Name: Işık Enine Anderson lokalizasyonu Düzensiz Polimer Fiber Optik imalatı ve Karakterizasyonu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-29T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 19 s
Description: Öğrenin, düzensiz polimer optik fiber üretimi ve karakterizasyonu için Anderson lokalizasyonu yöntemini. PMMA ve polistiren karışımıyla ışık iletimi sağlayan bu teknik, optik haberleşme uygulamalarında yeni olanaklar sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu araştırma, Ulusal Bilim Vakfı hibe sayısı 1029547 tarafından desteklenmektedir. Yazarlar ilk lif bölümleri ve son fiber optik çizilen sağlamak için Paradigma Optik Inc DJ Welker kabul etmek istiyorum. Yazarlar ayrıca Steven Hardcastle ve SEM görüntüleme için Heather A. Owen kabul.

1. Bir Düzensiz Polimer Fiber Optik imalatı <ol><li> Bir masa üzerine PMMA ipliklerini yaklaşık 200 yayın ve PMMA üstüne PS ipliklerini aynı sayıda yayıldı. Mix ve ipliklerini yeniden paketleyin. PMMA 40.000 ipliklerini rastgele PS 40.000 teller ile karıştırılır kadar bu işlemi tekrarlayın. </li><li> Yaklaşık 2.5 inç bir yan genişliğinde bir kare preform içine rastgele karışık ipliklerini birleştirin. </li><li> 250 um arasında bir çapa sahip bir optik fibere preform çizin. Preform kendi standart prosedür 16 ile Incorporated Paradigma Optik çizilir. </li></ol> 2. Görüntüleme Düzensiz Fiber Kırılma İndeksi Profili <ol><li> Böyle bir görüntü elde edilen fiber optik kırılma indisi profili Topcon ABT gibi bir SEM kullanın. </li><li> Daldırın polimer fiber optik yaklaşık 10 dakika süre ile sıvı azot içinde örnekleri ve daha sonra ikiye bölünürler. </li><li> Etil alkol daldırmak numunelerin kırık uçlarına. Keyaklaşık olarak 65 ° C &#39;de bir çözüm, EP sıcaklığı Etil alkol lif PMMA sitelerinin çözünene kadar, yaklaşık 3 dakika boyunca çözelti içinde örnekleri bırakın. </li><li> 10-nm-kalınlığında Au / Pd tabakası ve SEM odasında örnek yer ile kaplayın her bir örnek. </li></ol> 3. Optik Karakterizasyonu için Fiber Örnekleri hazırlanması <ol><li> 5 cm uzunluğunda fiber örnekleri hazırlayın. </li><li> 65 ° C&#39;ye kadar bir kavisli bıçak ısıtınız ve 37 için fiber ° F. Doğru sıcaklık kullanarak yarma sürecinde oluşabilir lif ucu deformasyonu önler. </li><li> Kesilmiş bir temiz, dik yapılabilir, böylece, bir kesme yüzeyinde lif ucu hizalayın. Fiberin tarafındaki bıçak yerleştirin ve daha sonra hızlı bir şekilde hemen karşısında. </li><li> Fiber ucu elyaf kenarlarına dik yarılır emin olmak için bir optik mikroskop kullanılarak fiber ucu kontrol edin. Yarma sürecinde dik açı ile jilet inci eğiminden önlemek için tutune ucu. </li><li> Lif örnekleri lehçe gibi Thorlabs LFG03P Alüminyum Oksit Parlatma Kağıt (0.3 mikron) olarak parlatma kağıt kullanın. Lif sonunda parlatmak için, cımbız yüzü cilalı olmaktan yaklaşık 1,5 mm uzakta lif kavrama ile, cımbız bir çift tutun. Bir-inç uzunluğunda, kağıt üzerinde fiber şekil-8 şeklinde yolları, yaklaşık sekiz kez çizin. Şekil-8 şeklinde yolları tüm ucu parlak olduğundan emin olun. </li></ol> 4. Dalında lif örneklerinde yayılır ışınının ışın profili Ölçme <ol><li> Bir 20X objektif ve iki düz ayna kullanarak SMF630hp elyaf haline Çift He-Ne lazer. Iki serbestlik dereceli sahnelerinde düz ayna yerleştirin. Özgürlük üç derece ile bir sahnede objektif yerleştirin. Başlangıçta 8 mm mesafeden hedefi ucundan SMF lif tutun. Ayna sahipleri ve objektif tutucu kolları kullanarak, fiberin ucuna lazer ışığı yanar. S diğer tarafında iletişimeBir güç metre MF. SMF içine çift güç ayna sahipleri üzerindeki düğmeleri kullanarak hem de objektif tutucu enine düğmeleri. Kavramanın verimliliği önemli ölçüde amacı tutucuya uzunlamasına konumlandırma düğme kullanılarak artırılabilir. 1 mW bir birleştiğinde güç yeterli ölçümleri içindir. </li><li> Thorlabs MAX343 motorlu sahne kullanarak polimer fiber optik için çift SMF630hp lif. Motorlu aşamada üç Kartezyen yönde hareket ettirilebilir. Çift polimer fiber ucunun merkezine, özgürlüklerin enine derece SMF lif kullanarak. Sahnenin uzunlamasına yer değiştirme kullanarak, polimer elyafa olabildiğince yakın bir şekilde SMF lif yerleştiriniz. SMF ve polimer fiber arasında küçük bir hava boşluğu ışınının genişleme azaltır. Uzunlamasına yönde hareket eden ikinci bir motorlu tabla ile ilgili tüm kurulum yerleştirin. 4.4 &#39;de tarif edildiği gibi ikinci bir motorlu tabla görüntüleme için kullanılır. </li><li> Optik m kullanmaicroscope ve dik açılı bir ayna, SMF polimer fiberin merkezine olarak birleştirilmiş ve iki lif arasındaki hava boşluğu mümkün olduğu kadar küçük olduğundan emin olmak için SMF ve polimer elyaf konumunu izlemek. Polimer fiber ucu polimer fiber ucu veya deformasyonlar küçük bir eğim süreçleri yarma veya parlatma nedeniyle SMF ve polimer lif arasındaki minimum hava boşluğu sınırlayabilir. SMF elyaf polimer fiberin ucunda hareket etmek mümkün olmalıdır, çünkü lifler arasında küçük bir boşluk gereklidir. Sadece birleştirme işlemi kolaylaştırmak için polimer fiberin merkezine azından SMF yerleştirin. Deneme sırasında, enine polimer fiber farklı bölgelerinde yerelleştirme gözlemlemek için polimer fiber ucu boyunca SMF çıkan olay ışın süpürme. </li><li> 40X objektif kullanarak, fiberin üretimi ölçmek için bir CCD kamera Işın kullanın. İlk olarak, polimer fiberin sınırları izlemek için CCD kamera doyurmak.Objektif tutucu kolları kullanarak, polimer fiber sınırları CCD üzerinde görülebilir emin olun. </li><li> Tüm kurulum (4.2 açıklanan) boyuna, CCD görüntü CCD ve objektif sabit uzaktayken veya 40X amaca yönelik kurulum hareket ettirerek odaklanmıştır emin olun hareket motorlu bir sahne kullanın. Odaklama için bir ölçü olarak, CCD üzerinde görüntülü profil odak azından minimum boyutu olmalıdır. Kirişin odaklanmış bir görüntü görsel sarma olmamalıdır. </li><li> Giriş ucundaki olay ışın taşımak ve farklı olay ışın pozisyonlar için çıkış ışın yoğunluğunu ölçmek. Olayın demetinin 5 farklı pozisyonlar için veri toplamak. 20 lif örnekleri için ölçümler yapmak ve 100 farklı ölçümler toplam toplamak. </li></ol>

