Name: Fabrikasyon ve mikroakışkan optomechanical Osilatörler Testi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-05-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 10 s
Description: Keşfedin mikroakışkan optomekanik rezonatörlerin CO2 lazer ile fabrikasyonunu ve sıvı faz ortamında optomekanik osilasyonların gösterimini. Bu yöntem, sıvı faz malzemelerle optomekanik deneyler yapma olanağı sağlar.

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 çalışma, Urbana-Champaign'deki Illinois Üniversitesi'nden Başlangıç finansmanı, AFOSR'den bir hibe yoluyla DARPA ORCHID programı, CMMI-1265164 hibesi aracılığıyla Ulusal Bilim Vakfı ve Ulusal Bilim Vakfı Lisansüstü Araştırma Bursu programı ile finanse edilmiştir. Prof. Jack Harris, Prof. Pierre Meystre, Dr. Matt Eichenfield, Prof. Taher Saif ve Prof. Rashid Bashir ile aydınlatıcı tartışmaları kabul ediyoruz.

Ultra-yüksek-Q mikroakışkan Resonators 1. Fabrikasyon <ol><li> Kılcal imalat kurulum hazırlama <ol><li> Şu şekilde mikroakışkan-mekanik rezonatörün imal -. 10.6 mikron dalga boyunda yaklaşık 10 CO2 lazer radyasyonunun B ile bir cam kılcal preform ısıtın ve motorlu için aşamaları kullanılarak doğrusal olarak ısıtılmış kılcal çekmek Şekil 1, doğrusal Çevirinin bir düzenlemeyi göstermektedir aşamaları, lazerler, ve çekme işleminden önce kılcal ön-konumu. </li><li> Aynı anda (ısıtma için) iki CO 2 lazer ve iki doğrusal aşamalarını kontrol etmek için programı uygun otomasyon yazılımı. İki linear aşamaları lazer ısıtıldı kapiler için çizim işlemini gerçekleştirin. </li><li> Doğrusal aşamalardan biri doğrusal çekme işlemi için (örneğin, 5 mm / saniye) hızlı olmalıdır. Yavaş doğrusal evre, ikinci ile ısıtma bölgeye daha fazla malzeme beslemekKılcal preform malzemesi çekme işlemi sırasında tükenmiş alır beri (örneğin 0.5 mm / sn). </li><li> Dikey ve yatay eksenlerde lineer aşamalarında örnek tutucuları hizalayın. </li><li> Dikkatle onlar (örnek sahipleri arasındaki) uzayda aynı noktayı hedef şekilde hem CO 2 lazer ışınlarını hizalayın. Kart kağıt ya da ısıya karşı hassas bir kağıt parçası bu işlem için de yararlıdır. Lazer güvenliği için göz koruması kullanmak unutmayın. Masa seviyesine gözleri düşürmek etmeyin. Uygun kiriş bloklar, duman egzoz ve yangın koruması kullanın. </li><li> Çekme işlemi için makul parametrelerini seçin. Örneğin, aşağıdaki parametrelerin güvenilir iyi bir kılcal boyutunu üretmek - 10 mm / sn çekme hızı, 0,5 mm / sn Besleme hızı, 3 sn ön ısıtma süresi, 4.5 hem lazer için güçler, hem lazer için 5 W ısıtma güçleri ısıtma W . </li><li> Çekme sırasında lazer gücünün modülasyonu çizim pro boyunca uzunlamasına kılcal yarıçapı kontrol etmek için kullanılabilir&#39;şişe&#39; resonatöre oluşturmak için cess. Bir örnek, Şekil 2d &#39;de gösterilmiştir. 3 Hz frekans, 6 W ve lazer güçler için 3 W, ve% 50 görev döngüsü: Uygun modülasyon parametreleri seçin. </li></ol></li><li> Mikroakışkan optomekanik rezonatörlerin Fabrikasyon <ol><li> Bu doğrusal için aşamalarına bağlı iki tutma düzeni ulaşabileceği şekilde erimiş silis kılcal yeterince uzun bir bölümü (yaklaşık 2-4 cm) kesin. </li><li> Lazer hedef bölge kabaca kılcal ortasında olacak şekilde numune tutucu üzerinde kılcal örnek monte edin. Gerekirse CO 2 lazer hizalama yeniden ayarlayın. </li><li> 1.1.6 de belirtildiği gibi parametreleri kullanarak kılcal çekin. İlk bir kaç saniye (Şekil 2a) için kılcal önceden ısıtın, ve sonra gerektiği şekilde (1.1.7 parametreler) ile veya lazer modülasyon olmadan çekin. </li><li> Numune tutucudan çekilmiş kılcal (Şekil 2b) çıkarın. Ikide eldiven ile örnek KoluKalın temiz rezonatör yüzeyini kontamine etmemek için, sadece biter. </li><li> Farklı çaplarda kılcal damarlar imal çekerek parametreleri değişir. Tipik olarak dış çapı çekme koşulları ile ilgili olarak 30 um ila 200 um arasında değişir. </li></ol></li><li> Test için fabrikasyon cihazı montajı <ol><li> E şekil cam tutucu (Şekil 2c) hazırlayın. Üç 1 cm x 0.5 cm ve cam slaytlardan biri 3 cm x 0.5 cm cam parçaları kesti. Cam yapıştırıcı veya superglue kullanarak bir E şekil onları birleştirin. </li><li> Çizilmiş örnek üzerinden microfluidic kılcal bir uzunlukta kesin. Bu uzunluk E şekil tutucu üzerindeki iki bitişik cam dalları arasındaki mesafeden daha uzun olmalıdır. </li><li> E şekil sahibinin iki kolu arasında kirlenmemiş asılı bir kısmını tutmak için emin yaparken optik yapıştırıcı kullanılarak sahibinin üzerine microcapillary cihazı Tutkal. 10 saniye için bir LED UV ışık kaynağı. Şekil 2c ile optik yapıştırıcı Cureve bitmiş ürün 2d göstermektedir. </li><li> Dikkatle iki biraz daha büyük plastik tüplere (iç çapı örneğin 200 mm) içine monte edilmiş rezonatörün iki ucunu yerleştirin. Tutkal ve UV kür optik yapıştırıcı ile plastik tüplere her iki alın. </li><li> Test için kenetlenmiş montaj cihazına üçüncü (ücretsiz) cam şubesinden E şekil yapısını kelepçe. Nihai mikroakışkan rezonatör optik kalite faktörü onların gücü seviyeleri ne kadar iyi imalat lazerler uyumlu ve ne kadar kararlı bağlıdır. </li></ol></li></ol> Optomechanical Test 2. Deney Düzeneği <ol><li> Şevli fiber optik İmalatı <ol><li> İstenilen uzunlukta (örneğin birkaç metre) bir tek modlu telekom-bant optik fiber hazırlayın. Fiber kademeli hem de daralan bölgede monte edilmiş ve kurulum (Şekil 4) bağlı olması için yeterince uzun olmalıdır. Sivrilen bir yöntem s ne benzer burada açıkladı22&#39;de kilindeki ve gösterdi. </li><li> Uygun herhangi bir fiber-yapıştırma yöntemi kullanılarak deney düzeneği kalanı için hazırlanmış elyaf segmenti bağlamak. </li><li> Birbirine bakan iki doğrusal çekicinin üzerine