فإن الكتاب أود أن أشكر شوان دو للبناء المخطط المفاهيمي في الشكل 1. وقد تم تمويل هذا العمل من المنح المقدمة من العلوم الطبيعية والهندسة مجلس البحوث (NSERC) من كندا.

1. مرجع التداخل البناء وFSR القياس <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إنشاءات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إنشاء مربع الاكريليك مكشوفة. وينبغي أن يكون هذا الهيكل كبيرة بما يكفي لتناسب بشكل مريح إلى 16 × 16 في في × 16 في مربع الستايروفوم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> افتعال وحدة رفوف 3 مراحل لإيواء المكونات البصرية، والتي سوف تجلس في مكشوفة مربع الاكريليك وسيتم المغلقة تماما من قبل مربع الستايروفوم لعزل الحراري. يجب أن يكون اثنين من الثقوب مرتفعة على مربع الستايروفوم الان للسماح للألياف للدخول والخروج من العلبة بأكملها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> على المسرح 3 الثالثة: واحد من الألياف الإخراج من مقرنة اتجاهي 3 ديسيبل ينبغي فرضت على وحدة تحكم الاستقطاب الذي بدوره يؤدي إلى مدخل الميناء من 3 ديسيبل منفصلة مقرنة الاتجاه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> على المسرح 2 الثانية: تشكيل لحلقة مع ما يقرب من 16 قدما من الألياف البصرية الناشئة عن غيرها من منفذ إخراج أول 3 ديسيبل الاتجاه مقرنة. توجيه هذه الألياف إلى مدخل الميناء المتبقية من لياليecond 3 ديسيبل الاتجاه مقرنة على المسرح 3 الثالثة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء مربع الاكريليك مع 50٪ حلق الجليد مختلطة مع 50٪ من المياه السائلة، كما أن الموضة حمام الثلج وبالتالي الحفاظ على درجة حرارة المكونات البصرية بالقرب من 0 درجة مئوية. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> FSR القياس <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد الليزر التحقيق في الطول الموجي المطلوب. توظيف وظيفة مولد بحيث يتم توصيل انتاجها إلى قوة الخائن 3 ديسيبل. يجب أن يكون متصلا واحدة من المخرجات من الخائن 3 ديسيبل إلى الذبذبات لأغراض الرصد وإخراج آخر لاستخدامه لمباشرة توليف تردد من الليزر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغذية انتاج الليزر كإدخال إلى مقرنة اتجاهي 1 شارع 3 ديسيبل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> النواتج اثنين من الثانية 2 3 ديسيبل مقرنة اتجاهي هي لحمل الإشارات photomixed إلى photodetector متوازنة (برميل يوميا). أخيرا، قم بتوصيل كابل خرج من برميل يوميا إلى مدخل القناة من الذبذبات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خطيا مسح تردد الليزر من قبل ملحقيينغ وحدة ليزر مع إشارة منحدر المتولدة من مولد الموجي (مع الجهد الذروة إلى الذروة من 1 V وتردد المسح من 100 هرتز). فإن إشارة خرج من برميل يوميا تصبح الجيبية على الذبذبات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط تحكم الاستقطاب لتحقيق أقصى قدر من الجهد الذروة إلى الذروة من الموجي الجيبية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لقياس FSR، تكوين ليزر لإخراج موجة مستمرة من خلال وضع مولد الموجي إلى وضع العاصمة. لحن الموجي مولد الجهد من هذا القبيل أن الإشارة المرسلة من يتقلب في جميع أنحاء برميل يوميا 0 V (أي. نقطة التربيع). تفقد إشارة خرج باستخدام محلل الطيف الكهربائية. يجب أن تظهر إشارة رصدها بوصفها وظيفة سينك مربع، حيث موقع الصفر الأول أقرب الحد الأقصى العالمي (في تردد صفر) يتوافق مع FSR. للحد من الضوضاء القياس، تعيين محلل الطيف الكهربائي إلى وضع المتوسط. </li></ol></li></ol> 2. الألياف سحب 13 </sup&gt; الديباجة: إن الهدف من هذا الإجراء هو لمطابقة تقريبا مرحلة من الفوتونات السفر في تفتق لتلك التي microcavity بحيث يمكن أن يحدث اقتران كفاءة. كما يتم سحب الألياف، فإن القسم المركزي التي تقع بين اثنين من المشابك الانتقال من دعم وضع واحد داخل الألياف العادية، إلى وسائط متعددة ضمن الدليل الموجي التي شكلتها الكسوة السيليكا الأصلي يصبح جوهر والهواء يصبح الكسوة، ثم إلى وضع واحد. وجوهر السيليكا من الألياف تختفي تقريبا في الجزء الأوسط، حيث سيتم مؤقتا تصدى راض ظروف الانتشار المتعدد من تقلص مستمر من قطر الألياف. