فإن الكتاب أود أن أشكر G. شمبات، C. فيليبس، K. أغائي للمناقشات لا تقدر بثمن، F. Afshinmanesh لSEM الصور، T. Marvdashti لدعم تجريبي، وMF Churbanov وGE Snopatin من معهد كيمياء عالية النقاء المواد وVG Plotnichenko وEM Dianov من مركز بحوث الألياف البصرية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم لتوفير و2 S 3 الألياف. ونحن ممتنون للدعم من مكتب البحوث البحرية، ناسا، ومكتب القوات الجوية للبحث العلمي، اجيلنت، ومكتب التكنولوجيا المشتركة أيضا.

1. مستدق تلفيق الإعداد (انظر إعداد تجميعها في الشكل 1) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأمين مراحل الخطية الآلية على اللوح (تركزت تقريبا) بحيث المراحل على اتصال وسوف تترجم نحو وبعيدا عن بعضها البعض </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد ووضع يتصاعد الألياف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نعلق ظيفتين البصرية إلى لوحات المرحلة الخطية بمحركات (واحد لكل منهما) باستخدام الثقوب الأقرب إلى بعضها البعض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق العارية يتصاعد الألياف البصرية إلى قمم من الوظائف. تأكد من أن V-الأخاديد ليتم محاذاة الألياف. (ملاحظة: ارتفاع العارية يتصاعد الألياف البصرية سوف يكون تقريبا ارتفاع شعاع من نظام اختيار آخر في المستقبل، ومرتفعات التمثال وفقا لذلك.) </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد ووضع مدخلات وعناصر الإنتاج اقتران <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق مراحل الترجمة الخطية إلى مراحل الخطية بمحركات (واحد المدخلات واحد للجانب المخرجات) مع لوحات محول. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع AR المغلفة ZnSe مساهمة اقتران LENS (التي شنت في جبل البصرية مع x و y الترجمة على قاعدة التمثال) على المسرح ترجمة المدخلات. اختيار البعد البؤري الذي يعطي اقتران الأمثل من مصدر مضخة حتى النخاع من الألياف. تأكد من أن مركز العدسة هو في نفس الارتفاع V-الأخاديد من المشابك الألياف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع الناتج ZnSe عدسة اقتران غير المصقول (التي شنت في جبل البصرية مع x و y الترجمة على قاعدة التمثال) على المسرح ترجمة الإخراج. تأكد من أن مركز العدسة هو في نفس الارتفاع V-الأخدود. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد ووضع عنصر التسخين (كما هو موضح في الشكل 2) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> آلة كتلة الألومنيوم إلى الأبعاد المطلوبة (~ 6 مم × 25.4 مم × 17.5 مم) مع فتحات للألياف (مع وجود فتحة لإدخال وإزالة الألياف) ورصد درجة الحرارة الألياف، والثقوب للسخانات خرطوشة، و 8 / 32 استغلالها ثقوب في أعلى وأسفل لتركيب وتأمين سخانات خرطوشة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج سخانات خرطوشة إلى Tانه الثقوب المناسبة للكتلة الألومنيوم وتأمينها مع 8/32 مجموعة مسامير. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق آخر السيراميك إلى الأعلى المسمار 8/32 مجموعة لعزل الحراري. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق آخر الضوئية إلى آخر السيراميك واستخدام آخر زاوية الحق المشبك مع وظيفة البصرية إضافية لتأمين سخان للمرحلة خطي XYZ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأمين مرحلة خطي XYZ إلى اللوح بحيث حفرة لتصل إلى 2 S 3 الألياف في سخان الألومنيوم يمكن أن تركز مع V-الأخاديد من المشابك الألياف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترجمة سخان الألومنيوم مع المرحلة خطي XYZ بحيث سخان لم يعد بالقرب من المشابك العارية الألياف البصرية، مما يسمح للألياف لتكون آمنة من دون إعاقة. </li></ol></li></ol> 2. تحضير الألياف Chalcogenide <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقع على طول المطلوب من تغلف ك 2 S 3 الألياف (يجب أن تكون أطول من 8.5 سم، وطول الألياف تغلف اللازمة لكل تفتق الألياف) في الأسيتون لحوالي 10 دقيقة أو حتىيصبح سترة لينة. (استخدام المذيب المناسب للسترة في حالة استخدام ألياف مختلفة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة بلطف سترة خففت مع KimWipe، وإزالة مقطع لا تزيد عن 5 سم في كل مرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف الألياف العارية مع الأيزوبروبانول على KimWipe. