Name: Femtosaniye Lazer kaynaklı Ablasyonu kullanarak nanolif 1-D Fotonik Kristal Kavitenin Fabrikasyon (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 2 s
Description: Keşfedin femtosaniye lazer kaynaklı ablasyon tekniğiyle nanolif üzerinde bir boyutlu fotonik kristal kavite üretimini. Bu yöntem nanofotonik ve kuantum biliminde yeni uygulamalar 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 çalışma, Stratejik İnovasyon Programı aracılığıyla Japonya Bilim ve Teknoloji Ajansı (JST) tarafından desteklenmiştir. KPN, Japonya Bilimi Teşvik Derneği'nden (JSPS) bilimsel araştırmalar için bir yardım hibesi (Hibe no. 15H05462) desteğini kabul eder.

DİKKAT: Koruyucu gözlük takılmalıdır ve kesinlikle direkt UV lamba maruz kalma ve femtosaniye lazer dahil olmak üzere tüm lazerler önlemek. kirlenmesini önlemek için bir temiz oda takım elbise ve eldiven giyin. belirlenen çöp kutusuna düzgün herhangi bir lif çöp bertaraf edin. 1. Nanolif Hazırlık <ol><li> 200 mm ile ayrılmış iki yerde, 5 mm uzunluğunda tek modlu optik fiberin bir polimer ceket şerit fiber kaplama stripper kullanın. temiz oda kullanarak iki mekanik sıyrılmış parça metanol batırılmış mendil temizleyin. aseton, bu iki şeritli parçalar arasında fiber batırın. lif ceket paramparça kadar 15 dakika - 10 bekleyin. aseton lif çıkarın ve metanol batırılmış mendil temiz oda kullanarak tüm soyulmuş kısmını temizleyin. </li><li> nanolif imal etmek Optik Nanofiber imalatı ekipmanları (ONME) iki aşamada üzerinde soyulmuş lif ayarlayın. <ol><li> elyaf haline prob lazer başlatın ve transmissio izlemekn fotodiyot kullanarak ve ADC kartı kullanarak bilgisayara iletim verilerini kaydetmek. ONME yazılımını kullanarak gaz akışını başlatmak ve alev tutuşturmak. 500 nm bel çapı ile konik lif imalatı için ONME yazılımı önceden optimize edilmiş parametre yükleyin ve fabrikasyon sürecini başlatmak. Not: ONME standart ısı ve çekme tekniği kullanılarak şevli fiber optik ürünü imal etmek için tasarlanmış ticari olarak temin edilebilen cihazdır. Bu elyaf çekmek için elyaf ve iki motorlu aşamaları ısı alev oksihidrik kullanır. Gaz akışı ve sahne hareketi bilgisayar programı tarafından kontrol edilir. önceden optimize edilmiş parametreler özel istek üzerine, satıcıdan elde edilebilir. </li></ol></li><li> imalattan sonra, UV kurutmalı epoksi kullanarak nanolif sahibine konik lif yakalamak. (Şekil 1a gösterilen) cam levha ile üst kapağı kullanılarak nanolif tutucu örtün. Temiz bir kutu içinde örnek koyun ve femtosaniye la transferser imalat ünitesi. </li></ol> 2. Femtosecond Lazer İmalatı <ol><li> fabrikasyon kurulum hizalama <ol><li> 15 mm yükseklikte fabrikasyon bankta bir cam plaka koyun. 1 mJ darbe enerjisine 5 saniye boyunca femtosecond lazer ışın tedavisi. beyaz ışık nesil ablasyon kaynaklı femtosaniye lazer ve cam plaka üzerinde bir hasar-line olarak ablasyon desen görünümünü tanımlayın. </li><li> fabrikasyon tezgah X-sahne kullanılarak cam plaka yüksekliğini değiştirerek aynı işlemi tekrarlayın. Her imalat için, yeni bir konuma imalat yapmak için 1 mm fabrikasyon tezgah Y-sahne çevirmek. </li><li> güçlü ablasyon hattı yüksekliği Bul. Bu pozisyonda, ince ayar katlama aynalar birinin eğim açısı ve pozisyon ablasyonu maksimize etmek. Ayrıca, ince ayar imalat tezgah X-aşamasının eğim ablasyonu maksimize etmek. NOT: katlama ayna eğim açısı USI ayarlanmışkinematik ayna tutucu ayar düğmeleri ve ayna konumunu ng monte edildiği Z-sahne çevirerek ayarlanır. </li><li> optimizasyon sonra, CCD kamera yazılımında ablasyon çizgisinin konumunu işaretlemek ve cam plakasını çıkarın. NOT: CCD kamera kontrol yazılımı çekilen görüntü üzerinde görüntü yakalama ve çizim işaretleri sağlar. Aynı zamanda yakalanan görüntünün ve işaretlerin veri kaydetme sağlar. fabrikasyon tezgah X-aşamalı mutlak pozisyon referansı sahip olmadığından, CCD görüntü X ekseninde pozisyon referans olarak kullanılır. CCD görüntü çözünürlüğü piksel başına 10 mm. </li><li> Platin (Pt) -coater kullanarak, mont 60 saniye boyunca cam plaka cam plaka üzerinde Pt 25 nm katmanı yatırmak. Image tarama elektron mikroskobu (SEM) ile cam levha üzerine ablasyon deseni. ablasyon desen sonra 350 nm bir süre (beklenen girişim saçak deseni) al periyodik yapı gösteriyorsaignment optimize edilmiştir. periyodik ablasyon deseni görülene kadar düşük darbe enerjileri (300 μJ aşağı) için - Else (2.1.4 Adım 2.1.1) işlemi tekrarlayın. </li></ol></li><li> apodize PhC boşluğun Fabrikasyon <ol><li> CCD kamera üzerinde işaretlenmiş ablasyon hattına yaklaşık olarak paralel üretim bankta konik lif yerleştirin. </li><li> konik