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد صاحب الألياف إلى مرحلة متعدية الآلية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Connectorize قسمين من الألياف الضوئية مع موصلات FC / APC واحدة على نهاية كل قسم. إزالة طلاء عازلة من نهايات غير مترابطة مع متجرد الألياف، تنظيفها مع الأسيتون الأولى والرابعةأون الأيزوبروبانول، يلتصق الأوجه نهاية، والانصهار لصق بعضهم البعض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لمراقبة الخسارة في تفتق، وربط ليزر التحقيق في وضع الطاقة المستمر إلى نهاية واحدة من الألياف في حين يتم توصيل الطرف الآخر من الألياف إلى photodetector (PD). يجب أن تكون متصلا الناتج من PD إلى الذبذبات. ضبط إعدادات الذبذبات لقياس PD انتاج التيار الكهربائي، والذي يتناسب مع قوة الليزر المرسلة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل القيمة الأولية للناتج PD الجهد ومواصلة رصد حتى الخطوة 2.9. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المشبك الألياف إلى حامل الألياف والألياف مع صورة المجهر الضوئي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الافراج عن الهيدروجين من النوع الذي يبدأ في التدفق بالقرب من تفتق، في انتظار الهواء للخروج من أنبوب وللضغط من القناة لتحقيق الاستقرار. مرة واحدة في معدل تدفق للغاز الهيدروجين تصل إلى 110 مل / دقيقة، إشعال ذلك بالقرب من مخرج مع أخف وزنا لتسخين الألياف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام برنامج ابفيف العرف، وسحب خطيا الألياف. نلاحظ أنه خلال بوعملية lling، جوهر الألياف يختفي تدريجيا بينما سائط متعددة الكسوة أصبح المهيمن في توجيه الضوء من خلال قسم الألياف مدبب. كثافة تنتقل عن طريق الألياف البصرية يجب أن تتذبذب بسبب التدخل المتعدد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مواصلة سحب الألياف للحد من عرض الألياف تفتق حتى أنها تدعم وضع الكسوة واحد فقط. بعد توقف شدة تنتقل إلى تختلف، ووقف سحب الألياف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحرير حامل الألياف من مرحلة الترجمة وضمان الحصول عليها بالقرب من المسرح كهرضغطية. </li></ol> 3. إعداد وتسليم حلول <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 22:00، 13:00، و 100 حلول وزير الخارجية تتكون من 50 دائرة نصف قطرها نانومتر المجهرية البوليسترين monodisperse في الفوسفات مخزنة المالحة Dulbecco و(DPBS). بالإضافة إلى ذلك، إيجاد حل DPBS النقي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الحلول في جهاز للطرد المركزي، ارباك مواقفها داخلها لأغراض التوازن، وبدء دورة الغزل 30 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> على completioن، ومكان آمن الحلول في مجفف، بإخلاء ذلك، وقصف الحلول مع موجات فوق الصوتية لمدة 30 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الحلول ووضعها جانبا بالقرب من الإعداد التجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بناء موقف لنظام التسليم السائل الصغيرة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عند تنظيف اثنين من الحلقات، إدراج نصائح حقنة على طرفي شريحة أنيبيب والمسمار على الحلقات إلى نصائح حقنة. اتصال فردي واحدة من الحلقات إلى طرف الحقنة الثالثة والآخر إلى يور قفل المناسب لتجميع برميل المكبس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط طرف الحقنة تتعرض لموقف ودعم من وراء العينة. وينبغي أن تكون قادرة على التدفق على عينة من دون انسكاب السوائل كبيرة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> من