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام beavertail الساطور ليلتصق واحدة من نهاية ك 2 S 3 الألياف. صورة غيض من الألياف التخلص منها لتفقد يلتصق الجودة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس وكسر ما لا يقل عن 6.35 سم، وطول قطعة من الألياف. يجب أن يكون هذا طول الألياف ~ 2 سم أطول من طول الألياف اللازمة للعصا لا يكاد يخرج من المشابك الألياف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام beavertail الساطور ليلتصق نهاية الثاني من الألياف. صورة غيض من الألياف التخلص منها لتفقد يلتصق الجودة. تجنب الاتصال مع أول نهاية المشقوق من الألياف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الألياف في المشابك الألياف من الإعداد مستدق. تجنب لمس مركز من الألياف (حيث سيكون ساخنا الألياف). </li></ol> 3. الحنفية الألياف في الوضع الطبيعيتعافي الداخلي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> زوجان المصدر مضخة منتصف الأشعة تحت الحمراء إلى وضع الأساسية من الألياف مع AR عدسة ZnSe المغلفة (F = 12.7 مم). استخدام عدسة ZnSe غير المصقول (F = 20 مم) إلى صورة الوجه الناتج من الألياف مع Pyrocam لضمان القوة هي في معظمها في وضع الأساسية. تأكد من أن شعاع المضخة نشر على طول محور الألياف. إذا لم يكن كذلك، فإن اقتران تغيير مرة واحدة تبدأ مراحل الآلية للتحرك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"><ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع المروحية أمام مصدر المضخة. (مطلوب هذه الخطوة من أجل كشف AC الديناميكي). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> زوجان الناتج من الألياف من خلال مستوحد اللون وكاشف InSb باستخدام غير المصقول الكاف 2 العدسات (F = 20 مم) قبل وبعد مستوحد اللون. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدوير صريف من مستوحد اللون للسماح الجانب الطول الموجي الطويل من الطيف بالمرور عبر مستوحد اللون حتى الإشارة المرسلة هي بالكاد فوق الطابق الضوضاء (في ~ 3.9 ميكرون). بدلا من مرشحجي مع مستوحد اللون (خطوات 3.2.2 و 3.2.3)، وهو مرشح بصري مناسبة يمكن استخدامها لقياس القوة في الأطوال الموجية للكشف أطول من أطول محتوى الطول الموجي للقياس للمضخة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترجمة سخان الألومنيوم حتى ينزلق الألياف من خلال الشق ويتركز في حفرة الألياف سخان الألومنيوم و. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع مستوى استشعار RTD مع واحد من سخانات خرطوشة. اضغط بلطف على استشعار RTD ضد سخان الألومنيوم بحيث يكون كاملا في اتصال مع كتلة كما هو مبين في الشكل 2. إذا كان RTD ليست على اتصال مع سخان بشكل صحيح (أو لا بطريقة قابلة للتكرار)، ودرجة الحرارة في كتلة تكون غير معروفة وتسبب الألياف لكسر خلال مستدق. تأكد من أن الإشارة إلى مستوحد اللون لم ينخفض. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> A RTD صغيرة يمكن وضعها داخل حفرة أخرى من كتلة سخان لرصد درجات الحرارة في حفرة. (اختياري) </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المجهر الرقمي إلى iبركه الألياف في كتلة سخان للسماح للرصد من الألياف خلال عملية مستدق. (اختياري) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغطية الإعداد مع مربع (مع فتحات لإدخال وإخراج الحزم) للحد من تدفق الهواء، والسماح لدرجة حرارة مستقرة مستدق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مع الحق في التنمية وخرطوشة سخانات متصل، بدوره على وحدة تحكم في درجة الحرارة. ضبط درجة الحرارة إلى ~ 200 درجة مئوية، حيث يبدأ الألياف لتليين (فإن درجة الحرارة بالضبط تعتمد على أبعاد سخان، درجة حرارة البيئة، وتدفق الهواء حول الألياف). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة كانت درجة الحرارة مستقرة حول نقطة التحديد، بدء تشغيل البرنامج ابفيف أن يترجم مراحل الآلية بعيدا عن بعضها البعض في ~ 10 ميكرون / ثانية في كل اتجاه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رصد إشارة من كاشف InSb، والذي هو إشارة القياس الطيفي. مرة واحدة في إشارة كاشف تصل قيمة الحد الأقصى (يجب الحرص على عدم تشبع كاشف)، ووقف مراحل الآلية وإيقاف سخانات خرطوشة (تحكم في درجة الحرارة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انتظر ~ 10 دقيقة للألياف لترسيخ (سوف إشارة للكشف عن انخفاض قليلا خلال هذه العملية، على الأرجح بسبب الاعتماد درجة الحرارة في معامل الانكسار أو الانكماش الحراري). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترجمة كتلة سخان على طول الألياف نحو المشبك الألياف حيث الألياف هو untapered. ثم يترجم كتلة سخان بعيدا عن الألياف باستخدام فتحة في كتلة سخان للسماح لتمرير الألياف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تميز من خلال القياسات الطيفية SCG مع مستوحد اللون. عامل تصفية إيناس قد تكون هناك حاجة إلى قياس دقيق لجزء الطول الموجي الطويل من الطيف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الألياف اذا شئت. </li></ol>