eklenmiş elyaf segmenti monte edin. </li><li> Kaplama alanı göstermek için monte edilen fiber parçasının merkezinde lif ceketi soyun. Konik imal edilecektir yerdir. Metanol ile elimden alanı temizleyin. </li><li> Bir osiloskop üzerinde gerçek zamanlı iletim görmek için ayarlanabilir lazer açın. Fotodedektörler zarar görmeyecek şekilde susturucularla ayarlamak için emin olun. </li><li> Hemen lifin unjacketed kısmının altında dar bir meme hidrojen gazı brülör yerleştirin. Hidrojen gibi basınçlı yanıcı gazlar ile çalışırken tüm önerilen güvenlik prosedürlerini izleyin. Alev veya seramik ısıtıcılar diğer &quot;temiz yanan&quot; kaynaklar da kullanılabilir. </li><li> Alev çok olmayacak şekilde gaz aydınlatan önce, akış hızını kontrolbüyük (1-2 cm boyunda alev yeterli). Alev çoğunlukla görünmez ama karanlık bir odada bir soluk turuncu parıltı olarak görülebilir unutmayın. Hidrojen akış oranı ışıklı alev yeterli cam elyaf yumuşatır bir noktaya kadar ayarlanmalıdır. </li><li> Alev yanar. En kısa sürede alev olduğu gibi, motorlu aşamalarını kullanarak fiber çekerek başlayabilirsiniz. Uygun çekme hızı akış oranında hidrojen gazının ve alev yakın bağlıdır. NOT: fiber üzerinden İletim devam çekerek olarak zamansal salınım davranışı göstermeye başlayacaktır. Bu modlu işlemini gösterir. </li><li> Salınımlı davranış zamanla değişmeyen bir sinyal durur ve gösterdiğinde, çekerek durdurmak ve kapanma alevi hemen. Tek modlu konik elde edildiğinde bu. Iletim kontrol edin. Iletim çok düşükse, 2.1.1 prosedürü tekrarlayın. modifiye gaz akış hızı, alev boyutu ve alev konuma sahip. Vesileyle, düşük iletim adım 2.1.3 kötü uyum nedeniyle olabilir. veya bağlı contaminat içinmaruz kalan kaplama iyon. </li><li> Konik üzerinden çıkan iletim tatmin edici ise, konik soğuması için birkaç dakika bekleyin. </li><li> Mikroskop altında şev kontrol edin. 1550 nm dalga boyu için operasyonel olarak, tek modlu konik tipik çapı 1-2 mikron arasında sırayla yer almaktadır. </li></ol></li><li> WGR için konik kavrama ve elektronik sinyalleri ararken belirten titreşim <ol><li> Şekil 3&#39;te gösterilen yapılandırmada deneyi kurmak. Mekanik titreşimler aynı deneysel yapılandırması tarafından SBS ve RP hem aracılığıyla oluşturulabilir. Açıkça, geriye-SBS 4,21 durumunda geri saçılan sinyalleri algılamak konik ve ayarlanabilir lazer arasında bir sirkülasyon kullanmak için. </li><li> Ayarlanabilir IR lazer açmadan önce, fotoalıcılar zarar olmadığı yerde böylece susturucularla ayarlamak için emin olun. </li><li> Açın ve ayarlanabilir IR lazer stabilize. Bir fonksiyon üreteci giriş IR frekansını süpürmek için kullanılırlazer. </li><li> Bir nanopositioning sahnede rezonatör yuvasını monte edin. Dikkatle kaybolan kuplajı elde etmek için şevli fiber yakın rezonatörü getir. Lazer frekansı süpürülür gibi, optik rezonans 22, Şekil 2b olarak, osiloskop iletim batırma olarak görünür. </li><li> Giriş lazer ışık ve dağınık ışık arasındaki zamansal girişim (örn. yendi notu) görülebilir bir elektrik spektrum analizör (ESA), için fotodedektör çıkışını bağlayın. Bu zamansal parazit mekanik titreşim frekansı oluşur. Spektrum analizör üzerinde &quot;peak hold&quot; fonksiyonu mekanik titreşimleri için ilk arama genellikle yararlıdır. </li><li> Sıvılar cihazın içinde mevcut, özellikle, mekanik titreşim için ilk arama yaparken yüksek giriş gücü kullanın. Not: Genellikle, cihaza 100 μW sırasına göre giriş gücü Mechan uyarmak için yeterlidirical titreşim. </li><li> Mekanik titreşim görülürse, lazer frekans tarama kapatarak ve CW modunda lazer dalga boyunu kontrol ederek ilgili optik moduna kilitlemek için çalışırlar. Burada, osiloskop ve spektrum analizör hem tandem yararlıdır. Şekil 5 ve 1,6 görüldüğü gibi mekanik bir şekli, mevcut olduğu zaman, periyodik sinyaller osiloskop görünür. </li></ol></li></ol> 3.. Optomechanical Titreşimler Ölçme <ol><li> Radyasyon basıncı (RP) modları optik ve elektronik imza <ol><li> 2.2 &#39;de tarif edildiği gibi bir şev ve cihazın doğru bir şekilde bağlanmış olduğunda, mekanik titreşimler gözlemlenecektir cihaz, optik ve mekanik modları yeterli Q-faktörler, ve yeterli bir giriş optik güç sağlanmaktadır. 10 MHz aralığında salınımları ise - 1 GHz dikkat edilmezse, farklı rezonanslarını araştırmak için polarizasyon değiştirmek, ya da sipariş olarak ayarlanabilir lazerden giriş gücünü artırmak için bir girişimsalınım için asgari eşik üstesinden gelir. Giriş gücünü artırarak, her zaman foto detektörleri doyurmak için değil dikkatli olun. 8 de tarif edildiği gibi, ayrıca, birleştirme mesafe verici RP farklı modlar için önemli bir faktördür. </li><li> Mekanik modlar hala uyulmadığı takdirde, optik kalite faktörünün ölçülmesi deneyin. Microfluidic optomekanik Rezonatörlerin, sonuçlar 10 6 optik kalite faktörü parametrik salınımlarını 13 heyecanlandırmak için yeterli olduğunu gösteriyor. NOT: Genellikle, RP modları Şekil 5&#39;te görüldüğü gibi, harmonikler eşliğinde spektrum analizör üzerinde elektronik salınımları tezahür edecektir Temsilcisi sonuçları 4. bölümde ele alınacaktır.. </li><li> Nedeniyle periyodik deformasyon kavite ile uyarılan sırayla bir genlik ve faz modülasyon için oluşturulan optik yan bantları tespit etmek için bir tarama Fabry-Perot interferometre veya yüksek çözünürlüklü optik spektrum analiz cihazı kullanarak. Bir örnek ölçüm s olabilir,1 Şekil 3 saat een. </li></ol></li><li> Fısıltılı-galeri akustik modları optik ve elektronik imza <ol><li> Silika camı için geriye-SBS akustik frekans 1.5 mikronluk lazer pompası 4,23 kullanıldığında yaklaşık 11 GHz. Bu titreşim modları için elektronik sinyalleri gözlemlemek