حيث المادة 5 من البروتوكول، تحميل برميل مع حل مناسب ويدويا حقنه من خلال نظام ميكروفلويديك خلال التجربة. </li></ol> 4. لتكوين النظام وسائل الربط <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط عالج بالليزر التحقيق<html> ص إلى الاتجاه مقرنة 10 ديسيبل. ويرتبط الميناء إلى جانب مدخل الميناء من تداخل الإشارة أثناء توصيل منفذ تنتقل إلى وحدة تحكم الاستقطاب تليها الألياف مدبب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعادة تركيز الأهداف المجهر للحصول على اثنين من صور حادة من تفتق الألياف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وصل الناتج من الألياف مدبب إلى PD. يجب أن يرفق إخراج هذا PD إلى مدخلات قناة مختلفة من الذبذبات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جبل العينة على nanopositioner وإجراء تعديلات الخشنة لتهجير عليه بحيث يكون قريب من وسط تفتق الألياف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حقن DPBS للعينة. إجراء تعديلات الخشنة أن هذه تفتق الألياف يأتي في طريقة العرض من الكاميرات CCD اثنين. ضبط nanopositioner لإنشاء اقتران تفتق من الألياف إلى microcavity. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مسح الليزر الطول الموجي كما تراجع للحصول على الرنين المناسبة على الذبذبات. </li></ol> 5. الكشف عن جسيمات متناهية الصغر ontent &quot;&gt; للحصول على البيانات: تكوين إعدادات الزناد الذبذبات، واستخدام البرمجيات ومحلية الصنع، وجمع آثار الذبذبات لمزيد من المعالجة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل البيانات لحل العازلة كمرجع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل البيانات لحلول جسيمات متناهية الصغر من الأدنى إلى الأعلى التركيز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مراقبة التحولات التردد التي تحدث بسبب جسيمات متناهية الصغر ملزمة للmicrocavity. </li></ol> 6. بعد تجهيز البيانات البيانات التي تم جمعها يمكن معالجتها مزيد باستخدام برنامج MATLAB الذاتي مكتوب. ينبغي البرنامج: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قراءة آثار تداخل الإشارة وإجراء مناسبا الأقل مربع لمنحنيات جيبية. وتستخدم مراحل الجيبية المجهزة لتقدير غضب الليزر على الطاير. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قراءة آثار انتقال تجويف وإجراء مناسبا الأقل مربع إلى وظيفة مزدوجة Lorentzian. الترددات الضوئية المقابلة لالانخفاضات الرنين (ν 1،ν 2) وعرض بشكل كامل في نصف كحد أقصى (FWHM للممثلة δν 1، δν 2) يتم تحديد بمقارنة إشارة انتقال إلى إشارة تداخل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحصول على عامل الجودة من كل فرد من تراجع س ط = ν ط / ط δν، حيث i يمكن أن تكون إما 1 (صدى اليسار) أو 2 (صدى الحق). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب، كما هو التقليدية، الترددات الضوئية من الانخفاضات صدى عبر الليزر فحص الجهد، حيث غلة غضب الليزر أكبر الضوضاء القياس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جمع متوسط ​​تردد صدى ν متوسط ​​= (1 + ν ν 2) / 2 وتردد الانقسام Δν = ν 2 - 1 ν لكل قياس ورسم لهم بوصفها وظيفة من الوقت. عندما تربط جسيمات متناهية الصغر على سطح microcavity، والتحولات المفاجئة من التردد على حد سواء صدى المتوسط ​​والانقسام شو تردديونيتبول يتعين مراعاتها. </li></ol>

<ol>