<ol><li>Anderson, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absence+of+diffusion+in+certain+random+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev%22%5BJournal%5D)">Absence of diffusion in certain random lattices.</a> Phys. Rev. 109, 1492-1505 (1958).</li>
<li>John, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strong+localization+of+photons+in+certain+disordered+dielectric+super+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Strong localization of photons in certain disordered dielectric super lattices.</a> Phys. Rev. Lett. 58, 2486-2489 (1987).</li>
<li>Anderson, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+question+of+classical+localization%3A+a+theory+of+white+paint%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Phil.+Mag.+B%22%5BJournal%5D)">The question of classical localization: a theory of white paint?</a> Phil. Mag. B. 52, 505-509 (1985).</li>
<li>Wiersma, D. S., Bartolini, P., Lagendijk, A., Righini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localization+of+light+in+a+disordered+medium%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Localization of light in a disordered medium.</a> Nature. 390, 671-673 (1997).</li>
<li>Dalichaouch, R., Armstrong, J. P., Schultz, S., Platzman, P. M., McCall, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave+localization+by+two-dimensional+random+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Microwave localization by two-dimensional random scattering.</a> Nature. 354, 53-55 (1991).</li>
<li>Lagendijk, A. D., de Vries, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transverse+localization+of+light%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Transverse localization of light.</a> Phys. Rev. Lett. 62, 47(1989).</li>
<li>Schwartz, T., Bartal, G., Fishman, S., Segev, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transport+and+Anderson+localization+in+disordered+two+dimensional+photonic+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Transport and Anderson localization in disordered two dimensional photonic lattices.</a> Nature. 446, 52-55 (2007).</li>
<li>Szameit, A., Kartashov, Y. V., Zeil, P., Dreisow, F., Heinrich, M., Keil, R., Nolte, S., Tunnermann, A., Vysloukh, V. A., Torner, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wave+localization+at+the+boundary+of+disordered+photonic+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Wave localization at the boundary of disordered photonic lattices.</a> Opt. Lett. 35, 1172-1174 (2010).</li>
<li>Martin, L., Giuseppe, G. D., Perez-Leij, A. a, Keil, R., Dreisow, F., Heinrich, M., Nolte, S., Szameit, A., Abouraddy, A. F., Christodoulides, D. N., Saleh, B. E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anderson+localization+in+optical+waveguide+arrays+with+off-diagonal+coupling+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Anderson localization in optical waveguide arrays with off-diagonal coupling disorder.</a> Opt. Express. 19, 13636-13646 (2011).</li>
<li>Lahini, Y., Avidan, A., Pozzi, F., Sorel, M., Morandotti, R., Christodoulides, D. N., Silberberg, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anderson+localization+and+nonlinearity+in+one-dimensional+disordered+photonic+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Anderson localization and nonlinearity in one-dimensional disordered photonic lattices.</a> Phys. Rev. Lett. 100, 013906(2008).</li>
<li>Karbasi, S., Mirr, C. R., Yarandi, P. G., Frazier, R. J., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+transverse+Anderson+localization+in+an+optical+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Observation of transverse Anderson localization in an optical fiber.</a> Opt. Lett. 37, 2304-2306 (2012).</li>
<li>Karbasi, S., Mirr, C. R., Frazier, R. J., Yarandi, P. G., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detailed+investigation+of+the+impact+of+the+fiber+design+parameters+on+the+transverse+Anderson+localization+of+light+in+disordered+optical+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Detailed investigation of the impact of the fiber design parameters on the transverse Anderson localization of light in disordered optical fibers.</a> Opt. Express. 20, 18692-18706 (2012).</li>
<li>Karbasi, S., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple-beam+propagation+in+an+Anderson+localized+optical+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Multiple-beam propagation in an Anderson localized optical fiber.</a> Opt. Express. 21, (2013).</li>
<li>Abdi, O., Wong, K. C., Hassan, T., Peters, K. J., Kowalsky, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cleaving+of+solid+single+mode+polymer+optical+fiber+for+strain+sensor+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Commun%22%5BJournal%5D)">Cleaving of solid single mode polymer optical fiber for strain sensor applications.</a> Opt. Commun. 282, 856-861 (2009).</li>
<li>Karbasi, S., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+modal+perspective+on+the+transverse+Anderson+localization+of+light+in+disordered+optical+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22arXiv%22%5BJournal%5D)">A modal perspective on the transverse Anderson localization of light in disordered optical lattices.</a> arXiv. 1301.2385v1, (2013).</li>
<li>Paradigm Optics [Internet]. , Paradigm Optics, Incorporated. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.paradigmoptics.com/">http://www.paradigmoptics.com/</a> (c2000-2012).</li>
<li>Karbasi, S., Hawkins, T., Ballato, J., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transverse+Anderson+localization+in+a+disordered+glass+optical+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Mater.+Express%22%5BJournal%5D)">Transverse Anderson localization in a disordered glass optical fiber.</a> Opt. Mater. Express. 2, 1496-1503 (2012).</li>
</ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının olmadığını beyan ederim.