<ol>
	<li>Marandi, A., Rudy, C. W., Plotnichenko, V. G., Dianov, E. M., Vodopyanov, K. L., Byer, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mid-infrared+supercontinuum+generation+in+tapered+chalcogenide+fiber+for+producing+octave-spanning+frequency+comb+around+3+&#956;m.">Mid-infrared supercontinuum generation in tapered chalcogenide fiber for producing octave-spanning frequency comb around 3 &#956;m.</a> Optics Express. 20, 24218-24225 (2012).</li><li>Schliesser, A., Picque, N., Hansch, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mid-infrared+frequency+combs.">Mid-infrared frequency combs.</a> Nature Photonics. 6, 440-449 (2012).</li><li>Diddams, S. A., Hollberg, L., Mbele, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+fingerprinting+with+the+resolved+modes+of+a+femtosecond+laser+frequency+comb.">Molecular fingerprinting with the resolved modes of a femtosecond laser frequency comb.</a> Nature. 445, 627-630 (2007).</li><li>Thorpe, M. J., Balslev-Clausen, D., Kirchner, M. S., Ye, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cavity-enhanced+optical+frequency+comb+spectroscopy:+application+to+human+breath+analysis.">Cavity-enhanced optical frequency comb spectroscopy: application to human breath analysis.</a> Optics Express. 16, 2387-2397 (2008).</li><li>Sears, C. M. S., Colby, E., England, R. J., Ischebeck, R., McGuinness, C., Nelson, J., Noble, R., Siemann, R. H., Spencer, J., Walz, D., Plettner, T., Byer, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+stable+net+acceleration+of+electrons+from+a+two-stage+optical+accelerator.">Phase stable net acceleration of electrons from a two-stage optical accelerator.</a> Physical Review Letters. 11, 101301 (2008).</li><li>Popmintchev, T., Chen, M. C., Arpin, P., Murnane, M. M., Kapteyn, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+attosecond+nonlinear+optics+ofbright+coherent+X-ray+generation.">The attosecond nonlinear optics ofbright coherent X-ray generation.</a> Nature Photonics. 4, 822-832 (2010).</li><li>Dudley, J. M., Taylor, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Supercontinuum generation in optical fibers. , (2010).</li><li>Birks, T. A., Wadsworth, W. J., Russell, P. S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercontinuum+generation+in+tapered+fibers.">Supercontinuum generation in tapered fibers.</a> Optics Letters. 25, 1415-1417 (2000).</li><li>Leindecker, N., Marandi, A., Byer, R. L., Vodopyanov, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Broadband+degenerate+OPO+for+mid-infrared+frequency+comb+generation.">Broadband degenerate OPO for mid-infrared frequency comb generation.</a> Optics Express. 19, 6296-6302 (2011).</li><li>Liao, M., Yan, X., Gao, W., Duan, Z., Qin, G., Suzuki, T., Ohishi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Five-order+SRSs+and+supercontinuum+generation+from+a+tapered+tellurite+microstructured+fiber+with+longitudinally+varying+dispersion.">Five-order SRSs and supercontinuum generation from a tapered tellurite microstructured fiber with longitudinally varying dispersion.</a> Optics Express. 19, 15389-15396 (2011).</li><li>M&#228;gi, E. C., Steinvurzel, P., Eggleton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tapered+photonic+crystal+fibers.">Tapered photonic crystal fibers.</a> Optics Express. 12, 776-784 (2004).</li><li>Ozeki, T., Kawasaki, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+directional+coupler+using+tapered+sections+in+multimode+fibers.">Optical directional coupler using tapered sections in multimode fibers.</a> Applied Physics Letters. 28, 528-529 (1976).</li><li>Yataki, M. S., Payne, D. N., Varnahm, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-fibre+wavelength+filters+using+concatenated+fused-taper+couplers.">All-fibre wavelength filters using concatenated fused-taper couplers.</a> Electronic Letters. 21, 248-249 (1985).</li><li>Chandalia, J. K., Eggleton, B. J., Windeler, R. S., Kosinski, S. G., Liu, X., Xu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adiabatic+coupling+in+tapered+air-silica+microstructured+optical+fiber.">Adiabatic coupling in tapered air-silica microstructured optical fiber.</a> IEEE Photonics Technology Letters. 13, 52-54 (2001).</li><li>Mora, J., D&#237;ez, A., Fonjallaz Andr&#233;z, P. Y., Popov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+dispersion+compensator+based+on+a+fiber+Bragg+grating+written+in+a+tapered+fiber.">Tunable dispersion compensator based on a fiber Bragg grating written in a tapered fiber.</a> IEEE Photonics Technology Letters. 16, 2631-2633 (2004).</li><li>Rusu, M., Herda, R., Kivist&#246;, S., Okhotnikov, O. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber+taper+for+dispersion+management+in+a+mode-locked+ytterbium+fiber+laser.">Fiber taper for dispersion management in a mode-locked ytterbium fiber laser.</a> Optics Letters. 31, 2257-2259 (2006).</li><li>Alfanao, R. R., Shapiro, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emission+in+the+region+4000+to+7000+A+via+four-photon+coupling+in+glass.">Emission in the region 4000 to 7000 A via four-photon coupling in glass.</a> Physical Review Letters. 24, 584-587 (1970).</li><li>Eggleton, B. J., Luther-Davies, B., Richardson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chalcogenide+photonics.">Chalcogenide photonics.</a> Nature Photonics. 5, 141148 (2011).</li><li>Snopatin, G. E., Shiryaev, V. S., Plotnichenko, V. G., Dianov, E. M., Churbanov, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-purity+chalcogenide+glasses+for+fiber+optics.">High-purity chalcogenide glasses for fiber optics.</a> Inorganic Materials. 45, 1439-1460 (2009).</li><li>Harbold, J. M., Ilday, F. O., Wise, F. W., Sanghera, J. S., Nguyen, V. Q., Shaw, L. B., Aggarwal, I. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+nonlinear+As-S-Se+glasses+for+all-optical+switching.">Highly nonlinear As-S-Se glasses for all-optical switching.</a> Optics Letters. 27, 119-121 (2002).</li><li>Hudson, D. D., Dekker, S. A., Magi, E. C., Judge, A. C., Jackson, S. D., Li, E., Sanghera, J. S., Shaw, L. B., Aggarwal, I. D., Eggleton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Octave+spanning+supercontinuum+in+an+As2S3+taper+using+ultralow+pump+pulse+energy.">Octave spanning supercontinuum in an As2S3 taper using ultralow pump pulse energy.</a> Optics Letters. 36, 1122-1124 (2011).</li><li>Domachuk, P., Wolchover, N. A., Cronin-Golomb, M., Wang, A., George, A. K., Cordeiro, C. M. B., Knight, J. C., Omenetto, F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Over+4000+nm+bandwidth+of+mid-IR+supercontinuum+generation+in+sub-centimeter+segments+ofhighly+nonlinear+tellurite+PCFs.">Over 4000 nm bandwidth of mid-IR supercontinuum generation in sub-centimeter segments ofhighly nonlinear tellurite PCFs.</a> Optics Express. 6, 7161-7168 (2008).</li><li>Hu, J., Menyuk, C. R., Shaw, L. B., Sanghera, J. S., Aggarwal, I. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maximizing+the+bandwidth+of+supercontinuum+generation+in+As2Se3+chalcogenide+fibers.">Maximizing the bandwidth of supercontinuum generation in As2Se3 chalcogenide fibers.</a> Optics Express. 18, 6722-6739 (2010).</li><li>El-Amraoui, M., Fatome, J., Jules, J. C., Kibler, B., Gadret, G., Fortier, C., Smektala, F., Skripatchev, I., Polacchini, C. F., Messaddeq, Y., Troles, J., Brilland, L., Szpulak, M., Renversez, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strong+infrared+spectral+broadening+inlow-loss+As-S+chalcogenide+suspended+core+microstructured+optical+fibers.">Strong infrared spectral broadening inlow-loss As-S chalcogenide suspended core microstructured optical fibers.</a> Optics Express. 18, 4547-4556 (2010).</li><li>Marandi, A., Leindecker, N., Byer, R. L., Vodopyanov, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherence+properties+of+a+broadband+femtosecond+mid-IR+optical+parametric+oscillator+operating+at+degeneracy.">Coherence properties of a broadband femtosecond mid-IR optical parametric oscillator operating at degeneracy.</a> Optics Express. 20, 7255-7262 (2012).</li><li>Dudley, J. M., Coen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherence+properties+of+supercontinuum+spectra+generated+in+photonic+crystal+and+tapered+optical+fibers.">Coherence properties of supercontinuum spectra generated in photonic crystal and tapered optical fibers.</a> Optics Letters. 27, 1180-1182 (2002).</li><li>Corwin, K. L., Newbury, N. R., Dudley, J. M., Coen, S., Diddams, S. A., Weber, K., Windeler, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fundamental+noise+limitations+to+supercontinuum+generation+in+microstructure+fiber.">Fundamental noise limitations to supercontinuum generation in microstructure fiber.</a> Physical Review Letters. 90, 113904 (2003).</li><li>Birks, T. A., Li, Y. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+shape+of+fiber+tapers.">The shape of fiber tapers.</a> Journal of Lightwave Technology. 10, 432-438 (1992).</li><li>Churbanov, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-purity+chalcogenide+glasses+as+materials+for+fiber+optics.">High-purity chalcogenide glasses as materials for fiber optics.</a> Journal of Non-Crystalline Solids. 184, 25-29 (1995).</li></ol>