için, geri saçılan ışık izleyen bir sirkülasyon ve Rayleigh-dağınık pompa bazı küçük miktarda kullanın. Dağınık ışık çözmek için yüksek çözünürlüklü optik spektrum analizör kullanın. Bir örnek ölçme 4, Şekil 2 &#39;de gösterilmiştir. </li><li> Düşük frekans (sub-1 GHz) fısıldıyorlar-galeri akustik modları gözlemlemek için ileri dağınık ışık ve lazer pompası arasındaki yendi notu kullanın. </li><li> Nedeniyle nefes alma yönünde düşük bir mekanik sertlik, SBS gelen sinyal, RP modlarından sinyale göre bazen zayıftır. Yine, yavaş hızda lazeri, ve SPECT &quot;pik tutun&quot; kullanımıSBS sinyalini bulmada yardımcı rom analizörü. </li><li> (Kademeli uyarma 4,24 gerçekleşir sürece) RP-heyecanlı solunum modları aksine, SBS-heyecanlı fısıldıyorlar-galeri akustik modları, optik ve elektronik spektrumları dalgalanmaları sergilemek unutmayın. Bunun yerine sadece bir Stokes sideband SBS modları için görünür. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Carmon, T., Rokhsari, H., Yang, L., Kippenberg, T., Vahala, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+Behavior+of+Radiation-Pressure-Induced+Vibrations+of+an+Optical+Microcavity+Phonon+Mode%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Temporal Behavior of Radiation-Pressure-Induced Vibrations of an Optical Microcavity Phonon Mode.</a> Physical Review Letters. 94 (22), (2005).</li>
<li>Rokhsari, H., Kippenberg, T., Carmon, T., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiation-pressure-driven+micro-mechanical+oscillator%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Radiation-pressure-driven micro-mechanical oscillator.</a> Optics Express. 13 (14), 5293-5301 (2005).</li>
<li>Kippenberg, T. J., Rokhsari, H., Carmon, T., Scherer, A., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+Radiation-Pressure+Induced+Mechanical+Oscillation+of+an+Optical+Microcavity%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Analysis of Radiation-Pressure Induced Mechanical Oscillation of an Optical Microcavity.</a> Physical Review Letters. 95 (3), 033901(2005).</li>
<li>Tomes, M., Carmon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photonic+Micro-Electromechanical+Systems+Vibrating+at+X-band+%2811-GHz%29+Rates%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Photonic Micro-Electromechanical Systems Vibrating at X-band (11-GHz) Rates.</a> Physical Review Letters. 102 (11), (2009).</li>
<li>Grudinin, I. S., Matsko, A. B., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brillouin+lasing+with+a+CaF2+whispering+gallery+mode+resonator%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Brillouin lasing with a CaF2 whispering gallery mode resonator.</a> Physical Review Letters. 102 (4), 043902(2009).</li>
<li>Bahl, G., Zehnpfennig, J., Tomes, M., Carmon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulated+optomechanical+excitation+of+surface+acoustic+waves+in+a+microdevice%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Stimulated optomechanical excitation of surface acoustic waves in a microdevice.</a> Nature Communications. 2 (403), (2011).</li>
<li>Dainese, P., Russell, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulated+Brillouin+scattering+from+multi-GHz-guided+acoustic+phonons+in+nanostructured+photonic+crystal+fibres%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Physics%22%5BJournal%5D)">Stimulated Brillouin scattering from multi-GHz-guided acoustic phonons in nanostructured photonic crystal fibres.</a> Nature Physics. 2 (6), 388-392 (2006).</li>
<li>Carmon, T., Cross, M. C., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chaotic+Quivering+of+Micron-Scaled+On-Chip+Resonators+Excited+by+Centrifugal+Optical+Pressure%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Chaotic Quivering of Micron-Scaled On-Chip Resonators Excited by Centrifugal Optical Pressure.</a> Physical Review Letters. 98 (16), 167-203 (2007).</li>
<li>Armani, D., Min, B., Martin, A., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+thermo-optic+tuning+of+ultrahigh-Q+microtoroid+resonators%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Electrical thermo-optic tuning of ultrahigh-Q microtoroid resonators.</a> Applied Physics Letters. 85 (22), 5439-5441 (2004).</li>
<li>Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Ilchenko, V. S., Seidel, D., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+acoustic+wave+opto-mechanical+oscillator+and+frequency+comb+generator%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Surface acoustic wave opto-mechanical oscillator and frequency comb generator.</a> Optics Letters. 36 (17), 3338-3340 (2011).</li>
<li>Bahl, G., Tomes, M., Marquardt, F., Carmon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+spontaneous+Brillouin+cooling%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Physics%22%5BJournal%5D)">Observation of spontaneous Brillouin cooling.</a> Nature Physics. 8 (3), 203-207 (2012).</li>
<li>Bahl, G., Kim, K. H., Lee, W., Liu, J., Fan, X., Carmon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brillouin+cavity+optomechanics+with+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Brillouin cavity optomechanics with microfluidic devices.</a> Nature Communications. 4 (1994), (1994).</li>
<li>Kim, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cavity+optomechanics+on+a+microfluidic+resonator+with+water+and+viscous+liquids%5BTitle%5D)+AND+%22Light%3A+Science+and+Applications%22%5BJournal%5D)">Cavity optomechanics on a microfluidic resonator with water and viscous liquids.</a> Light: Science and Applications. , available: 
 