Fiber iĢlemdir olarak, kırılma indisi profili çünkü her ikisi de, orijinal lif şeritlerin çapraz geçişleri ve aynı zamanda, çünkü çekme işleminde elyaf çapı varyasyonları, bir metre fazla sabit kalmaz. Biz daha istikrarlı bir beraberlik süreci burada rapor ile karşılaştırıldığında daha uzun lif uzunlukları üzerinde değişmeyen bir fiber optik imal için yardımcı olacaktır bekliyoruz. Lif ucu SEM görüntüleme için bir örnek hazırlarken, biz örnek yeterince uzun bir süre (~ 3 dk) için% 70 e t...

PW Anderson 1 teorik bir çalışmada, bir kuantum elektronik sisteminde bozukluk varlığında, difüzyon işlemi durur ve lokalize elektronik devletler geliştirmek olduğu gösterilmiştir. Anderson lokalizasyonu aynı zamanda ışık gibi klasik dalgalar oluşabilir dalgası olgudur. Optik 2,3 Anderson lokalizasyonu teorik tahmini beri, elektromanyetik dalgalar 4,5 ile deneysel olarak bu olay gerçekleştirmek için çok çaba olmuştur. Ancak, optik saçılma kesitleri en optik malzemeler düşük kırılma endeksi kontrastı nedeniyle genellikle çok küçük olduğu için güçlü lokalizasyonu elde etmek çok zor olmuştur. 1989, De Raedt ve ark. 6, düşük kırılma endeksi ile tezat bir yarı iki-boyutlu bir bozukluğu optik sistemde Anderson lokalizasyonu gözlemlemek mümkün olduğunu göstermiştir. Hastalığın bir pervane enine düzlemine sınırlı eğer gösterdiUzunlamasına bir şekilde değişmeyen orta dalga agating, kiriş kuvvetli enine saçılması nedeniyle enine yönde küçük bir bölge ile sınırlı kalabilir. Enine Anderson lokalizasyonu ilk fotoğraf kırılma kristal 7 girişime desenleri kullanılarak oluşturulan iki boyutlu dalga kılavuzlarının gözlendi. Erimiş silika düzensiz dalga kılavuzları örnek boyunca femtosaniye darbeler kullanılarak yazılır enine Anderson lokalizasyonu 8,9, gözlem için kullanılmıştır diğer ortamıdır. Yukarıda belirtilen sistemlerde bozukluğu sitelerinin kırılma indeksi farkı 10 -4 sırasına, bu nedenle lokalizasyonu yarıçapı oldukça büyüktür. Ayrıca, tipik dalga kılavuzları birkaç santimetre genellikle daha uzun değildir, bu nedenle onlar güdümlü dalga uygulamaları için pratik olmayabilir. Biz bir tek boyutlu düzensiz dalga kılavuzu içinde enine Anderson lokalizasyonu gözlem önceki Re bildirilmiştir işaretf 10. Burada geliştirilen fiber optik güdümlü dalga uygulamaları 11,12 için enine Anderson lokalizasyonu bir önceki gerçekleşmeleri üzerinde birçok avantajı vardır. İlk olarak, normal optik elyaf demeti yarıçapı ile karşılaştırılabilir bir ışın, küçük ve yerel olarak elyaf sonuç bozukluğu siteleri arasında 0.1 büyük refraktif farkı. İkinci olarak, polimer düzensiz fiber optik daha uzun fotorefraktif kristaller ya da kaynaşık silika içine dışarıdan yazılı düzensiz dalga kılavuzu göre yapılabilir. Biz 60 cm uzunluğundaki fiber 11&#39;de enine Anderson lokalizasyonu gözlemlemek mümkün. Üçüncü olarak, polimer düzensiz fiber optik fiberler 13 ışık dalgalarının taşıma güveniyor gerçek dünyada cihaz seviyesinde uygulamalar için pratik yapmak, esnektir. Düzensiz fiber optik imal etmek için, PMMA 40.000 ipliklerini ve PS 40.000 lifler, rastgele karışık nerede her strve çapı 8 inç uzunluğunda ve 250 um idi. Rastgele karışık iplikler yaklaşık 2.5 inçlik bir yan genişliği olan bir kare kesitli ön formun içine monte edilmiştir. Preform daha sonra yaklaşık 250 mikron (Şekil 1) bir yan genişliği olan bir kare fiber optik için çizilmiştir. Rastgele orijinal lif demetleri karıştırmak için, biz, büyük bir masada PMMA lif demetleri bir tabaka yayılır PS lif demetleri tabakası ekledi, ve ardından rastgele birbirine karıştırılır. Iyi bir rasgele bir karışım elde edilene kadar prosedür birçok kez tekrarlanmıştır. Biz görüntü düzensiz polimer fiber optik kırılma indeksi profiline bir taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Bu kadar net bir ısıtılmış bir bıçak kullanarak gibi düzenli parçalama teknikleri, kırılma endeksi profili eşleştirmek için fiber ucunun SEM görüntüleme için elyaf örnekleri hazırlamak için kullanılamaz bıçak zarar fiber uç morfolojisini için. Fiber parlatma inci üzerinde benzer olumsuz etkisi vardırfiber uç e kalitesi. SEM görüntü için yüksek kaliteli örnekleri hazırlamak için, birkaç dakika süreyle sıvı nitrojen içinde, her bir fiber batırılmış ve sonra lif kırdı, bir kaç parça halinde iyi elyaf yeterli lif örnekleri üzerinde yapılması halinde, bu yöntem, sonuçlar (% 15 başarı çevresinde oranı) SEM görüntüleme için çok yüksek kaliteli ve düzgün uç yüzeyleri ile. Daha sonra lif ucunda PMMA