso, A. J., Thompson, J. V., Steelman, Z. A., Meng, Z., Scully, M. O., Yakovlev, V. V. Dual Raman-Brillouin microscope for chemical and mechanical characterization and imaging. Anal. Chem. 87 (15), 7519-7523 (2015).
  6. Antonacci, G., Foreman, M. R., Paterson, C., Török, P. Spectral broadening in Brillouin imaging. Appl. Phys. Lett. 103 (22), 221105(2013).
  7. Antonacci, G., et al. Quantification of plaque stiffness by Brillouin microscopy in experimental thin cap fibroatheroma. J. R. Soc. Interface. 12 (112), 20150483(2015).
  8. Grubbs, W. T., MacPhail, R. A. High resolution stimulated Brillouin gain spectrometer. Rev. Sci. Instrum. 65 (1), 34-41 (1994).
  9. Ballmann, C. W., Thompson, J. V., Traverso, A. J., Meng, Z., Scully, M. O., Yakovlev, V. V. Stimulated Brillouin scattering microscopic imaging. Sci Rep. 5, 18139(2015).
  10. Remer, I., Bilenca, A. Background-free Brillouin spectroscopy in scattering media at 780 nm via stimulated Brillouin scattering. Opt. Lett. 41 (5), 926-929 (2016).
  11. Remer, I., Bilenca, A. High-speed stimulated Brillouin scattering spectroscopy at 780 nm. APL Photonics. 1 (6), 061301(2016).
  12. She, C. Y., Moosmüller, H., Herring, G. C. Coherent light scattering spectroscopy for supersonic flow measurements. Appl. Phys. B-Lasers O. 46 (4), 283-297 (1988).
  13. Fiore, A., Zhang, j, Peng Shao,, Yun, S. H., Scarcelli, G. High-extinction virtually imaged phased array-based Brillouin spectroscopy of turbid biological media. Appl. Phys. Lett. 108 (20), 203701(2016).
  14. Taking a Measurement with Your Computer. , Available from: http://www.ni.com/webcast/1673/en (2014).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Brillouin SpektrometresiS rekli Dalga LazerleriRubidyum Buhar FiltresiLock in Amplifikat rBrillouin Kazan SpektrumlarBrillouin Kaymas l mSpektral z n rl kBrillouin AnaliziYumu ak Materyaller

İlgili makaleler