fiber üzerinden bir prob lazer (güç = 1 mW) gönderme ve CCD kamera üzerinde konik liften saçılmasını gözlemleyin. güçlü dağıtma parçası nedeniyle subwavelength çapına nano bölgeye karşılık gelir. </li><li> CCD kamera üzerinde işaretlenmiş ablasyon hat pozisyonuna nanolif ortalamak için imalat tezgah Z-sahne çevirmek. </li><li> Sonda lazer kapatın ve minimum darbe enerjisi (&lt;10 μJ) ile femtosaniye lazer ışın tedavisi. Femtosaniye lazer ışını ile nanolif üst üste Y-sahne çevirmek. örtüşme nanofiber, atıl yanması ile tanımlanırCCD kamera üzerinde erved. Not: nano artık femto saniye Y boyunca laser demeti ve Z-eksenine göre hizalanır. </li><li> ablasyon hat pozisyonuna nanolif konumunu üst üste X-sahne, X ekseni boyunca nanolif hizalamak çevirmek için CCD kamera üzerinde işaretlenmiş. </li><li> Femtosaniye lazer nanofiber örtüşmesi en üst düzeye çıkarmak için Y-sahne çevirmek. nanolif iki ilk siparişlerin yansıması gözlemlemek (üst kapağın cam plaka üzerine iki parlak noktalar olarak görünür). ileri geri Y-sahne çeviri yaparken bu yansıma noktalar hareketini gözlemleyin. NOT: Bu noktalar bir tarafa doğru hareket ederse o zaman nano ablasyon hattına paralel değildir. Bu durumda, kesip çıkarma hattına nano paralel hale dönme aşaması döndürün. Onlar paralel olduğunda, yansıma noktalar flaş olarak görünecektir. </li><li> ablasyon hattına nanolif paralel yaptıktan sonra, en üst düzeye çıkarmak için Y-sahne çevirmekkonik fiberin sonunda bir fotodiyot kullanılarak nanolif güdümlü modları içine dağılmış femtosaniye lazerin gücünü ölçerek, femtosaniye lazer ışını ile nanolif arasında örtüşmektedir. örtüşme maksimize sonra, imalat θ = 0.5 ° açısına dönüş sahne döndürün. NOT: Femtosaniye lazer ışını ile nanolif arasında maksimum örtüşme, bir nanolif güdümlü modları içine dağılmış femtosaniye lazer ışığının gücü maksimize edilmesi beklenebilir. </li><li> güç metre ile femtosaniye lazer Blok ve mJ 0.27 puls enerjisini ayarlayın. Tek çekim ışınlama moduna femtosaniye laser ayarlarını değiştirin. NOT: Bu modda, tek bir darbe, aksi takdirde hiçbir lazer çıkışı yoktur, yangın düğmesine basıldığında oluşturulur. <ol><li> lazer ışını yolu güç ölçer çıkarın ve tek bir femtosaniye lazer darbe ateş. Bu imalat işlemini tamamlar. </li></ol></li></ol></li><li> Fabricatikusur kaynaklı PhC boşluğun üzerine <ol><li> bölüm 2.1&#39;de anlatıldığı gibi bir cam levha üzerinde ablasyon gözlemleyerek kurulum hizasını kontrol edin. En güçlü ablasyon hattı için yüksekliğini bulduktan sonra, hemen faz maskesi önce lazer ışınının merkezinde 0.5 mm bakır tel yerleştirin. bakır tel Y ekseni boyunca (ablasyon hattına dik) olmalıdır. </li><li> Z ekseni boyunca bakır telin pozisyonunu değiştirmeden ise cam plaka üzerinde ablasyon deseni kontrol edin. ablasyon desen ablasyon hattının merkezinde tek bir boşluk gösterdiğinde bakır tel konumunu düzeltmek. </li><li> hizalama sonra bölüm 2.2&#39;de ayrıntılı prosedürü takip nanolif üzerinde femtosaniye lazer imalat gerçekleştirin. Bu imalat için, = 0 ° İçeride ISTV melerin RWMAIWi&#39;nin için fabrikasyon açısını ayarlamak. </li></ol></li></ol> Fabrikasyon Örneklerinin 3. Karakterizasyonu <ol><li> Optik özelliklerin ölçümü <ol><li> hazırlayın seŞekil 1b de gösterildiği gibi, optik ölçümler için tüp. Konik elyaf haline genişbant ışık kaynağı başlatın öncesi ve spektrum analizörü kullanılarak imal edildikten sonra iletim ve yansıma spektrumu ölçmek. imalattan sonra, iletim spektrumu fabrikasyon numunenin Bragg rezonans karşılık gelen bir stopband gösterecektir. </li><li> polarizasyonu seçmek ve iki ortogonal kutuplaşmalar X-pol ve Y-pol spektrumları almak için lif içi kutuplayıcının kürekler döndürün. NOT: (nano-kraterler boyunca polarizasyon) X-pol için stopband mavi-kaymıştır 21 (kısa dalga boyu doğru) olacaktır ve nanolif gelen saçılma güçlü olacaktır. Yani, spektrum ve CCD kamera bakarak kutuplaşmaları seçin. </li><li> Kutuplaşmaların biri için (Şekil 1b gösterilmiştir) PZT kullanarak konik lif germe iletim spektrumları alır. s tarafından spektrumları alın20 mikron maksimum germe uzunluğu kadar 2 um adımlarla konik lif tretching (PZT tarama aralığı ile sınırlıdır). Bragg rezonans kırmızı-kaymıştır konik lif germe (uzun dalga boyu doğru) olacağını gözlemleyin. Bu spektrumları itibaren, uzunluk germe birim başına Bragg rezonans kayması, hesaplayın. </li><li> kavite modları çözülmesi ve mutlak kavite iletimi ölçmek için, ayarlanabilir CW lazer kaynağı kullanın. Konik elyaf haline lazer başlatın ve bir fotodiyot kullanarak iletim izlemek. </li><li> Y-pol stopband kırmızı-yan kenarına lazer dalga boyu ayarlama ve iletim en aza indirmek için fiber satır içi polarize kullanın. Bu şekilde X-pol bileşeni bastırılır ve sadece Y-pol seçilir. 