sitelerinin çözünmesi için yaklaşık 3 dakika boyunca 60 ° C &#39;de bir etil alkol çözeltisi% 70 kullanılır, daha uzun maruz tüm fiber uç parçalanır. Daha sonra Au / Pd örnekleri kaplı ve SEM odasına yerleştirdiler. Yakınlaştırdığınız bozukluğu polimer fiber optik SEM görüntüsü Şekil 2 &#39;de gösterilmiştir. Açık gri siteleri PS ve karanlık siteleri PMMA bulunmaktadır. Görüntünün toplam genişliği bu görüntüdeki en küçük özellikleri boyutları beraberlik işleminden sonra elyaf ipliklerini tek tek site boyutlarına karşılık ~ 0.9 mikron, vardır 24 mm. Karakteristiklerini içindüzensiz fiber optik dalga kılavuzu özellikleri rize, biz 633 nm dalga boyunda bir He-Ne lazer kullanılır. He-Ne Laser sonra yüksek hassasiyetli bir motorlu tabla ile düzensiz bir polimer fiber optik için uç uca birleştirilmiştir yaklaşık 4 mikron, bir mod alan çapı olan bir tek modlu fiber optik SMF630hp akuple edilir. Çıktı sonra bir 40X objektif kullanarak bir CCD kamera kiriş profil üzerinde görüntülü. Deneylerin ilk sette, biz 20 farklı düzensiz lif örnekleri, her 5-cm uzunluğunda seçti, 5-cm uzunluğunda bizim sayısal simülasyonları yayılma uzunluğu maç için seçildi. Düzensiz lif sayısal simülasyonları bile 1.100 elemanları ile yüksek performanslı bilgi işlem kümede, genellikle çok zaman alıcı. 633 nm dalga boyu için tam enine Anderson lokalizasyonu sadece yayılma 11,12 yaklaşık 2.5 cm sonra ne olur, bu nedenle, biz 5-cm uzunluğunda bizim amacımız için yeterli olduğunu karar verdi. Stoc nedeniyleAnderson lokalizasyonu hastic doğası, biz ortalama ışın çapı deneysel ve sayısal değerleri karşılaştırmak için yeterli istatistikleri toplamak amacıyla, 100 gerçekleşmeleri için deneyler ve simülasyonlar hem tekrar gerekiyordu. Uygulamada, 100 farklı ölçümler 20 farklı düzensiz lif numunelerinin her biri için beş ayrı uzamsal ölçümler ile elde edilir. Bu cam optik fiberler ile karşılaştırıldığında, ölçümler için düzensiz polimer optik fiberler hazırlamak oldukça zordur. Örneğin, bir gelişmiş kesici, ve standart silika bazlı lif için iyi geliştirilmiş parlatma araçları ve teknikleri kullanamazsınız. Polimer fiber optik yarma ve parlatma için bir rafine işlemi Abdi ve arkadaşları tarafından bildirilmiştir 14;. Bizim lif örnekleri hazırlamak için bazı küçük değişiklikler ile yöntemleri kullanılır. Çatlatma bir polimer düzensiz fiber optik amacıyla, eğimli X-Acto bıçak 65 ° C&#39;ye ısıtıldı, C, ve 37 için fiber ° F. Temiz, dik kesme yapılabilir, böylece lif ucu, bir kesme yüzeyi üzerinde hizalanır. Bıçak fiberin tarafına yerleştirilir ve hızlı bir şekilde arasında döndürülür. Tüm kesici, süreci bıçak ve lif sıcaklıkları önemli ölçüde değişmez sağlamak için mümkün olduğunca hızlı yapılmalıdır. Lif yarma ve bir optik mikroskop altında teftiş sonra, lif sonunda herhangi bir küçük kusurları kaldırılır sağlamak için standart fiber alıştırma levhalar (0.3 mikron Thorlabs LFG03P Alüminyum Oksit Polisaj Kağıt) ile parlatılır. Lif sonunda parlatmak için, bu son yüz cilalı olmaktan yaklaşık 1,5 mm uzakta fiber tutan cımbız ile bir cımbız tutulur. Fiber bir inç uzun kağıt üzerine çizilir şekil-8 şeklinde yolları, yaklaşık sekiz kez. Optik bir mikroskop altında kontrol olarak yumuşak kenarlara elyaf sonuçlar parlatma. Ayrıca, parlatma bir loca için uygun bağlantı kolaylaştırırlokalize Noktası oluşturulmadan önce sırayla bağlantı ve aynı zamanda başlangıç ​​yayılma mesafe hem de zayıflama azaltır lif, tirilmiş bir nokta. Biz görüntü çıkış ışık yoğunluğu için bir CCD kamera ışın profil kullanılır. Yakın-alan şiddeti profili, 40X objektif kullanılarak yakalandı. Fiberin sınırları bulmak amacıyla, SMF630hp elyaftan gelen ışığın gücünü arttırarak CCD doyurulur. Sınırları ile ilgili olarak lokalize ışın yoğunluğunu profilini tespit ettikten sonra, biz otomatik pozlama seçeneği CCD ışın profil ayarlayın. Biz etkili ışın yarıçapı hesaplamak için yoğunluk profili imajını kullanılır. Ortam gürültüsünün etkisini ortadan kaldırmak için, biz SMF630hp lif beklenen ışın çapı elde sağlamak için görüntü işleme prosedürü kalibre. Ortalama değer çevresinde kiriş yarıçapı ve varyasyonları ortalama ölçülen değer nume iyi uyuşmaktadırrical simülasyonları gibi Ref gösterildiği. 11. Refs gösterildiği gibi, polimer lif çıkış kiriş profili, olayın kirişin konumunda bir değişiklik izler. 11,12,13. Bu lokalize demetinin ışın yarıçapı bozukluğu sitesi boyutları ve dalga boyu olarak tasarım parametrelerinin etkisini kapsamlı bir çalışma Refs sunuldu. 12,15.