وقد تم رفعها على براءة اختراع مؤقتة الولايات المتحدة حماية التكنولوجيا التي أفصح عنها في هذا المقال.

لقد أظهرت الألياف رواية الإجراء مستدق والتحقق من صحتها عن طريق إجراء SCG في منتصف الأشعة تحت الحمراء. إلى علمنا، ويستند الأسلوب البديل لهذا التطبيق على تحديد سحب طول الألياف المطلوبة لإنشاء قطرها الألياف مدبب أن يضيف ما يكفي تشتت الدليل الموجي لتحسين SCG في تفتق الأليا...

بعد أن أنتج لأول مرة في نطاق الطول الموجي مرئية تحولت 1،7 مصادر SCG نحو منتصف الأشعة تحت الحمراء، مدفوعا إلى حد كبير من قبل التطبيقات في التحليل الطيفي. 3، 4 الألياف Chalcogenide، والتي تشمل كبريتيد، selenides، وtellurides، كانت مادة شعبية لل ونظرا منتصف الأشعة تحت الحمراء إلى الأقل خسارة الانتشار واستقامة عالية، أقل من 18 ديسيبل 100 / كم 19 و ~ 200 مرة من السيليكا لتصل إلى 2 S 3، 20 على التوالي. ومع ذلك، يقع الطول الموجي GVD صفر لمعظم chalcogenides في منتصف الأشعة تحت الحمراء، ما وراء الطول الموجي مركز لغالبية متاحة مصادر مضخة فائق السرعة، مما يجعل SCG تحديا في المواد السائبة أو واحد من الألياف chalcogenide الوضع القياسي. تشتت الدليل الموجي يمكن استخدامها لتعديل نقطة الصفر لGVD SCG. 7 طرق لإدخال تشتت الدليل الموجي قوية تشمل الألياف مستدق، 8، 21 باستخدام الألياف microstructured، 22-24 أوحتى مزيج من الاثنين. 10 عن طريق تحويل طول الموجة GVD تحت الصفر الطول الموجي مضخة، ومضخة تجربة تشتت الشاذة في الألياف. في النظام تشتت الشاذة، يحدث تكوين الموجة المنعزلة من خلال تحقيق التوازن بين غرد غير الخطية الناجمة عن التشكيل مرحلة الذات وغرد الخطية التي تسببها GVD. لمصدر مضخة الفيمتو ثانية، الطيفية توسيع وعادة ما تهيمن عليها الانشطار الموجة المنعزلة أو كسر نبض، والذي يحدث بعد ضغط الزمنية الأولية كما يكاثر نبض على طول الألياف. 7 وفي حالة الألياف مستدق، وحساب مجموع GVD، بما في ذلك على حد سواء المادية و يمكن أن تشتت الدليل الموجي توفير ترسم من القطر تفتق النهائية اللازمة لإنتاج طيف وسعت بشكل ملحوظ. ونظرا إلى الاعتماد SCG القوي على GVD والتقلبات بين التجارب التجريبية، بما في ذلك تغييرات على طول الألياف قبل المنطقة مدبب واقتران المضخة إلى الألياف، وتقريب يحسب ليس جمعة كافيةأو تحقيق تفتق الأمثل في محاكمة واحدة. رصد الطيفية يسمح لهذه الاختلافات في الإعداد التجريبية التي يتعين مراعاتها وتمثل في مستدق في الموقع. وعلاوة على ذلك، توليد supercontinuum كفاءة (SC) في الألياف مدبب قصيرة يقلل من كمية غير الخطية التضخيم الضوضاء الحفاظ على تماسك SCG وخصائص مشط تردد من مصدر مضخة. 25-27 إدارة التوزيع الصحيح، وبالتالي ضرورة في الموضع مستدق، ويصبح أكثر أهمية عندما يكون طول الألياف قصيرة، كما جداول التسامح SCG مع طول. يبدأ الإعداد مستدق في الموقع مع مصدر مضخة، والذي هو subharmonic من وضع غير الساحلية ايه مخدر ليزر الألياف، بالإضافة إلى 9 جوهر ك 2 S 3 الألياف التي ستكون مدبب. ثم يقترن الناتج من الألياف إلى الجهاز الذي يميز الشخصي الطيفية. في experimيتم استخدام الأنف والحنجرة، للكشف عن InSb بعد مستوحد اللون مع ~ 20 نانومتر من قرار لمراقبة جزء من الطيف الإخراج حيث هناك في البداية إشارة منخفضة جدا من مصدر مضخة (في ~ 3.9 ميكرون) بحيث يمكن رصد الألياف في حين مستدق. عندما الألياف هو مدبب ويوسع طيف، والطيفية الزيادات إشارة القياس على النحو تشتت هو الأمثل للتجربة الفردية. من خلال رصد الطيف أثناء إجراء مستدق، مستدق يمكن وقفها في الوقت الحالي عند الطيفية تم توسيع الحد الأقصى. مستدق في الوضع الطبيعي يسمح للإدارة تشتت الأمثل لSCG فعالة في تفتق واحد من الألياف. مستدق مع، منطقة ضيقة الحرارة ثابتة تنتج ألياف قصيرة الخصر تفتق، 28 الذي يسمح لSCG منخفضة الضوضاء. معا، في الموضع ثابت مستدق يمكن تمكين متماسكة، منخفضة الضوضاء، SCG اوكتاف-تمتد في منتصف الأشعة تحت الحمراء.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Name of Equipment</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Motorized Linear Stages</td>
			<td>Newport</td>
			<td>MFA-PPD</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Motorized Stage Controller</td>
			<td>Newport</td>
			<td>ESP301</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Aluminum Block</td>
			<td>Any vendor.</td>
			<td></td>
			<td>Dimensions will vary depending on desired taper length.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>RTD Sensor</td>
			<td>Omega</td>
			<td>1PT100GX1510</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Cartridge Heaters</td>
			<td>Omega</td>
			<td>CSS-01115/120V</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Temperature Controller</td>
			<td>Omega</td>
			<td>CSC32</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Input Coupling Linear Translation Stage</td>
			<td>CVI</td>
			<td>07TXS224</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Output Coupling Linear Translation Stage</td>
			<td>Newport</td>
			<td>422-1S</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>XYZ Linear Translation Stage</td>
			<td>Newport</td>
			<td>461</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Assorted posts, optics mounts, bases, and forks</td>
			<td>Any vendor.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Optical Breadboard</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>MB12</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Input Coupling ZnSe Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AL72512-E</td>
			<td>Available from other vendors. Input coupling focal length depends on pump source and fiber mode field diameter.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Output Coupling ZnSe Lens</td>
			<td>Edmund Optics</td>
			<td>NT62-961</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Box</td>
			<td>Any type will do.</td>
			<td></td>
			<td>Must be large enough to allow stage movement. Needs apertures for input and output coupling of light.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ceramic Optical Post</td>
			<td>Any vendor.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Digital Microscope</td>
			<td>Any vendor.</td>
			<td></td>
			<td>Optional.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Table Clamps</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>CL5</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Bare Fiber clamps</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>HFF003</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
		 <td></td>
		 <td></td>
		 <td></td>
		 <td>Table 1. Tapering Setup Materials.</td>
	 </tr>
		 <tr>
			<td>As2S3 Optical Fiber</td>
			<td>Fiber Optics Research Center of the Russian Academy of Sciences</td>
			<td></td>
			<td>Available from other vendors, such as CorActive. </td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Beavertail Cleaver</td>
			<td>Fiber Network Tools</td>
			<td>S-315</td>
			<td>Available from other vendors. Hand cleaving or polishing fiber tips can also produce high quality fiber tips.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>KimWipes</td>
			<td>Kimberly-Clark Professional</td>
			<td>34120</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Acetone, Isopropanol</td>
			<td>Any vendor.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
		 <td></td>
		 <td></td>
		 <td></td>
		 <td>Table 2. Materials for Chalcogenide Fiber Preparation.</td>
	 </tr>
		 <tr>
			<td>Pyrocam</td>
			<td>Ophir Photonics</td>
			<td>Pyrocam III Series</td>
			<td>Any camera with sensitivity at pump wavelength will work.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Monochromator</td>
			<td>Photon Technology International</td>
			<td></td>
			<td>A 100 line/mm grating was used. Any spectral measurement device will work (e.g. longpass filter). </td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>CaF2 Lenses</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LB5922</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>InAs Filter</td>
			<td>Any vendor.</td>
			<td></td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Amplified InSb Detector</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>P4631-03</td>
			<td>Available from other vendors.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Computer</td>
			<td>Any vendor.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>DAQ</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>USB X Series</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Labview software for motorized stages</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Optional. Custom program.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Labview software for collecting detector data</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Optional. Custom program.</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Assorted posts, optics mounts, bases, and forks</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1" Gold mirrors</td>
			<td>Any vendor.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Chopper and controller</td>
			<td>Any vendor.</td>
			<td>SRS Model SR540</td>
			<td>Optional. Depends on detector being used.</td>
		 </tr>
		 <tr>
		 <td></td>
		 <td></td>
		 <td></td>
		 <td>Table 3. Materials for In-situ Tapering Procedure.</td>
	 </tr>
		</tbody>
 </table>