 <a target="_blank" href="http://arxiv.org/abs/1205.5477">http://arxiv.org/abs/1205.5477</a> (2013).</li>
<li>Sumetsky, M., Dulashko, Y., Windeler, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+microbubble+resonator%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Optical microbubble resonator.</a> Optics Letters. 35 (7), 898-900 (2010).</li>
<li>Lee, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+quasi-droplet+optofluidic+ring+resonator+laser+using+a+micro-bubble%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">A quasi-droplet optofluidic ring resonator laser using a micro-bubble.</a> Applied Physics Letters. 99 (9), 091102-091103 (2011).</li>
<li>Junge, C., Nickel, S., O’Shea, D., Rauschenbeutel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bottle+microresonator+with+actively+stabilized+evanescent+coupling%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Bottle microresonator with actively stabilized evanescent coupling.</a> Optics Letters. 36 (17), 3488-3490 (2011).</li>
<li>Bahl, G., Fan, X., Carmon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acoustic+whispering-gallery+modes+in+optomechanical+shells%5BTitle%5D)+AND+%22New+Journal+of+Physics%22%5BJournal%5D)">Acoustic whispering-gallery modes in optomechanical shells.</a> New Journal of Physics. 14 (11), 115026(2012).</li>
<li>Cai, M., Painter, O., Vahala, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+Critical+Coupling+in+a+Fiber+Taper+to+a+Silica-Microsphere+Whispering-Gallery+Mode+System%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Observation of Critical Coupling in a Fiber Taper to a Silica-Microsphere Whispering-Gallery Mode System.</a> Physical Review Letters. 85 (1), 74-77 (2000).</li>
<li>Burg, T. P., Manalis, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suspended+microchannel+resonators+for+biomolecular+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Suspended microchannel resonators for biomolecular detection.</a> Applied Physics Letters. 83 (13), 2698-2610 (2003).</li>
<li>Burg, T. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Weighing+of+biomolecules%2C+single+cells+and+single+nanoparticles+in+fluid%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Weighing of biomolecules, single cells and single nanoparticles in fluid.</a> Nature. 446 (7139), 1066-1069 (2007).</li>
<li>Li, J., Lee, H., Chen, T., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+a+high+coherence%2C+Brillouin+microcavity+laser+on+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Characterization of a high coherence, Brillouin microcavity laser on silicon.</a> Optics Express. 20 (18), (2012).</li>
<li>Knight, J. C., Cheung, G., Jacques, F., Birks, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase-matched+excitation+of+whispering-gallery-mode+resonances+by+a+fiber+taper%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Phase-matched excitation of whispering-gallery-mode resonances by a fiber taper.</a> Opt. Lett. 22 (15), 1129-1131 (1997).</li>
<li>Boyd, R. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBoyd%2C+RW+%22Nonlinear+Optics%22">Nonlinear Optics</a>. , Acad. Press. (2003).</li>
<li>Li, J., Lee, H., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave+synthesizer+using+an+on-chip+Brillouin+oscillator%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Microwave synthesizer using an on-chip Brillouin oscillator.</a> Nature Communications. 4 (2097), (2013).</li>
<li>Carmon, T., Yang, L., Vahala, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamical+thermal+behavior+and+thermal+self-stability+of+microcavities%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Dynamical thermal behavior and thermal self-stability of microcavities.</a> Optics Express. 12 (20), 4742-4750 (2004).</li>
</ol>