<table><tbody><tr><td>poli (metil metakrilat) (PMMA)</td><td></td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>polistiren (PS)</td><td></td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>65 ° C'de% 70 etil alkol çözeltisi; C</td><td></td><td></td><td>&nbsp;</td></tr></tbody></table>

işık enine anderson lokalizasyonu düzensiz polimer fiber optik imalatı ve karakterizasyonu

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

Biz yeni bir dalga kılavuzu mekanizması olarak enine Anderson lokalizasyonu kullanan bir düzensiz polimer fiber optik geliştirmek ve karakterize. Geliştirilmiş polimer fiber optik rasgele karıştırılmış ve 250 um arasında bir yan genişliğe sahip bir kare kesitli optik fiber içine çekilir poli (metil metakrilat) (PMMA) ve polistiren (PS), 80,000 şeritlerin oluşmaktadır. Başlangıçta, her iplikçik uzun 200 çapı mikron ve 8-inç. Orijinal lif şeritlerin karıştırma işlemi sırasında liflerin birbirlerine üzerinde çapraz birlikte, büyük bir çekme oranını kırılma indisi profili santimetre onlarca için elyafın uzunluğu boyunca sabit olduğunu garanti eder. Bilinen bir optik elyaf demeti yarıçapı ile karşılaştırılabilir bir ışın, küçük ve yerel yarıçapı bozukluğu sitelerinin sonuçlar arasında 0.1 büyük refraktif farkı. Giriş ışık popo-bağlantı yöntemi ve nea kullanarak standart tek modlu fiber optik, çalıştığıdüzensiz elyaftan r alan çıkış ışın bir 40X objektif ve bir CCD kamera ile görüntülü. Çıktı ışın çapı sayısal simülasyonlar beklenen sonuçlar ile iyi kabul eder. Bu çalışmada sunulan bozukluğu fiber optik 2D Anderson lokalizasyonu ilk cihaz seviyesinde uygulamasıdır, ve potansiyel olarak görüntü taşıma ve kısa mesafeli optik haberleşme sistemleri için kullanılabilir.