in-situ tapering of chalcogenide fiber for mid-infrared supercontinuum generation

Supercontinuum جيل (SCG) في الألياف chalcogenide مدبب أمر مرغوب فيه لتوسيع نطاق منتصف الأشعة تحت الحمراء (IR أو منتصف، تقريبا 2-20 ميكرون مدى الطول الموجي) تردد أمشاط 1، 2 لتطبيقات مثل البصمات الجزيئية، 3 الكشف عن الغازات النزرة، 4 ليزر يحركها تسريع الجسيمات، 5 والأشعة السينية الإنتاج عبر جيل متناسق عالية. 6 SCG تحقيق كفاءة في الألياف البصرية مدبب يتطلب مراقبة دقيقة من تشتت سرعة مجموعة (GVD) والخصائص الزمانية من النبضات الضوئية في بداية الألياف، 7 التي تعتمد بشدة على هندسة من تفتق. 8 نظرا لاختلاف في الإعداد وإجراء مستدق لSCG المتعاقبة تجارب مثل طول الألياف، مستدق درجة حرارة البيئة، أو قوة جانب في الألياف، والرصد الطيفي في الموقع من وSCG هو ضروري لتحسين الطيف الناتج عن تجربة واحدة. الألياف في الموقع مستدق لSCG يتكون من اقتران المصدر مضخة من خلال الألياف ليكون مدبب إلى جهاز القياس الطيفي. الألياف غير مدبب ثم حين لاحظ إشارة القياس الطيفي في الوقت الحقيقي. عندما تكون إشارة تصل إلى ذروتها، يتم إيقاف مستدق. يسمح الإجراء مستدق في الموقع لتوليد مستقرة، اوكتاف-تمتد، مشط التردد منتصف الأشعة تحت الحمراء من التوافقي الفرعية من المتاحة تجاريا مشط التردد القريب من الأشعة تحت الحمراء. 9 هذا الأسلوب يقلل من التكلفة بسبب الانخفاض في الوقت والمواد المطلوبة إلى افتعال تفتق الأمثل مع طول الخصر فقط 2 ملم. ويمكن تمديد هذه التقنية مستدق في الموقع لتحسين الألياف البصرية microstructured (MOF) لSCG 10 أو ضبط للنطاق التمرير من موفس، 11 زوجا من الألياف مدبب الأمثل للمقرنة الألياف تنصهر 12 والرسائل المتعددة تقسيم الطول الموجي (WDMs)، 13أو تعديل التعويض تشتت للضغط أو تمتد من نبضات ضوئية. 14-16