Açıklayacak hiçbir şeyimiz yok.

Biz fabrikasyon ve heyecanlandırmak (ve sorguya) mekanik titreşim, yüksek-Q optik rezonanslarını kullanılarak kavite Optomekanik ve Mikroakiskan arasında köprü yeni bir cihaz test ettik. Bu 11.300 MHz 2 MHz kapsayan fiyatla mekanik titreşim modları çeşitli üretmek hangi çoklu uyarma mekanizmaları aynı cihazda mevcut olması şaşırtıcıdır. Santrifüj radyasyon basıncı 2-200 MHz sürede şişe modları ve solunum modlarını destekler, İleri Brillouin saçılması 50-1,500 MHz aralığında mekanik fısıldayan galeri modları sağlar, ve s...

Boşluk Optomekanik radyasyon basıncı (RP) 1-3 vasıtasıyla microresonators yılında fonon modları ve foton modları arasında parametrik kaplin çalışmaları ve Brillouin saçılması (SBS) 4-6 uyarılır. SBS ve RP mekanizmalar bu tür elyaf 7, mikro-4,6,8, 1,9 toroids ve kristal rezonatörler 5,10 gibi birçok farklı optik sistemlerinde gösterilmiştir. Bu foton-fonon bağlanması sayesinde, her iki 11 ve mekanik modlarının uyarılmasını 6,10 soğutma gösterilmiştir. Ancak, hemen hemen tüm deneyler maddenin katı fazlar ile vardır Optomekanik bildirdi. Çünkü sıvıların yüksek empedansı büyük ölçüde artmıştır radyatif akustik kaybına-mekanik cihazlar sonuçların doğrudan sıvı daldırma hava ile karşılaştırılır olmasıdır. Buna ek olarak, bazı durumlarda, sıvılar içinde enerji tüketen kaybetme mekanizmaları ışıma akustik kayıpları aşabilir. Recently, microcapillary geometri ile içi boş optomekanik osilatör yeni bir tür 12-15 tanıtıldı ve tasarım mikrosıvı deneyler için donatılmış olan. Bu kılcal çapı eşzamanlı optik fısıldıyorlar-galeri rezonanslarını 16 yanı sıra mekanik rezonans modları 17 sınırlandırmak birden çok &#39;şişe resonatöre&#39; oluşturmak için uzunluğu boyunca modüle edilir. Mekanik rezonans modları Çoklu aileleri solunum modları, şarap cam modları, ve fısıldayan-galeri akustik modları dahil, katılmak. Akustik dalga boylarında tam katları ile bir titreşim cihazı çevresi oluşur şarap cam (duran dalga) ve fısıldayan-galeri akustik (-dalga) rezonans oluşur. Işık evanescently konik bir fiber optik 18 vasıtası ile, bu &quot;şişe&quot; optik Fısıldama-galeri modları ile birleştirilir. 19,20 kılcal rezonatör içindeki sıvı hapsi olarakbunun dışında karşı, RP ve SBS iki vasıtasıyla mekanik modları optik uyarılmasını sağlar: aynı anda yüksek mekanik ve optik kalite faktörleri, sağlar. Görüldüğü gibi, bu mekanik uyarımlar böylece, içindeki akışkan ortamına bir opto-mekanik bir arabirim sağlayan ortak bir katı-sıvı rezonans modu oluşturan, cihazın 12,13 içindeki sıvı içine nüfuz edebiliyoruz. Bu yazıda bu yeni optomekanik sistem için imalat, RP ve SBS harekete ve temsili ölçüm sonuçlarını açıklar. Spesifik malzeme ve araç listeleri de sağlanmaktadır.

<table><tbody><tr><td>Ayarlanabilir IR lazer</td><td>Newfocus</td><td>TLB-6328</td><td></td></tr><tr><td>Fotodedektörler</td><td>Newfocus</td><td>1811-FC (Düşük hız 125MHz) / 1611-FC-AC (Yüksek hızlı 1GHz)</td><td></td></tr><tr><td>Optik fiber</td><td>Corning</td><td>SMF28</td><td></td></tr><tr><td>Silika kılcal</td><td>PolyMicro</td><td>TSP700850</td><td></td></tr><tr><td>10.6 um dalga boyu CO2 lazer</td><td>Synrad</td><td>48-1KWM ve 48-2KWM</td><td></td></tr><tr><td>UV ile kürlenen optik yapıştırıcı</td><td>Thorlabs</td><td>NOA81</td><td></td></tr><tr><td>Boru</td><td>Tygon</td><td>EW-06418-01</td><td></td></tr><tr><td>Şırıngalar</td><td>BD</td><td>YO-07940-12</td><td></td></tr><tr><td>İğneler</td><td>Weller</td><td>KDS201P</td><td></td></tr><tr><td>Elektrik spektrum analizörü</td><td>Agilent Technologies</td><td>N9010A (EXA Sinyal Analizörü)</td><td></td></tr><tr><td>Elektrik spektrum analizörü</td><td>Tektronix</td><td>6114A (RSA, Gerçek zamanlı spektrum analizörü)</td><td></td></tr><tr><td>Optik spektrum analizörü</td><td>Advantest</td><td>Q8384</td><td></td></tr><tr><td>Osiloskop</td><td>Tektronix</td><td>DPO 4104B-L</td><td></td></tr><tr><td>Altın aynalar</td><td>II-VI Kızılötesi</td><td>836627</td><td></td></tr><tr><td>Doğrusal aşama (yavaş)</td><td>DryLin</td><td>H1W1150</td><td></td></tr><tr><td>Doğrusal aşama (hızlı)</td><td>PBC Doğrusal</td><td>MTB055D-0902-14F12</td><td></td></tr><tr><td>Fabry Perot optik spektrum analizörü</td><td>Thorlabs</td><td>SA 200-14A (FSR: 1.5 GHz)</td><td></td></tr></tbody></table>