Parlatılmış fiber SEM görüntüsü Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. Lif ucu çoğu bölge için, lehçe kalitesi iyi, bu Şekil 1 de SEM görüntüsü. Etil alkol çözeltisi, Şekil 2 içinde çözüldü kendi uçları ile lif numunelerinin SEM görüntüsü gri renkte karanlık ve PS sitelerinde PMMA sitelerini göstermektedir. Şekil 2&#39;de SEM görüntü lif 24 mikron genişliğinde üzerinde büyütülür. SEM görüntüleme için, elyaf örnekleri Au / Pd, 10 nm kalınlığında bir tabaka ile ...

Biz yeni bir dalga kılavuzu mekanizması olarak enine Anderson lokalizasyonu kullanan bir düzensiz polimer fiber optik geliştirmek ve karakterize. Bu mikrostrüktürlü fiber geleneksel fiber optik ışın yarıçapı ile karşılaştırılabilir bir yarıçaplı küçük lokalize ışın taşıma yapabilirsiniz.

Işık Enine Anderson lokalizasyonu Düzensiz Polimer Fiber Optik imalatı ve Karakterizasyonu

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

Bu prosedürün genel amacı, ışığın transversal Anderson lokalizasyonu için düzensiz bir optik fiber üretmek ve karakterize etmektir. Bu işlem, öncelikle polimetil metakrilat ve polistiren tellerinin karıştırılması ve çekme işlemi için bir preform hazırlanmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım ise çekilen fiberin kırılma indisi profilinin görüntülenmesidir.PMMA fiberler taramalı elektron mikroskobu kullanılarak çözündükten sonra, Anderson lokalizasyonunun optik karakterizasyonu için çekilmiş fiber örnekleri kırılır ve parlatılır. Son adım, düzensiz fiberin helyum neon lazer ışığı ile aydınlatılarak örneklerin optik düzeneği içerisinde test edilmesidir.Son olarak, lokalize edilmiş ışının çıkış yoğunluk profili bir CCD kamera ışın profili analiz cihazı ile görüntülenir. Işığın transversal Anderson lokalizasyonunu göstermek için önce yaklaşık 200 PMMA lifini bir masaya yayın ve ardından aynı sayıda polistiren lifini PMMA'ların üzerine yayın. Lifleri birbirine karıştırın ve ardından bir kenara ayırın.Bu prosedürü, 40.000 PMMA zinciri ile 40.000 polistiren zinciri rastgele karışana kadar tekrarlayın. Ardından, rastgele karışmış zincirleri kenarları yaklaşık 2,5 inç olan kare bir preform şeklinde birleştirin. Sonrasında, preformun bu tür prosedürler konusunda uzmanlaşmış bir şirket tarafından 250 mikron çapında bir optik fibere çekilmesini sağlayın.Bu, orijinal fiberlerin kesit alanında yaklaşık 64.000 katlık bir azalmaya karşılık gelir. Ardından, temiz bir kırılma sağlanabilmesi için polimer optik fiberi yaklaşık 10 dakika boyunca sıvı azotun içinde bekletin. Sıvı azot, fiberleri hızla soğutarak soğuma gerçekleştiğinde oldukça kırılgan hale getirir.Etil alkolden oluşan bir banyo hazırlayın ve 65 °C'ye kadar ısıtın. 10 dakika sonra, fiberleri sıvı azotun içinden çıkarın ve hızla ikiye bölün. Pürüzsüz bir yüzey elde etme başarı oranı hala yaklaşık %15 olduğundan, görüntüleme için en az 20 fiberi bölün. Bu yöntemi kullanarak, örneklerin kırılan uçlarını yaklaşık üç dakika boyunca %70 etil alkol içerisinde bekletin.Bu süre zarfında, etil alkol fiberdeki PMMA bölgelerini çözerek geriye sadece polistiren fiberleri bırakır. Ardından, fiberleri bir numune tutucuya yerleştirin ve her numuneyi 10 nanometre kalınlığında bir altın paladyum tabakasıyla kaplayın. Daha sonra, kaplanmış numuneleri görüntüleme için taramalı elektron mikroskobunun haznesine yerleştirin; 0,9 mikron çapındaki fiberlerin en iyi çözünürlükte görülmesini sağlayan bir büyütmede, beş kilo elektron voltlik bir elektron demeti kullanarak numunelerin kırılma indisi profilini görüntüleyin.Lifleri 37 °C'ye, lifleri kesmek için kullanılan kavisli bıçağı ise 65 °C'ye önceden ısıtarak optik karakterizasyon için yaklaşık 25 santimetre uzunluğunda lif örnekleri hazırlayın. Bu sıcaklıklar, kırma işlemi sırasında lif ucunda meydana gelebilecek deformasyonu önler. Ardından, uç kısım boyunca temiz ve dik bir kesim yapılabilmesi için lifi bir kesme yüzeyi üzerine hizalayın.Ardından bıçağı fiberin yan tarafına yerleştirin ve bıçağı hızla üzerinden geçirerek yuvarlayın. Jiletle fiberle olan açının her zaman dik olduğundan emin olun. Fiber ucunun, fiber yanlarına dik olacak şekilde kırıldığını doğrulamak için fiber ucunu optik mikroskop altında inceleyin.Bu işlem, prosedürün