بعد الانتهاء بنجاح من إجراء مستدق في الموقع، عن اتساع نطاق مضخة لتغطية 2،2-5 ميكرومتر (في ~ 40 ديسيبل أقل من الذروة)، كما رأينا في الشكل 3. كانت الطاقة نبض مضخة في ك 2 S 3 الألياف ~ 250 PJ مع طول النبضة الأولي تحت 100 FSEC. طول قصيرة من وسطه مدبب، ~ 2.1 ملم، ويس...

Watch this Scientific Journal Video about In-situ Tapering of Chalcogenide Fiber for Mid-infrared Supercontinuum Generation at JoVE.com

In-situ Tapering of Chalcogenide Fiber for Mid-infrared Supercontinuum Generation

نحن تصف طريقة لل<em&gt; في الموقع</em&gt; مستدق من كما<sub&gt; 2</sub&gt; S<sub&gt; 3</sub&gt; ألياف لتحقيق كفاءة الجيل supercontinuum منتصف الأشعة تحت الحمراء. بواسطة مستدق في حين رصد الطيف supercontinuum، ويمكن تكبير العرض الطيفي لتفتق الألياف.<em&gt; في الوضع الطبيعي</em&gt; الألياف مستدق يمكن تطبيقها لتحسين أداء الأجهزة الأخرى المستندة إلى الألياف.

في الموقع مستدق من الألياف Chalcogenide لتوليد Supercontinuum منتصف الأشعة تحت الحمراء

Supercontinuum  generation (SCG) in a tapered chalcogenide fiber is desirable for broadening mid-infrared  (or mid-IR, roughly the 2-20 &mu;m wavelength ...

in-situ-tapering-chalcogenide-fiber-for-mid-infrared-supercontinuum

Research

JoVE Journal

Engineering

In-situ Tapering of Chalcogenide Fiber for Mid-infrared Supercontinuum Generation

12.2K Views.  Stanford University. نحن تصف طريقة لل في الموقع مستدق من كما 2 S 3 ألياف لتحقيق كفاءة الجيل supercontinuum منتصف الأشعة تحت الحمراء. بواسطة مستدق في حين رصد الطيف supercontinuum، ويمكن تكبير العرض الطيفي لتفتق الألياف. في الوضع الطبيعي الألياف مستدق يمكن تطبيقها ل...

Video: In-situ Tapering of Chalcogenide Fiber for Mid-infrared Supercontinuum Generation

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

Li-ion batteries are widely used in portable electronic devices and are considered as promising candidates for higher-energy applications such as electric vehicles.1,2 However, many challenges, such as energy density and battery lifetimes, need to be overcome before this particular battery technology can be widely implemented in such applications.3 This research is challenging, and we outline a method to address these challenges using in situ NPD to probe the crystal structure of electrodes undergoing electrochemical cycling (charge/discharge) in a battery. NPD data help determine the underlying structural mechanism responsible for a range of electrode properties, and this information can direct the development of better electrodes and batteries.
We briefly review six types of battery designs custom-made for NPD experiments and detail the method to construct the &#8216;roll-over&#8217; cell that we have successfully used on the high-intensity NPD instrument, WOMBAT, at the Australian Nuclear Science and Technology Organisation (ANSTO). The design considerations and materials used for cell construction are discussed in conjunction with aspects of the actual in situ NPD experiment and initial directions are presented on how to analyze such complex in situ data.

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

We describe the design and construction of an electrochemical cell for the examination of electrode materials using in situ neutron powder diffraction (NPD). We briefly comment on alternate in situ NPD cell designs and discuss methods for the analysis of the corresponding in situ NPD data produced using this cell.

في الموقع النيوتروني مسحوق حيود عن طريق تفصيل بطاريات ليثيوم أيون

Li-ion batteries are widely used in portable electronic devices and are considered as promising candidates for higher-energy applications such as electric ...

Fiber Optic Distributed Sensors for High-resolution Temperature Field Mapping

The reliability of computational fluid dynamics (CFD) codes is checked by comparing simulations with experimental data. A typical data set consists chiefly of velocity and temperature readings, both ideally having high spatial and temporal resolution to facilitate rigorous code validation. While high resolution velocity data is readily obtained through optical measurement techniques such as particle image velocimetry, it has proven difficult to obtain temperature data with similar resolution. Traditional sensors such as thermocouples cannot fill this role, but the recent development of distributed sensing based on Rayleigh scattering and swept-wave interferometry offers resolution suitable for CFD code validation work. Thousands of temperature measurements can be generated along a single thin optical fiber at hundreds of Hertz. Sensors function over large temperature ranges and within opaque fluids where optical techniques are unsuitable. But this type of sensor is sensitive to strain and humidity as well as temperature and so accuracy is affected by handling, vibration, and shifts in relative humidity. Such behavior is quite unlike traditional sensors and so unconventional installation and operating procedures are necessary to ensure accurate measurements. This paper demonstrates implementation of a Rayleigh scattering-type distributed temperature sensor in a thermal mixing experiment involving two air jets at 25 and 45 &#176;C. We present criteria to guide selection of optical fiber for the sensor and describe installation setup for a jet mixing experiment. We illustrate sensor baselining, which links readings to an absolute temperature standard, and discuss practical issues such as errors due to flow-induced vibration. This material can aid those interested in temperature measurements having high data density and bandwidth for fluid dynamics experiments and similar applications. We highlight pitfalls specific to these sensors for consideration in experiment design and operation.