fabrikasyon ve mikroakışkan optomechanical osilatörler testi

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Fonon modları ve foton modları parametrik etti microresonators dahil olmak üzere çeşitli optik sistemlerde incelenmiştir deneyler Optomekanik Boşluk. Ancak,-mekanik cihazlar, doğrudan sıvı daldırma sırasında artan akustik kayıpların ışıma, hemen hemen tüm yayınlanan-mekanik deneyler, bir katı faz içinde gerçekleştirilmiştir. Bu kağıt bir süre önce tanıtılan boş microfluidic optomekanik rezonatörüne anlatılır. Ayrıntılı metodolojisi, bu ultra-yüksek-Q microfluidic resonatöre imal-mekanik test gerçekleştirmek ve radyasyon basıncı odaklı solunum modu ve SBS odaklı fısıldayan galeri modu parametrik titreşimleri ölçmek için sağlanır. Kılcal rezonatör içindeki sıvıları hapsederek, yüksek mekanik ve optik kalite faktörleri aynı anda tutulur.

Bu yöntem ile üretilen kılcal damarlar, (30 um ve 200 um arasında) açık ve çok esnek ince, ancak doğrudan kullanım için yeterince sağlamdır. Bu, yüksek bir optik kalite faktörü (Q) muhafaza edilmesi amacıyla, toz ve su (nem) karşı kılcal cihazının dış yüzeyini korumak için önemlidir. Su içindeki kılcal bir ucunu batırma ve bir şırınga vasıtasıyla, kılcal hava üfleyerek, bu kılcal aşırı ısınma nedeniyle imalat sırasında kapatılmış olup olmadığını aracılığıyla olsun ya da olmasın doğrulanabilir. <p class="jove_content...

Parametrik optomekanik uyarımlar, optik radyasyon basıncı ve uyarılmış Brillouin saçılması yoluyla mikroakışkan optomekanik rezonatörlerde yakın zamanda deneysel olarak gösterilmiştir. Bu makale, optomekanik salınımların üretilmesi ve doğrulanması için metodolojilerle birlikte bu mikroakışkan rezonatörlerin imalatını açıklamaktadır.