	<li>Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+microcavities.">Optical microcavities.</a> Nature. 424 (6950), 839-846 (2003).</li><li>Lu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+sensitivity+nanoparticle+detection+using+optical+microcavities.">High sensitivity nanoparticle detection using optical microcavities.</a> PNAS. 108 (15), 5976-5979 (2011).</li><li>Vollmer, F., Arnold, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whispering-gallery-mode+biosensing:+label-free+detection+down+to+single+molecules.">Whispering-gallery-mode biosensing: label-free detection down to single molecules.</a> Nat. Methods. 5 (7), 591-596 (2008).</li><li>Vollmer, F., Braun, D., Libchaber, A., Khoshsima, M., Teraoka, I., Arnold, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+detection+by+optical+shift+of+a+resonant+microcavity.">Protein detection by optical shift of a resonant microcavity.</a> Appl. Phys. Lett. 80 (21), 4057-4059 (2002).</li><li>Sun, Y., Fan, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+ring+resonators+for+biochemical+and+chemical+sensing.">Optical ring resonators for biochemical and chemical sensing.</a> Anal. Bioanal. Chem. 399 (1), 205-211 (2011).</li><li>Shopova, S. I., Rajmangal, R., Nishida, Y., Arnold, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasensitive+nanoparticle+detection+using+a+portable+whispering+gallery+mode+biosensor+driven+by+a+periodically+poled+lithium-niobate+frequency+doubled+distributed+feedback+laser.">Ultrasensitive nanoparticle detection using a portable whispering gallery mode biosensor driven by a periodically poled lithium-niobate frequency doubled distributed feedback laser.</a> Rev. Sci. Instrum. 81 (10), 103-110 (2010).</li><li>Santiago-Cordoba, M. A., Boriskina, S. V., Vollmer, F., Demirel, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle-based+protein+detection+by+optical+shift+of+a+resonant+microcavity.">Nanoparticle-based protein detection by optical shift of a resonant microcavity.</a> Appl. Phys. Lett. 99 (7), 073701 (2011).</li><li>Swaim, J. D., Knittel, J., Bowen, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+limits+in+whispering+gallery+biosensors+with+plasmonic+enhancement.">Detection limits in whispering gallery biosensors with plasmonic enhancement.</a> Appl. Phys. Lett. 99 (24), 243109 (2011).</li><li>Gorodetsky, M. L., Pryamikov, A. D., Ilchenko, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rayleigh+scattering+in+high-Q+microspheres.">Rayleigh scattering in high-Q microspheres.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 17 (6), 1051-1057 (2000).</li><li>Lu, T., Su, J., Fraser, S., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Split+frequency+sensing+methods+and+systems.">Split frequency sensing methods and systems.</a> Patent granted on. , (2013).</li><li>Zhu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-chip+single+nanoparticle+detection+and+sizing+by+mode+splitting+in+an+ultrahigh-Q+microresonator.">On-chip single nanoparticle detection and sizing by mode splitting in an ultrahigh-Q microresonator.</a> Nat. Photonics. 4 (1), 46-49 (2010).</li><li>Shopova, S. I., Rajmangal, R., Nishida, Y., Arnold, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasensitive+nanoparticle+using+a+portable+whispering+gallery+mode+biosensor+driven+by+a+periodically+poled+lithium-niobate+frequency+doubled+distributed+feedback+laser.">Ultrasensitive nanoparticle using a portable whispering gallery mode biosensor driven by a periodically poled lithium-niobate frequency doubled distributed feedback laser.</a> Rev. Sci. Instrum. 81 (10), (2010).