20 mikron - 0 konik lif gererken daha kırmızı-yan bant kenarı dışına ve iletim kayıt lazer dalga boyu ayarlayın. <ol><li> Lazer WaveL değiştirerek ölçümü tekrarlayınTüm stopband kaplanana kadar 0.3 nm &#39;lik adımlarla mavi tarafına ength. Bu verilerden, adım 3.1.3 ölçülen uzunluğu germe birim başına rezonans vardiyası için verileri kullanarak tüm spektrum yeniden. Not: 20 um ve kavite modları 0.05 arasında olan tipik serbest spektral aralığının ile şevli fiber gerilmesiyle 2 nm boşluğu modları vardiya ile birlikte tipik bir numunesinin, stopband (Bragg rezonans) için - 0.5 nM. konik lif germe 4 kavite modları - giriş lazer belirli bir dalga boyu için bir en az 3 ölçebilirsiniz. modları arasında frekans aralığı adım 3.1.3 ölçülen uzunluğu germe birim başına rezonans vardiyası için verilerinden anlaşılmaktadır. En az 2 0,3 nm adımlarla lazer dalga boyu değiştirilerek ölçüm tekrarı - 3 ardışık kavite modları ardışık ölçümlerde yeniden değerlemeye tabi tutulmaktadır. Bir mat sırasında ardışık ölçümler için iletim verileri kaplarken tarafından tüm spektrum yeniden yapabilirsinizYeniden ölçülen kavite modları ching konumu. </li></ol></li><li> Şimdi adım 3.1.5 ve 3.1.5.1 de belirtildiği gibi benzer bir prosedür kullanılarak diğer polarizasyon spektrumu ölçmek. </li></ol></li><li> fabrikasyon örneği Görüntüleme <ol><li> 2 cm uzunluğunda bir metal plaka üzerine imal örnek koyun ve UV kürlenebilen epoksi kullanarak metal plakaya şevli fiber iki uçlarını sabitler. Numunenin ışınlama yan gölge tarafı görüntülü böylece metal plakayı dönük olduğundan emin olun. </li><li> 30 s için kaplanması için örnek Pt kaplayıcı kullanarak ve yaklaşık 10 nm&#39;lik bir kalınlığa sahip Pt tabakası bırakmak. SEM içine örnek yerleştirin. tüm fabrikasyon bölge üzerinde her 0.1 mm numunenin SEM görüntü almak. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Painter, O. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-Dimensional+Photonic+Band-Gap+Defect+Mode+Laser%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Two-Dimensional Photonic Band-Gap Defect Mode Laser.</a> Science. 284, 1819-1821 (1999).</li>
<li>Loncar, M., Scherer, A., Qiu, Y. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1586781">Photonic crystal laser sources for chemical detection.</a> Appl. Phys. Lett. 82, 4648(2003).</li>
<li>Tanabe, T., Notomi, M., Mitsugi, S., Shinya, A., Kuramochi, E. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2089185?journalCode=apl">All-optical switches on a silicon chip realized using photonic crystal nanocavities.</a> Appl. Phys. Lett. 87, 151112(2005).</li>
<li>Yoshie, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vacuum+Rabi+splitting+with+a+single+quantum+dot+in+a+photonic+crystal+nanocavity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Vacuum Rabi splitting with a single quantum dot in a photonic crystal nanocavity.</a> Nature. 432, 200-203 (2004).</li>
<li>Akimov, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+single+optical+plasmons+in+metallic+nanowires+coupled+to+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Generation of single optical plasmons in metallic nanowires coupled to quantum dots.</a> Nature. 450, 402-406 (2007).</li>
<li>Noginov, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Demonstration+of+a+spaser-based+nanolaser%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Demonstration of a spaser-based nanolaser.</a> Nature. 460, 1110-1112 (2009).</li>
<li>Zhang, X. Y., Zhang, T., Hu, A., Song, Y. J., Duley, W. W. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/257952083_Controllable_plasmonic_antennas_with_ultra_narrow_bandwidth_based_on_silver_nano-flags">Controllable plasmonic antennas with ultra narrow bandwidth based on silver nano-flags.</a> Appl. Phys. Lett. 101, 153118(2012).</li>
<li>Tong, L., Zi, F., Guo, X., Lou, J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030401812007389">Optical microfibers and nanofibers: A tutorial.</a> Opt. Comm. 285, 4641-4647 (2012).</li>
<li>Morrissey, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectroscopy%2C+manipulation+and+trapping+of+neutral+atoms%2C+molecules%2C+and+other+particles+using+optical+nanofibers%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Spectroscopy, manipulation and trapping of neutral atoms, molecules, and other particles using optical nanofibers: A review.</a> Sensors. 13, 10449-10481 (2013).</li>