ilerleyen aşamalarında daha iyi bir kenetlenme sağlar. Ardından, her bir fiberi uçtan 1,5 milimetre uzaklıktan tutarak ve fiberi 0,3 mikronluk alüminyum oksit polisaj kağıdı üzerinde sekiz şeklinde yollar çizerek yaklaşık bir inç boyunca çekerek tek tek parlatın.Ucun tamamının parlatıldığından emin olmak için yaklaşık sekiz döngü yapın. Ardından, 633 nanometre dalga boyunda ışık yayan bir helyum neon lazeri, dört mikron çapında SMF 630 HP fiberine bağlayın. Bunu gerçekleştirmek için öncelikle, üç serbestlik derecesine sahip bir platform üzerine 20x objektif yerleştirin.Ayrıca iki serbestlik derecesine sahip iki düz ayna yerleştirin. Başlangıçta SMF fiberini objektif ucundan sekiz milimetre uzağa yerleştirin, ardından lazer ışığını fiberin ucuna yönlendirmek için aynaları ve objektifi yeniden konumlandırın. Hizalama tamamlandığında, SMF fiberinin diğer ucunu bir güç metreye bağlayın.Kenetlenmiş gücün 1 mW seviyesine ulaşması için aynaların ve objektifin konumunu ayarlamaya devam edin. Fiber karakterizasyon ölçümleri için 1 mW yeterli bir güçtür. Ardından, SMF 630 HP fiberini polimer optik fibere kenetleyin.Motorlu bir sahne kullanarak, motorlu sahnenin üç Kartezyen yönde de hareket ettirilebilmesi gerekir. İlk olarak, transversal kontrolü kullanarak iki fiberi birbirine göre merkezleyin. Ardından, SMF fiberini polimer fibere mümkün olduğunca yaklaştırmak için boylamsal yer değiştirmeyi kullanın.SMF fiber ile polimer fiber arasındaki hava boşluğunun daha küçük olması, ışının genişlemesini azaltacaktır. Ardından, tüm düzeneği boyuna yönde hareket eden ikinci bir motorlu sahne üzerine yerleştirin. İkinci motorlu sahne, ışının CCD kamera ile hizalanması için kullanılacaktır.Ardından, bir optik mikroskop ve dik açılı bir ayna kullanarak fiberlerin konumunu gözlemleyin. Kırılma veya parlatma işlemlerinden kaynaklanan polimer fiber ucundaki küçük bir eğilme veya deformasyon, SMF ile polimer fiber arasındaki minimum hava boşluğunu sınırlayabilir. Daha sonra, 40 x objektif kullanarak fiber çıkışını ölçmek için bir CCD kamera ışın profilleyici kullanın.Öncelikle, objektif tutucusundaki düğmeleri kullanarak polimer fiberin sınırlarını izlemek için CCD kamerayı doygunluğa ulaştırın. Polimer fiber sınırlarının CCD üzerinde gözlemlenebildiğinden emin olun. Daha sonra, CCD ve objektif sabitken, düzeneği 40 x objektiften uzaklaştırarak veya ona doğru hareket ettirerek görüntüyü CCD kamera üzerinde odaklamak için motorlu sahneyi kullanın.Son olarak, polimer fiberin farklı bölgelerindeki lokalizasyonu gözlemlemek için SMF'den çıkan gelen ışını, polimer fiberin ucu boyunca enine olarak taratın. Işıklar kapalıyken, farklı gelen ışın konumları için çıkış ışını yoğunluğunu ölçün. Gelen ışının beş farklı konumunda veri toplayın ve toplam 100 farklı ölçüm yapmak için bu ölçümleri 20 fiber örneği üzerinde gerçekleştirin.Fiberin enine Anderson lokalizasyonunu göstermek için ardından ışın profillerinin 100 farklı ölçümünün ortalaması alınır. Burada, parlatılmış bir polimer fiber ucunun nihai ürünü gösterilmektedir. Polimer fiber ucunun elektron mikroskobu görüntüsü, bu protokolün uygulanmasının ardından çoğu bölgenin iyi şekilde parlatıldığını göstermektedir.Polimetil metakrilat fiberler çözüldüğünde ve sadece etanol kaldığında, geriye yalnızca polistiren fiberler kalır. Bu, polistiren ve polimetil metakrilat fiberlerin düzenini kolayca gösteren kırıcılık indisi profili olarak bilinir. CCD kamera ile ölçülen örnek bir yoğunluk profili, beş santimetrelik yayılımdan sonra burada gösterilmiştir.Kırmızı renk lokalize profili, sarı renk ise yoğunluğun kuyruk kısmını göstermektedir. Bu görüntü, düzensiz fiberin transvers yönünde lokalize olan bir fibere aittir.

fabrication-characterization-disordered-polymer-optical-fibers-for

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Terahertz frekanslarda metamalzemeler eşsiz fırsatlar sunuyoruz, ancak toplu olarak imal meydan okuyorlar. Biz ucuza endüstriyel ölçekte potansiyel metamalzemeler imal microstructured polimer optik lifler için üretim prosedürü adapte. Biz Terahertz plasmonik tepki gösterirler ~ 100 mikron, ayrılmış ~ 10 mikron çaplı indiyum tel içeren polimetilmetakrilat elyaf üretmek.