Fabrikasyon ve mikroakışkan optomechanical Osilatörler Testi

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

Bu prosedürün genel amacı, sıvı fazlı ortamlarla çalışan optomekanik osilatörler üretmek ve bunları demonstre etmektir. Bu işlem, öncelikle CO2 lazer aydınlatması altında ergin silika cam kılcal ön formların ısıtılması ve çekilmesi yoluyla mikroakışkan optomekanik rezonatörlerin üretilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım ise üretilen cihazların test için monte edilmesidir.Ardından, konikleştirilmiş bir optik fiber aracılığıyla, üretilen cihazın optik fısıltı galerisi modlarını pompalamak için bir diyot lazer kullanılır. Son olarak, çıktı optik sinyallerinin elektronik spektrum analizi, akışkanlar içindeki mekanik modlar aracılığıyla optomekanik etkileşimi ve algılamayı göstermek için kullanılır. Bu cihazlar, akışkan faz malzemelerle optomekanik deneyler gerçekleştirme konusunda önceden mevcut olmayan bir yetenek sunmaktadır.Genel olarak, bu yöntemde yeni olan kişiler; fabrikasyon, işlem, gereksinim, uygulama ve fabrikasyon parametrelerinin optimize edilmesi gerektiği için zorluk yaşayacaktır. Aktüasyonun ve optomekanik modun tanımlanmasının uzmanlık gerektirmesi nedeniyle bu yöntemin gösterimi kritik önem taşımaktadır. Bu ilk aşamayı gerçekleştirmek için mikroakışkan rezonatörler, cam kapiler önformların ısıtılıp çekilmesiyle fabrikasyon edilecektir.Yazılımla kontrol edilebilen iki adet lineer translasyon tablası. Böylece aynı hat boyunca hareket ederler. Kılcal tüpün boşluk boyunca uzatılabilmesi için aralarında birkaç santimetre mesafe olmalıdır.Sahneler üzerindeki numune tutucular, bir kılcal boruyu eksen üzerinde tutacak şekilde hizalanmalıdır. Sahnelerin hareket hattı boyunca, işleme geçmeden önce ısıtma işlemi iki CO2 lazer ile gerçekleştirilecektir. Yüksek güçlü lazerlerle çalışırken uygun güvenlik önlemlerini alın.Ardından, lazerlerin çıkışlarını doğrusal sahneler arasındaki boşlukta aynı noktayı hedefleyecek şekilde yönlendirin. Bu nokta, bir kapiler tüpün asılacağı nokta olmalıdır. Hedef noktadan sonra ışınları durdurmak için ışın bloklarını kullanın.İki translokasyon aşamasını ve iki CO2 lazerinin güç seviyelerini eş zamanlı olarak kontrol etmek için yazılım kullanın. Bu kurulum için; bir aşamanın saniyede yaklaşık 10 milimetre hızla hızlı hareket ettiği, diğerinin ise ısıtma bölgesine daha fazla malzeme beslemek amacıyla aynı yönde saniyede yaklaşık 0,5 milimetre ile yavaş hareket ettiği durumlarda güvenilir kapilerler üretilir.Her iki lazer, üç saniyelik bir ön ısıtma süresi için 4,5 watt değerine ayarlanır. Ardından, çizim işlemi sırasında beş watt veya daha yüksek bir değere getirilir. Rezonatörü üretmek için, lineer translasyon tablası üzerindeki iki numune tutucu arasına ulaşabilecek yaklaşık iki ila dört santimetre uzunluğunda kesilmiş eriyik silika kapiler preform kullanın.Ardından, kılcal boruyu numune tutuculara sabitleyin. Böylece lazer hedef bölgesi, kılcal boru uzunluğunun yaklaşık ortasında kalacaktır. Kontrol yazılımını başlatarak işleme devam edin.Lazer, kılcal boruyu üç saniye boyunca ön ısıtmaya tabi tutar. Ardından kılcal boru yaklaşık 10 saniye boyunca çekilir. İşlem tamamlandığında, kontaminasyonu önlemek için sadece kalın, açılmamış uçtan tutarak çekilmiş kılcal boruyu çıkarın.Temiz rezonatör yüzeyi havada asılı kalacak şekilde kılcal boruyu asın. Çekme parametrelerini değiştirerek ve kılcal boruların açık olduğundan emin olmak için fabrikasyon sürecini tekrarlayarak farklı çaplarda kılcal borular oluşturun. Sığ bir su kabı ve bir şırınga ile çalışın.Hazırlanmış bir kapilar tüpü dikkatlice alın ve bir ucunu suya daldırın. Diğer uçtan şırınga yardımıyla hava üfleyin. Hava kabarcıkları, kapilar tüpün açık olduğunu gösterir.Kılcal tüpler test edilmeden önce, onları yerleştirmek için bir tutucu hazırlanmalıdır. Bunun için, lam camlarından 1 cm x 0,5 cm boyutlarında üç adet cam parça kesin. Ayrıca, yine bir lam camından 3 cm x 0,5 cm boyutlarında bir parça kesin.Ardından, bu parçaları bir eha oluşturacak şekilde birleştirmek için cam yapıştırıcısı veya hızlı yapıştırıcı kullanın. Daha sonra, çekilmiş bir kapilardan, U şeklindeki tutucunun yan yana duran iki dalı arasındaki mesafeyi kapsayacak ve bunların ötesine uzanacak uzunlukta bir parça kesin. Kapiların uçları tutucunun iki dalının dışına uzanacak ve merkezi bu dalların arasında asılı kalacak şekilde optik yapıştırıcı ile yapıştırın.Ardından, optik yapıştırıcıyı bir LED UV kürleme lambasıyla gerektiği sürece kürleyin. Yaklaşık 10 saniye sonra, iç çapı kılcal borudan biraz daha geniş olan plastik tüpleri temin edin. Montajı yapılmış kılcal borunun her iki ucuna dikkatlice birer tüp yerleştirin.Kılcal tüp ile bağlantı arasındaki sızdırmazlığı sağlamak için tekrar optik yapıştırıcı kullanın ve UV ışığı ile kürleyin. Kürleme işleminden sonra düzenek montaja hazır hale gelir. Yapıyı sabitlemek için üçüncü boş cam kolu kullanarak sıkıştırın.Bu deneyde, bir fonksiyon jeneratörüne bağlı, dalga boyu ayarlanabilir fiber kuplajlı bir kızılötesi lazer kullanılmaktadır. Fonksiyon jeneratörü, lazer dalga boylarını periyodik olarak taramak için kullanılır. Lazer çıktısı öncelikle bir polarizasyon kontrol cihazından geçirilir.Buradan, nano konumlandırma tablasına yakın olan tek modlu telekom bandı konik fiber dalga kılavuzuna bağlanır. Konik fiberden sonra ışık, çıkıştaki analizörleri korumak için attenuatörlerden geçer. Bu deneyde, attenuatörden sonra ışık, bir elektriksel spektrum analizörü ve bir osiloskoba bağlı bir fotodedektöre yönlendirilir.Deneye, lazeri stabilize ederek ve lazer ışını dalga boyu taramalarına başlayarak başlayın. Ardından, monte edilmiş kılcal rezonatörü alın ve kılcal rezonatör tutucuyu konik fiberin yanındaki nano konumlandırma tablasına yerleştirin. Daha sonra, evanescent kuplaj elde etmek için rezonatörü konik fiberden yaklaşık bir mikron uzaklığa getirecek şekilde tablayı dikkatlice kaydırın.Dalga boyları taranırken, osiloskopta zamanın bir fonksiyonu olarak görüntülenen lazer iletimindeki düşüşler, evanesan kuplajın ve rezonansların varlığını belirtir. Giriş lazer ışığı ile saçılan ışık arasındaki zamansal girişimi aramak için spektrum analizörü kullanın. Bu vuruş notu, mekanik salınım frekansında meydana gelir.Bu örnekte, kılcal boruda radyasyon basıncıyla 24,94 megahertz'de bir mekanik mod uyarılır ve lazer frekans taraması kapatılıp lazer dalga boyu kontrol edilerek ilgili optik modun mekanik bir salınım için kilitlenmesi sağlanır. Sürekli dalga modunda, bir mekanik mod mevcut olduğunda osiloskopta periyodik sinyaller görünecektir. Yönteme hakim olunduğunda, düzgün bir şekilde yapılması durumunda cihaz üretimi ve test işlemi yaklaşık 45 dakikada tamamlanabilir.Bu prosedür uygulanırken, yüzeylerin temizliğini korumak amacıyla rezonatörün ve konik fiberin cımbızla dahi olsa asla ellele temas ettirilmemesi gerektiğini unutmamak önemlidir. Geliştirildiğinden beri bu teknik, boşluk optik mekaniği alanındaki araştırmacıların sıvılar ve biyolojik analitlerle yeni etkileşimleri keşfetmelerine olanak sağlamıştır.