<li>Kien, F. L., Dutta Gupta, S., Balykin, V. I., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.72.032509">Spontaneous emission of a cesium atom near a nanofiber: Efficient coupling of light to guided modes.</a> Phys. Rev. A. 72, 032509(2005).</li>
<li>Nayak, K. P., Melentiev, P. N., Morinaga, M., Kien, F. L., Balykin, V. I., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+nanofiber+as+an+efficient+tool+for+manipulating+and+probing+atomic+fluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Optical nanofiber as an efficient tool for manipulating and probing atomic fluorescence.</a> Opt. Express. 15, 5431-5438 (2007).</li>
<li>Nayak, K. P., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/10/5/053003/meta">Single atoms on an optical nanofiber.</a> New J. Phys. 10, 053003(2008).</li>
<li>Nayak, K. P., Kien, F. L., Morinaga, M., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.79.021801">Antibunching and bunching of photons in resonance fluorescence from a few atoms into guided modes of an optical nanofiber.</a> Phys. Rev. A. 79, 021801(2009).</li>
<li>Yalla, R., Nayak, K. P., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+photon+measurements+from+single+quantum+dots+on+an+optical+nanofiber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Fluorescence photon measurements from single quantum dots on an optical nanofiber.</a> Opt. Express. 20, 2932-2941 (2012).</li>
<li>Yalla, R., Kien, F. L., Morinaga, M., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+Channeling+of+Fluorescence+Photons+from+Single+Quantum+Dots+into+Guided+Modes+of+Optical+Nanofiber%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Efficient Channeling of Fluorescence Photons from Single Quantum Dots into Guided Modes of Optical Nanofiber.</a> Phys. Rev. Lett. 109, 063602(2012).</li>
<li>Kien, F. L., Hakuta, K. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/235498340_Cavity-enhanced_channeling_of_emission_from_an_atom_into_a_nanofiber">Cavity-enhanced channeling of emission from an atom into a nanofiber.</a> Phys. Rev. A. 80, 053826(2009).</li>
<li>Kato, S., Aoki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strong+coupling+between+a+trapped+single+atom+and+an+all-fiber+cavity%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Strong coupling between a trapped single atom and an all-fiber cavity.</a> Phys. Rev. Lett. 115, 093603(2015).</li>
<li>Hoffman, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4879799">Ultrahigh transmission optical nanofibers.</a> AIP Advances. 4, 067124(2014).</li>
<li>Nayak, K. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cavity+formation+on+an+optical+nanofiber+using+focused+ion+beam+milling+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Cavity formation on an optical nanofiber using focused ion beam milling technique.</a> Opt. Express. 19, 14040-14050 (2011).</li>
<li>Kien, F. L., Nayak, K. P., Hakuta, K. <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/1103.1789">Nanofibers with Bragg gratings from equidistant holes.</a> J. Modern Opt. 59, 274-286 (2012).</li>
<li>Nayak, K. P., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photonic+crystal+formation+on+optical+nanofibers+using+femtosecond+laser+ablation+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Photonic crystal formation on optical nanofibers using femtosecond laser ablation technique.</a> Opt. Express. 21, 2480-2490 (2013).</li>
<li>Nayak, K. P., Zhang, P., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+nanofiber-based+photonic+crystal+cavity%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Optical nanofiber-based photonic crystal cavity.</a> Opt. Lett. 39, 232-235 (2014).</li>
<li>Becker, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber+Bragg+grating+inscription+combining+DUV+sub-picosecond+laser+pulses+and+two-beam+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Fiber Bragg grating inscription combining DUV sub-picosecond laser pulses and two-beam interferometry.</a> Opt. Express. 16, 19169-19178 (2008).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Nano elyaflı bir merceksel etkisi (Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi), böylece nano gölge yüzeyi üzerinde nano kraterler oluşturma, imalat tekniğinde önemli bir rol oynar. nanofiber bir çekimsel etkisi de enine yönde (Y ekseni) herhangi bir mekanik istikrarsızlıklar sağlam imalat işlemi yapar. Işınlama süresi sadece 120 fs (yani darbe genişliği) &#39;dir Dahası nedeniyle tek-shot radyasyona, diğer eksen boyunca istikrarsızlıklar imalat etkilemez. Bunun bir sonucu olarak, iyi tan...