Fiber Çizim Yöntemi Kullanma Fabricating meta malzeme

Fotonik kristal yavaş ışığın dalga kılavuzları ve boşlukların kullanımı yaygın olarak pek çok farklı uygulamada fotonik topluluğu tarafından kabul edilmiştir. Bu cihazların Bu nedenle imalat ve karakterizasyonu büyük bir öneme sahiptir. Interferometrik (dalga kılavuzları) ve rezonans saçılması (kaviteler): Bu kağıt, yani bizim üretim tekniği ve iki optik karakterizasyon yöntemleri, özetliyor.

Fotonik Kristal Yavaş Işık Dalga Kılavuzları Ve Çürükler Üretimi ve Karakterizasyonu

Yivli bir mikroakışkan kanaldan geçen iki bitişik sıvı, bir prepolimer çekirdeğinin etrafında bir kılıf oluşturmaya yönlendirilebilir; böylece hem şekil hem de kesit belirlenir. Tiyol tıklama kimyası gibi fotoinitiated polimerizasyon, çekirdek sıvısını önceden belirlenmiş boyut ve şekle sahip bir mikrofiber haline hızlı bir şekilde katılaştırmak için çok uygundur.

Önceden Tasarlanmış Boyut ve Şekle Sahip Polimerik ve Biyohidred Elyafların Mikroakışkan İmalatı

Düzensiz yapılar fonksiyonel kusur tasarımlar fotonik band aralığına ve eşi görülmemiş bir özgürlük oluşturulması için yeni mekanizmalar sunuyoruz. Düzensiz sistemlerin hesaplamalı zorlukları aşmak için, biz PBG malzemelerin yeni sınıf modüler makroskopik örnekleri inşa ve kolay ve ucuz bir şekilde, onların ölçek değişmeyen fotonik özelliklerini karakterize etmek için mikrodalga kullanın.

Düzensiz Fotonik Bandgap Malzemelerin Fotonik Properties Çalışması Mikrodalga ve Dielektrik Katı makroskopik Örnekleri kullanma

Geleneksel optik litografinin kırınım sınırının, düşük ışık yoğunluklarında fotoizomerizasyonlarının neden olduğu organik fotokromik türevlerin geçişlerinden yararlanılarak aşılabileceğini bildiriyoruz. 1-3 Bu makale, üretim tekniğimizi ve iki kilitleme mekanizmasını özetlemektedir: bir fotoizomerin çözünmesi ve elektrokimyasal oksidasyon.

Optik Doyurulabilen Geçişler aracılığıyla Desenlendirme - İmalat ve Karakterizasyonu

Biz Femtosaniye lazer kaynaklı ablasyon kullanılarak subwavelength çapı silis lifleri (optik nanolifler) 1-D fotonik kristal boşlukları imal edilmesi için bir protokol mevcut.

Femtosaniye Lazer kaynaklı Ablasyonu kullanarak nanolif 1-D Fotonik Kristal Kavitenin Fabrikasyon

Tek bir uzamsal ışık modülatörü kullanarak dalga cephesi şekillendirme kullanarak çok modlu bir fiber aracılığıyla birden fazla bağımsız sinyalin iletimini gösteriyoruz. Her sinyal için dalga cephesini ayrı ayrı modüle ederek, uzamsal olarak ayrılmış odaklar iletilir. Potansiyel uygulamalar, iletişim mühendisliğinde çoğullanmış veri aktarımı ve biyofotonikte endoskopik ışık iletimidir.

Wavefront Şekillendirme kullanarak bir Fiber Optik aracılığıyla Çoklu Sinyalleri İletim

Polimerlerden mikro kürelerin sentezi için protokoller, mikro kürelerin manipülasyonu ve mikro fotolüminesans ölçümleri sunulmaktadır.

Optik Rezonatör ve Lazer Uygulamalarında Polimer Mikrokürelerin Üretimi

Optik doku hayaletler kalibrasyon ve optik görüntüleme sistemleri karakterizasyonu ve teorik modeller doğrulama için gerekli araçlardır. Bu makalede bir yöntem için çoğaltma doku optik özellikleri ve üç boyutlu doku yapısı içerir hayalet imalat detayları.

İmalat ve Macrostructure içeren optik doku hayaletler karakterizasyonu

Bu iletişim kuralı bir su köprü ve onun aktivasyon olarak bir su lif üretimi ve tasarım açıklar. Deneme kapiller rezonanslar su fiber optik iletimini modüle gösterir.

Tasarım ve üretim bir optik fiber su

Multifoton mikroskopi, endoskopi ve fototıp potansiyel uygulamalar için özel bir düşük maliyetli, mod kilitli femtosaniye fiber lazer oluşturmak için bir yöntem sunulmaktadır. Bu lazer ticari olarak kullanılabilir parçalar ve temel birleştirme teknikleri kullanılarak inşa edilmiştir.

Multifoton Mikroskopisi için Tüm Normal Dağılımlı Femtosecond Fiber Lazerin Düşük Maliyetli Özel İmalat ve Mode-kilitli Çalışması

Öğrenin, düzensiz polimer optik fiber üretimi ve karakterizasyonu için Anderson lokalizasyonu yöntemini. PMMA ve polistiren karışımıyla ışık iletimi sağlayan bu teknik, optik haberleşme uygulamalarında yeni olanaklar sunar.

Işık Enine Anderson lokalizasyonu Düzensiz Polimer Fiber Optik imalatı ve Karakterizasyonu

Daha fazla video keşfet