fabrication-and-testing-of-microfluidic-optomechanical-oscillators

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Biz serbest duran mikroküreler ve on-chip microtoroids dahil silika rezonans kaviteler, imal etmek, bir karbondioksit lazer reflow tekniğinin kullanımı açıklanır. Reflow yöntemi her iki cihaz içinde uzun foton yaşamlar sağlayan, yüzey kusurları kaldırır. Çıkan cihazlar telekomünikasyon gelen biodetection kadar uygulamaları sağlayan, ultra yüksek kalite faktörleri var.

Silika Ultra Yüksek Kalite Faktörü Microresonators Fabrikasyon

Bu videoda ilk bir yüzey akustik dalga (SAW) akustik ters akışlı cihazın imalat ve operasyon prosedürleri açıklar. Daha sonra SAW pompa cihaz içinde nitel akış görselleştirme ve karmaşık akış kantitatif analiz her ikisi için izin veren bir deney düzeneği göstermektedir.

Yüzey-akustik dalga odaklı Akustik-ters akışlı Mikroakiskan Fabrikasyon, İşletme ve Akış Görselleştirme

Acoustofluidic cihazlar, manipüle konsantre ve asma mikro ve Ortaölçek varlıkları izole etmek için mikroakışkan kanalları içinde ultrasonik dalgaları kullanır. Bu protokol, kılıf sıvılar yardımı olmadan merkezi bir düzene partiküllerin odak toplu akustik duran dalgaları destekleyici bu tür bir cihazın imalat ve işlem tarif etmektedir.

Fabrikasyon ve Acoustofluidic Cihazlarının Çalışma Parçacıkların yoğunlaşırken Sheathless için Toplu Akustik Daimi Dalgalar desteklenmesi

İmalat süreci ve fotonik termometreler test açıklanmaktadır.

İmalat ve fotonik termometreler test

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

Optik Rezonatör ve Lazer Uygulamalarında Polimer Mikrokürelerin Üretimi

Bu iletişim kuralı kez mikro eşleşmeyen Kırılma endeksi nedeniyle microchannel yapıları ve sulu bir çözüm arasında ortaya çıkan eserler ortadan kaldırmak için MY133-V2000 mikrosıvısal cihazları imalatı açıklar. Bu iletişim kuralı bir akrilik sahibi yapışma kimyasal ve mekanik olarak iyileştirilmesi kapsüllenmiş aygıt sıkıştırmak için kullanır.

Biyomedikal Havacilik için refraktif Dizin eşleşen cihazların imalat

Burada en az finansal ve zaman yatırımı ile özel mikroakışkan cihazlar tasarlamak ve imal etmek için bir protokol salıyoruz. Amaç, biyomedikal araştırma laboratuvarlarında ve eğitim ortamlarında mikroakışkan teknolojilerin benimsenmesini kolaylaştırmaktır.

Araştırma ve Eğitim Uygulamaları için Özel Mikroakışkan Cihazların Hızlı İmalatı

Mikroakışkan bir çip üzerinde fare embriyonik dokusunun kültürü ve manipülasyonu için bir protokol sağlanır. Yol modülatörlerinin darbelerini uygulayarak, bu sistem fare somitogenezinin fonksiyonel araştırması için sinyal salınımlarını harici olarak kontrol etmek için kullanılabilir.

Somitogenezi Yöneten Sinyal Salınımlarının Fonksiyonel Olarak İncelenmesi İçin Bir Mikroakışkan Yaklaşımı

Protokol, mikrokanallarda 10-1000 Hz'den harmonik salınımlı akış üretmek için uygun bir yöntem göstermektedir. Bu, bilgisayar kontrollü bir hoparlör diyaframının mikrokanala modüler bir şekilde yerleştirilmesiyle gerçekleştirilir.

Mikrokanallarda Sub-Kilohertz Salınımlı Akış Üretimi için Harici Bir Sürücünün Montajı ve Karakterizasyonu

Bu protokol, çift katmanlı bir mikroakışkan çip üretmek ve hızlı oksijen salınımları altında mikrobiyal büyümeyi analiz etmek için bir yöntem sunar. Cihazın performansı, sıvı kanallarında oksijen algılama ve mikrobiyal yetiştirme yoluyla doğrulandı.

Mikroakışkan Çift Katmanlı Cihaz Kullanarak Mikrobiyal Tek Hücreli Büyüme Analizinde Hızlı Oksijen Salınımları Oluşturma

Bu makale, tasarımdan fabrikasyona ve karakterizasyona kadar bir silisyum nitrür membran rezonatörünün yaşam döngüsünü izlemektedir.

High-Q Silisyum Nitrür Membran Rezonatörlerinin İmalatı ve Karakterizasyonu

Keşfedin mikroakışkan optomekanik rezonatörlerin CO2 lazer ile fabrikasyonunu ve sıvı faz ortamında optomekanik osilasyonların gösterimini. Bu yöntem, sıvı faz malzemelerle optomekanik deneyler yapma olanağı sağlar.

Fabrikasyon ve mikroakışkan optomechanical Osilatörler Testi

Daha fazla video keşfet