nanofotonik cihazlarda ışığın güçlü hapsi optik bilimi yeni ufuklar açtı. Modern Nanofabrikasyona teknolojileri, 1 lasing 2 algılama ve optik anahtarlama uygulamaları 3 1-D ve 2-D Fotonik Kristal (ÖYK) yeni umutları için boşluklar fabrikasyon sağlamıştır. Dahası, bu PhC boşluklarında güçlü ışık-madde etkileşimi kuantum enformasyon bilimi 4 için yeni yollar açtı. Yanı sıra, PhC boşluklardan, plasmonik nanocavities da umut verici bir potansiyel 5, 6, 7 göstermiştir. Ancak, fiber tabanlı iletişim ağına böyle boşluklar arabirim bir sorun olmaya devam etmektedir. Son yıllarda, bir optik nano olarak bilinen subwavelength çapı konik tek modlu fiber optik, umut vaat eden bir nanofotonik cihaz olarak ortaya çıkmıştır. Nedeniyle kuvvetlinanolif güdümlü alan ve çevre ortamı ile etkileşim yeteneği enine hapsi, nanolif benimsenmiş ve çeşitli nanofotonik uygulamalar 8 araştırılmıştır. Bunun dışında, aynı zamanda güçlü bir incelenmiş ve ışık kuantum manipülasyon için uygulanan ve 9 madde olduğunu. Nano destekli tarzlarına kuantum vericiler, tek / birkaç lazer soğutuldu atomlu tek kuantum noktaları, emisyonların etkili bağlama incelemiş ve 10, 11, 12, 13, 14, 15 olduğu gösterilmiştir. Nanolif ışık-madde etkileşimi önemli ölçüde nanolif 16, 17 PhC kavite yapısını uygulayarak geliştirilebilir. s için önemli bir avantajUCH bir sistem kolaylıkla iletişim ağına entegre edilebilir elyaf-in-line bir teknolojidir. Konik nano ile% 99.95 arasında ışık iletim 18 gösterilmiştir. Ancak, nanolif iletim toz ve kirlenme son derece duyarlıdır. Bu nedenle, geleneksel nanofabrikasyon tekniği kullanılarak nanolif üzerinde PhC yapısının imalat çok verimli değil. Odaklı İyon Işın (FİB) freze kullanılarak nanolif üzerinde kavite imalat 19, 20, gösterilmiş olmasına rağmen optik kalite ve uyarlık kadar yüksek değildir. Bu video protokolü, biz femtosaniye lazer ablasyon kullanarak nanolif üzerinde PhC boşluklar imal etmek bir süre önce ortaya 21, 22 teknik sunuyoruz. uydurma nanolif ve irrad üzerinde femtosaniye lazerin iki ışın girişim deseni oluşturarak gerçekleştirilirTek bir femtosaniye lazer darbesi iating. nanofiber bir çekimsel etkisi nanofiber gölge yüzeyinde ablasyon kraterler oluşturarak, bu tür tekniklerin fizibilite önemli bir rol oynar. Tipik bir örnek için, kademeli olarak 50 arasında değişen çap 350 nm ile bir süre periyodik nano kraterler - 550 nm - 1 mm uzunluğunda, 250 nm, 450 civarında çapa sahip bir nano ile imal edilir. nanolif böyle periyodik nano kraterler, 1-D PHC olarak hareket ederler. Biz de nanolif üzerinde apodize ve kusur kaynaklı PhC oyukları imal etmek nano krater dizisi profilini kontrol etmek için bir yöntem mevcut. yüksek optik kalitesi korunabilir, böylece bu tür nano fabrikasyon önemli bir yönü, tüm optik uydurma. Ayrıca, üretim, mekanik istikrarsızlıklar ve diğer imalat kusurları tekniği direnç sağlar sadece tek femto saniye lazer darbesi irradyasyonu ile yapılır. Ayrıca, bu PhC nano in-house üretilmesini sağlarkirlenme olasılığı minimize edilebilir, böylece fiber boşluğu. Bu protokol, diğerleri uygulamak ve nanofabrikasyon tekniğinin bu yeni tip adapte yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Şekil 1a imalat kurulum şematik diyagramını göstermektedir. Imalat kurulum ve hizalama prosedürleri detayları 22 21 tartışılmıştır. 400 nm dalga boyu merkezi ve 120 fs darbe genişliğinde bir femtosaniye laser bir faz maske olay oldu. faz maskesi 0 ve ± 1 siparişler için femtosaniye lazer ışını böler. Bir ışın bloğu 0 dereceden ışını engellemek için kullanılır. Katlanır ayna simetrik bir girişim deseni oluşturmak için, nano pozisyonunda ± 1-emir recombine. Faz maskenin Saha 700 nm, yani girişim deseni 350 nm&#39;lik bir adım (Λ G) sahiptir. silindirik mercek nanofiber boyunca femtosaniye lazer ışınını odaklanır. karşısında ışın boyutu (Y ekseni)ve (Z ekseni) boyunca nanolif sırasıyla 60 mm ve 5.6 mm dir. Konik elyaf elyafın gerilmesi için piezo aktüatör (PZT) ile donatılmış bir tutucu üzerine monte edilir. cam levha olan bir üst kapak toz nanolif korumak için kullanılır. konik fiber ile tutucu çeviri (XYZ) ve dönme (θ) aşamaları ile donatılmış bir fabrikasyon bankta sabittir. θ aşamalı YZ düzleminde nanofiber örnek dönmesini sağlar. X-aşamalı ayrıca karboksi- ve XZ-düzlemi boyunca eğim açılarını kontrol edebilirsiniz. Bir CCD kamerası nano 20 cm bir mesafede ve nano konumunu izlemek için XY düzleminde 45 ° &#39;lik bir açı ile yerleştirilir. Bütün deneyler tozsuz koşulları elde etmek HEPA (Yüksek verimli partikül tutuklama) filtreleri ile donatılmış temiz barakada yapılmaktadır. Tozsuz durum nanofiber iletimini sağlamak için esastır. Şekil 1b optik ölçümlerin şemasını göstermektedir. Konik elyaf haline fiber birleştiğinde ışık kaynağı ve yüksek çözünürlüklü spektrum analizörü kullanılarak iletilen ve yansıyan ışığın spektrumunu ölçme: - imalat sırasında, optik özellikler kısaca bir bant (900 nm 700 dalga boyu aralığında) açarak izlenmektedir. Bir ayarlanabilir CW lazer kaynağı düzgün kavite modları çözmek için ve mutlak kavite iletimini ölçmek için kullanılır. Biz üretim ve karakterizasyonu için protokol mevcut. protokol bölümü üç alt, fabrikasyon örneklerin nanolif hazırlanması, femtosaniye lazer imalat ve karakterizasyonu ayrılır.