We demonstrate use of a fiber optic distributed sensor for mapping the temperature field of mixing air jets. The Rayleigh scattering-based sensor generates thousands of data points along a single fiber to provide exceptional spatial resolution that is unattainable with traditional sensors such as thermocouples.

الألياف البصرية مجسات الموزعة لعالية الدقة لرسم الخرائط درجة الحرارة الميدان

The reliability of computational fluid dynamics (CFD) codes is checked by comparing simulations with experimental data. A typical data set consists ...

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

Solution-based electrospray film deposition, which is compatible with continuous, roll-to-roll processing, is applied to chalcogenide glasses. Two chalcogenide compositions are demonstrated: Ge23Sb7S70 and As40S60, which have both been studied extensively for planar mid-infrared (mid-IR) microphotonic devices. In this approach, uniform thickness films are fabricated through the use of computer numerical controlled (CNC) motion. Chalcogenide glass (ChG) is written over the substrate by a single nozzle along a serpentine path. Films were subjected to a series of heat treatments between 100 &#176;C and 200 &#176;C under vacuum to drive off residual solvent and densify the films. Based on transmission Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and surface roughness measurements, both compositions were found to be suitable for the fabrication of planar devices operating in the mid-IR region. Residual solvent removal was found to be much quicker for the As40S60 film as compared to Ge23Sb7S70. Based on the advantages of electrospray, direct printing of a gradient refractive index (GRIN) mid-IR transparent coating is envisioned, given the difference in refractive index of the two compositions in this study.

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

A method of uniform thickness solution-derived chalcogenide glass film deposition is demonstrated using computer numerical controlled motion of a single-nozzle electrospray.

Electrospray ترسب الموحد سمك قه<sub&gt; 23</sub&gt; بينالي الشارقة<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; وكما<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; اعتماد chalcogenide زجاج أفلام

Solution-based electrospray film deposition, which is compatible with continuous, roll-to-roll processing, is applied to chalcogenide glasses. Two ...

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia (YSZ) Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) scaffolds with tunable specific surface areas up to 80 m2&#183;g-1. An aqueous solution of a zirconium salt, yttrium salt, and glucose is mixed with propylene oxide (PO) to form a gel. The gel is dried under ambient conditions to form a xerogel. The xerogel is pressed into pellets and then sintered in an argon atmosphere. During sintering, a YSZ ceramic phase forms and the organic components decompose, leaving behind amorphous carbon. The carbon formed in situ serves as a hard template, preserving a high surface area YSZ nanomorphology at sintering temperature. The carbon is subsequently removed by oxidation in air at low temperature, resulting in a porous, nanostructured YSZ scaffold. The concentration of the carbon template and the final scaffold surface area can be systematically tuned by varying the glucose concentration in the gel synthesis. The carbon template concentration was quantified using thermogravimetric analysis (TGA), the surface area and pore size distribution was determined by physical adsorption measurements, and the morphology was characterized using scanning electron microscopy (SEM). Phase purity and crystallite size was determined using X-ray diffraction (XRD). This fabrication approach provides a novel, flexible platform for realizing unprecedented scaffold surface areas and nanomorphologies for ceramic-based electrochemical energy conversion applications, e.g. solid oxide fuel cell (SOFC) electrodes.

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia YSZ Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

A protocol for fabricating porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ) scaffolds at temperatures between 1,000 &#176;C and 1,400 &#176;C is presented.

تصنيع درجة الحرارة عالية من ذات البنية النانومترية اليتريا-استقرت-زركونيا (YSZ) السقالات من قبل<em&gt; في الموقع</em&gt; الكربون النموذجيه Xerogels

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) ...

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and forging. Adoption of this technique is proceeding despite disagreement concerning the underlying mechanism responsible for EAD. The experimental procedure described herein enables a more explicit study compared to previous EAD research by removing thermal effects, which are responsible for disagreement in interpreting previous EAD results. Furthermore, as the procedure described here enables EAD observation in situ and in real time in a transmission electron microscope (TEM), it is superior to existing post-mortem methods that observe EAD effects post-test. Test samples consist of a single crystal copper (SCC) foil having a free-standing tensile test section of nanoscale thickness, fabricated using a combination of laser and ion beam milling. The SCC is mounted to an etched silicon base that provides mechanical support and electrical isolation while serving as a heat sink. Using this geometry, even at high current density (~3,500 A/mm2), the test section experiences a negligible temperature increase (&#60;0.02 &#176;C), thus eliminating Joule heating effects. Monitoring material deformation and identifying the corresponding changes to microstructures, e.g. dislocations, are accomplished by acquiring and analyzing a series of TEM images. Our sample preparation and in situ experiment procedures are robust and versatile as they can be readily utilized to test materials with different microstructures, e.g., single and polycrystalline copper.

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Isolating electrical and thermal effects on electrically assisted deformation (EAD) is very difficult using macroscopic samples. Metallic sample micro- and nanostructures together with a custom test procedure have been developed to evaluate the impact of applied current on the formation without joule heating and evolution of dislocations on these samples.

طريقة جديدة ل<em&gt; في الموقع</em&gt; الكهروميكانيكية توصيف عينات النانو

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of lithium-ion (Li-ion) batteries. However, a number of setbacks prevent their integration into commercial devices. The main limiting factor is due to nanoscale phenomena occurring at the electrode/electrolyte interfaces, ultimately leading to degradation of battery operation. These key problems are highly challenging to observe and characterize as these batteries contain multiple buried interfaces. One approach for direct observation of interfacial phenomena in thin film batteries is through the fabrication of electrochemically active nanobatteries by a focused ion beam (FIB). As such, a reliable technique to fabricate nanobatteries was developed and demonstrated in recent work. Herein, a detailed protocol with a step-by-step process is presented to enable the reproduction of this nanobattery fabrication process. In particular, this technique was applied to a thin film battery consisting of LiCoO2/LiPON/a-Si, and has further been previously demonstrated by in situ cycling within a transmission electron microscope.

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

A protocol for the fabrication of electrochemically active LiPON-based solid-state lithium-ion nanobatteries using a focused ion beam is presented.