<table><tbody><tr><td>Femtosaniye Lazer Tutarlı</td><td>A.Ş.</td><td>Libra HE</td><td></td></tr><tr><td>Faz Maskesi</td><td>Ibsen Fotonik</td><td>Özel Yapım</td><td></td></tr><tr><td>Optik Nanofiber Üretim Ekipmanları&nbsp; &nbsp;</td><td>Ishihara Sangyo</td><td>ONME</td><td></td></tr><tr><td>ADC Kartı</td><td>PicoTech</td><td>ADC-24</td><td></td></tr><tr><td>Tek modlu fiber</td><td>Fujikura</td><td>FutureGuide-SM</td><td></td></tr><tr><td>Geniş bant kaynağı</td><td>NKT Photonics</td><td>SuperK EXTREME</td><td></td></tr><tr><td>CW Ayarlanabilir Lazer</td><td>Tutarlı Inc.</td><td>MBR-110</td><td></td></tr><tr><td>Spektrum analizörü (İletim spektrumu)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>Nicolet 8700</td><td></td></tr><tr><td>Spektrum analizörü (Yansıma spektrumu)</td><td>Okyanus Optiği</td><td>QE65000</td> CCD Kamera Thorlabs DCC1545M <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Güç Ölçer</td><td>Thorlabs</td><td>D3MM</td><td></td></tr><tr><td>Pt-Coater</td><td>Vakum Cihazı A.Ş.</td><td>MSP-1S</td><td></td></tr><tr><td>Taramalı Elektron Mikroskobu</td><td>Keyence</td><td>VE-9800</td><td></td></tr><tr><td>UV ile kürlenebilen Epoksi</td><td>NTT-AT</td><td>AT8105</td><td></td></tr><tr><td>Fotodiyot</td><td>ThorLabs</td><td>PDA 36A-EC</td><td></td></tr><tr><td>Temiz oda mendili</td><td>TExWipe</td><td>TX-404</td><td></td></tr><tr><td>Fiber kaplama sıyırıcı</td><td>NTT-AT</td><td>Fiber pense 250 & mu; m&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Kapak camı</td><td>Matsunami Cam IND, LTD</td><td>NEO mikro kapak camı 0.12-0.17 mm & nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>PZT</td><td>NOLIAC</td><td>NAC 2011-H20</td><td></td></tr><tr><td>Silindirik lens tablası</td><td>NewPort</td><td>M-481-A&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Y, Z aşamaları</td><td>Chuo Precision Industrial Co., LTD.</td><td>LD-149-C7</td><td></td></tr><tr><td>Dönme aşaması</td><td>SIGMA KOKI</td><td>KSPB-1026MH</td><td></td></tr><tr><td>Z aşaması (1), Z aşaması (2)</td> <td>NewPort</td><td>M-460P ve nbsp;</td><td></td></tr></tbody></table>

femtosaniye lazer kaynaklı ablasyonu kullanarak nanolif 1-d fotonik kristal kavitenin fabrikasyon

Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation

Biz Femtosaniye lazer kaynaklı ablasyon kullanarak subwavelength çaplı konik optik fiberler, optik nano, 1-D Fotonik Kristal (ÖYK) boşluklar üretmek için bir protokol mevcut. Biz periyodik nano kraterler binlerce sadece tek bir femtosaniye lazer darbesi ile ışınlama yoluyla bir optik nanolif fabrikasyon olduğunu göstermektedir. Tipik bir örnek için, kademeli olarak 50 arasında değişen çap 350 nm ile bir süre periyodik nano kraterler - 550 nm - 1 mm uzunluğunda, 250 nm, 450 civarında çapa sahip bir nano ile imal edilir. Böyle bir nano fabrikasyon bir önemli yönü nanofiber kendisi silindirik bir mercek gibi davranır ve gölge yüzeyinde femtosaniye lazer ışını odaklanır olmasıdır. Ayrıca, tek çekim fabrikasyon mekanik istikrarsızlıklar ve diğer imalat kusurları için bağışıklık yapar. nanolif böyle periyodik nano kraterler, 1-D PHC olarak hareket ve stopband dışında yüksek iletim korurken, güçlü ve geniş bant yansıma etkinleştirmek. Biz de nanolif üzerinde apodize ve kusur kaynaklı PhC oyukları imal etmek nano krater dizisi profilini kontrol etmek için bir yöntem mevcut. nanolif tabanlı PhC boşlukların ve fiber ağlarına verimli entegrasyon, enine ve boyuna hem de bu alanda güçlü hapsi, nanofotonik uygulamalar ve kuantum bilgi bilimi için yeni olanaklar açabilir.

Şekil 2, imal edilmiş nano numunenin tipik bir kesit SEM görüntüsünü gösterir. Periyodik nano kraterler girişim deseni iyi gelen 350 nm periyodik ile nanofiber gölge tarafına oluştuğunu göstermektedir. ilave numunenin büyütülmüş bir görünümünü göstermektedir. Nano-kraterler şekli neredeyse dairesel ve tipik bir nano-krater çapı yaklaşık 210 nm. Şekil 3a, apodize PhC boşluğu için fabrikasyon so...

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

We present a protocol for fabricating 1-D Photonic Crystal (PhC) cavities on subwavelength-diameter tapered optical fibers, optical nanofibers, using ...

Bu prosedürün genel amacı, alt-dalga boyu çaplı bir bel bölgesine sahip konik bir optik fiber üzerinde, tek boyutlu bir fotonik kristal boşluğun optik fabrikasyonunu göstermektir. Yöntemimizin temel noktası, binlerce ampirik nanoyapının bir nanolif üzerinde üretilmesidir ancak bunun sadece tek bir lazer parçası olduğunu düşünüyorum; oluşturulan nanoyapı sonuçta, nanofotonik ve kuantum bilgi bilimi için yeni olanaklar açabilecek tek boyutlu bir fotonik kristal boşluğu görevi görür. Bu çalışmanın temel bir yönü, nanolifin kendisinin silindirik bir lens gibi hareket ederek lazer ışınını yan yüzeyine odaklamasıdır.Ayrıca, üretim yöntemi onu her türlü mekanik kararsızlığa veya diğer üretim kusurlarına karşı bağışık kılar. Seslendirme işlemi, laboratuvarımdaki lisansüstü öğrencisi Jameesh Keloth ile gerçekleştirilmiştir. Üretim için kullanılacak nanofiberler, ticari bir cihaz kullanılarak üretilecektir.Lif, bu nozuldan gelen bir oksihidrojen alevi ile ısıtılır. Konik bir bölüm oluşturmak için lif, motorlu aşamalarla çekilir. Bir bilgisayar, prob lazeri ve fotodiyottan gelen girişleri kullanarak lif üzerinden gerçekleşen iletimi izler.Nanolif, yaklaşık 210 milimetre uzunluğunda, tek modlu