تركيز أيون شعاع تلفيق نانوباتيريس ليبون-على أساس الحالة الصلبة بطارية ليثيوم أيون للاختبار في الموقع

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

Installation Method to Enhance Quality Control for Fiber Reinforced Polymer Spike Anchors

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they can delay or even prevent debonding failure. However, a major concern faced by designers is the premature failure of the anchors due to stress concentration. Poor installation quality and preparation of the clearance holes can result in stress concentration that provokes this premature failure. This paper deals with an installation method that aims to reduce the impact of the stress concentration and to provide a proper quality control of the preparation of the drill hole. The method involves three parts: the drilling and cleaning of the holes, the smoothing of the hole edges with a customized drill bit, and the installation of the anchor itself, including the impregnation of the anchor dowel and its insertion. Anchor fans (the free length of the spikes) are then bonded to the external FRP reinforcement. For the end anchorage, and in the case of reinforcements with multiple plies, it is recommended that the anchor fan be inserted between two plies to assist the stress-transfer mechanism. 
The proposed procedure is complemented with a design approach for spike anchors, based on an extensive database. It is proposed that the design follow a number of steps, namely: selection of the anchor diameter and subsequent tensile strength of the connector (that is to say, the anchor before fanning out the free end), evaluation of the reduction in the tensile strength due to bending, provision of enough embedment to prevent slippage failure, and consideration of the number and spacing of anchors for a given reinforcement. In this sense, it should be noted that further research is needed in order to obtain a general expression for the contribution of spike anchors to overall bond strength of FRP reinforcements.

This manuscript presents a method for controlling the quality of installation for spike anchors designed to delay delamination of externally bonded fiber reinforced polymers. The protocol includes the preparation of the drill hole and the insertion process. The most influential parameters on the efficiency of the anchors are discussed.

تعزيز أسلوب التثبيت لتعزيز مراقبة الجودة للألياف البوليمر سبايك المراسي

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they ...

Three-Dimensional Ultrasonic Needle Tip Tracking with a Fiber-Optic Ultrasound Receiver

Ultrasound is frequently used for guiding minimally invasive procedures, but visualizing medical devices is often challenging with this imaging modality. When visualization is lost, the medical device can cause trauma to critical tissue structures. Here, a method to track the needle tip during ultrasound image-guided procedures is presented. This method involves the use of a fiber-optic ultrasound receiver that is affixed within the cannula of a medical needle to communicate ultrasonically with the external ultrasound probe. This custom probe comprises a central transducer element array and side element arrays. In addition to conventional two-dimensional (2D) B-mode ultrasound imaging provided by the central array, three-dimensional (3D) needle tip tracking is provided by the side arrays. For B-mode ultrasound imaging, a standard transmit-receive sequence with electronic beamforming is performed. For ultrasonic tracking, Golay-coded ultrasound transmissions from the 4 side arrays are received by the hydrophone sensor, and subsequently the received signals are decoded to identify the needle tip&#39;s spatial location with respect to the ultrasound imaging probe. As a preliminary validation of this method, insertions of the needle/hydrophone pair were performed in clinically realistic contexts. This novel ultrasound imaging/tracking method is compatible with current clinical workflow, and it provides reliable device tracking during in-plane and out-of-plane needle insertions.

Accurate and efficient visualization of invasive medical devices is extremely important in many ultrasound-guided minimally invasive procedures. Here, a method for localizing the spatial position of a needle tip relative to the ultrasound imaging probe is presented.

إبرة الموجات فوق الصوتية ثلاثية الأبعاد نصيحة تتبع مع جهاز استقبال الموجات فوق الصوتية الألياف البصرية

Ultrasound is frequently used for guiding minimally invasive procedures, but visualizing medical devices is often challenging with this imaging modality. ...

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory setups is presented. The experiments are easily repeatable compared to operational scale experiments (pool diameter &#8805;2 m), while still featuring quite realistic in situ burning conditions of crude oil on water. Experimental conditions include a flowing water sub-layer that cools the oil slick and an external heat flux (up to 50 kW/m2) that simulates the higher heat feedback to the fuel surface in operational scale crude oil pool fires. These conditions enable a controlled laboratory study of the burning efficiency of crude oil pool fires that are equivalent to operational scale experiments. The method also provides quantitative data on the requirements for igniting crude oils in terms of the critical heat flux, ignition delay time as a function of the incident heat flux, the surface temperature upon ignition, and the thermal inertia. This type of data can be used to determine the required strength and duration of an ignition source to ignite a certain type of fresh or weathered crude oil. The main limitation of the method is that the cooling effect of the flowing water sub-layer on the burning crude oil as a function of the external heat flux has not been fully quantified. Experimental results clearly showed that the flowing water sub-layer does improve how representative this setup is of in situ burning conditions, but to what extent this representation is accurate is currently uncertain. The method nevertheless features the most realistic in situ burning laboratory conditions currently available for simultaneously studying the flammability and burning efficiency of crude oil on water.

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

Here, we present a protocol to simultaneously study the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil under conditions that simulate in situ burning operations on the sea.

الإجراء التجريبي للدراسات المختبرية لحرق في الموقع : القابلية للاشتعال وكفاءة حرق النفط الخام

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory ...

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with solid-cladding devices, capillary oscillations are not restricted, allowing the fiber walls to move and vibrate. The fiber is constructed by a high direct current (DC) voltage of several thousand volts (kV) between two water reservoirs that creates a floating water thread, known as a water bridge. Through the choice of micropipettes, it is possible to control the maximal diameter and length of the fiber. Optical fiber couplers, at both sides of the bridge, activate it as an optical waveguide, allowing researchers to monitor the water fiber capillary body waves through transmission modulation and, therefore, deducing changes in surface tension.
Co-confining two important wave types, capillary and electromagnetic, opens a new path of research in the interactions between light and liquid-wall devices. Water-walled microdevices are a million times softer than their solid counterparts, accordingly improving the response to minute forces.

This protocol describes the design and manufacture of a water bridge and its activation as a water fiber. The experiment demonstrates that capillary resonances of the water fiber modulate its optical transmission.

تصميم وتصنيع الألياف الضوئية مصنوعة من الماء

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with ...