fabrication-1-d-photonic-crystal-cavity-on-nanofiber-using

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

Femtosecond lazer doğrudan yazma sık polimerler ve gözlük üç boyutlu (3D) desenleri oluşturmak için kullanılır. Ancak, 3D modelleme metal bir sorun olmaya devam etmektedir. Biz 800 nm'de merkezlenmiş bir femtosaniye lazer kullanılarak polimer bir matris içine gömülü gümüş nanoyapıların imalatı için bir yöntem açıklanmaktadır.

3D Disconnected Gümüş Nanoyapılar Fabrikasyona için Bir Yöntem

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

Biz bir arka plan gaz varlığında nanosaniye Pulsed Lazer Biriktirme (PLD) tarafından nanoyapılı oksit ince filmlerin yatırmak için deneysel yöntem açıklanmaktadır. Al katkılı ZnO (AZO) filmleri bu yöntemi kullanarak, kompakt hiyerarşik nano ağacı ormanları olarak yapılandırılmıştır için tevdi edilebilir.

Fabrikasyon Pulsed Lazer Biriktirme tarafından Transparent letken Oksitler Nano-mühendislik

Ultra-yüksek Q fısıldayan galeri modu rezonatörler dayalı mikrodalga fotonik sistemleri kurmak için laboratuarda geliştirilen özel teknikler sunulmaktadır. Bu rezonatörler almak ve karakterize etmek için protokoller ayrıntılı olarak, ve mikrodalga fotonik uygulamaları bazı bir açıklama verilir.

Mikrodalga Fotonik Sistemleri Whispering-galeri-mod Rezonatörler dayanarak

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

Optik Rezonatör ve Lazer Uygulamalarında Polimer Mikrokürelerin Üretimi

Yoğun femtosecond lazer ışık darbeleri uzun mesafelerde yoğun bir alt millimeter çapı ışın yayma Kerr kendi kendine odaklanan ve plazma defocusing, döngüleri uygulayabilir. Biz üretmek ve uzaktan görüntüleme ve doğrusal optik klasik kırınım sınırları ötesinde algılama gerçekleştirmek için bu filamentler kullanarak bir tekniğini tanımlamak.

Femtosecond lazer filamentler alt Diffraction sınırlı görüntüleme ve Uzaktan algılama kullanmak için

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

Biz kalkış fotolitografi, nano-derin reaktif iyon gravür ve oda sıcaklığında plazma ile akustik nanoakışkanlar için lityum niyobat üzerine yüzey akustik dalga aktüasyon cihazlarıentegrasyonu ile nanoheight kanalların imalatı göstermek tek kristal lityum niyobat yüzey aktif çok katmanlı yapıştırma, oksitler lityum niyobat yapıştırma için benzer bir süreç.

Akustik Nanofluidics için Lityum Niyobat ile Yüzey Akustik Dalga Aktüasyon Birleştiren Nanoheight Kanallarıimalatı

Bu protokol, iz gazı spektroskopisi gibi çeşitli uygulamalarla düşük maliyetli, ayrık, fiber bağlantılı ve hava aralıklı bir Fabry-Perot etalonunun yapımını açıklar. Üretim, standart optik laboratuvar ekipmanı bulunan herhangi bir tesiste mümkündür.

Düşük maliyetli, fiber bağlantılı ve hava aralıklı Fabry-Pérot etalon imalatı

Sıvıda ultra hızlı lazer ablasyonu, sıvı/hava ortamlarında nanomalzemeleri (nanopartiküller [NP'ler] ve nanoyapılar [NS'ler]) sentezlemek için hassas ve çok yönlü bir tekniktir. Lazerle ablasyonlu nanomalzemeler, NS'lerin / NP'lerin üzerine veya yakınına yerleştirilen analitlerin Raman sinyalini arttırmak için Raman aktif moleküllerle işlevselleştirilebilir.

Yüzeyi Geliştirilmiş Raman Saçılımı Tabanlı Algılama Uygulamaları için Ultra Hızlı Lazerle Kesilmiş Nanopartiküller ve Nanoyapılar

Keşfedin femtosaniye lazer kaynaklı ablasyon tekniğiyle nanolif üzerinde bir boyutlu fotonik kristal kavite üretimini. Bu yöntem nanofotonik ve kuantum biliminde yeni uygulamalar sunar.

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

Daha fazla video keşfet