</li><li>Cai, M., Painter, O., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+critical+coupling+in+a+fiber+taper+to+a+silica-microsphere+whispering-gallery+mode+system.">Observation of critical coupling in a fiber taper to a silica-microsphere whispering-gallery mode system.</a> Phys. Rev. Lett. 85 (1), 74-77 (2000).</li><li>Li, J., Lee, H., Yang, K. Y., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sideband+spectroscopy+and+dispersion+measurement+in+microcavities.">Sideband spectroscopy and dispersion measurement in microcavities.</a> Opt. Express. 20 (24), 26337-26344 (2012).</li><li>Chow, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+coupling+control+of+a+microresonator+by+laser+amplitude+modulation.">Critical coupling control of a microresonator by laser amplitude modulation.</a> Opt Express. 20 (11), 12622-12630 (2012).</li><li>Swaim, J. D., Knittel, J., Bowen, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+nanoparticles+with+a+frequency+locked+whispering+gallery+mode+microresonator.">Detection of nanoparticles with a frequency locked whispering gallery mode microresonator.</a> Appl. Phys. Lett. 102 (18), (2013).</li><li>Knittel, J., Chow, J. H., Gray, M. B., Taylor, M. A., Bowen, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasensitive+real-time+measurement+of+dissipation+and+dispersion+in+a+whispering-gallery+mode+microresonator.">Ultrasensitive real-time measurement of dissipation and dispersion in a whispering-gallery mode microresonator.</a> Opt. Lett. 38 (11), 1915-1917 (2013).</li><li>Shopova, S. I., Rajmangal, R., Holler, S., Arnold, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+enhancement+of+a+whispering-gallery-mode+biosensor+for+single+nanoparticle+detection.">Plasmonic enhancement of a whispering-gallery-mode biosensor for single nanoparticle detection.</a> Appl. Phys. Lett. 98 (24), (2011).</li><li>Santiago-Cordoba, M. A., Boriskina, S. V., Vollmer, F., Demirel, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle-based+protein+detection+by+optical+shift+of+a+resonant+microcavity.">Nanoparticle-based protein detection by optical shift of a resonant microcavity.</a> Appl. Phys. Lett. 99 (7), (2011).</li></ol>

والكتاب ليس لديهم ما يكشف.

هذا الإعداد الحالية قادرة على تحقيق مجموعة متنوعة من microcavities WGM، مثل microdisks، المجهرية، وmicrotoroids، دون الحاجة إلى أي مراقبة ردود الفعل لمصدر الليزر التحقيق. وهناك نسبة كبيرة إشارة إلى الضوضاء (SNR) للكشف ويمكن الحصول على ويرجع ذلك إلى التحسينات خطوة التحول التي تقدمها طول ...

وقد ارتفعت الفائدة الأبحاث بشكل كبير على استخدام وضع يهمس-معرض (WGM) microcavities لغرض nanodetection وbiosensing 1-8. وهذا ينطوي على عامل الجودة عالية جدا (س) تجاويف البصرية التي يجيدون في تحديد الجزيئات البيولوجية ضئيلة، وصولا الى مستوى بروتين واحد 2. وهذا هو، ورصد التحولات في صدى وتردد الانقسام لنقل مع حساسية غير عادية 9-11 يمكن تمكين حبسها تجويف من الطاقة الضوئية ضمن حجم صغير وضع. الاختلافات في الخصائص البصرية للمرنان هي السبب في هذه التحولات، والتي بدورها تأتي من الربط من جزيئات منفصلة أو النانوية. والمثال أقل تطورا من بنية WGM ثلاثية الأبعاد لمثل هذه التطبيقات هو المكروية السيليكا، والتي يمكن أن تكون ملفقة مع قرب سطح أملس بالذرة ببساطة عن طريق الذوبان الألياف البصرية رسمها باستخدام الليزر CO 2. كما هو معروف،عالية العوامل-Q على ترتيب 10 9 1 لا يمكن أن يتحقق. ويتم رصد تردد الرنين من microcavity تقليديا عن طريق مسح التردد البصرية من مصدر ليزر الانضباطي في وقت واحد في حين أن الصورة في الكشف عن انتقال البصرية التي يتم التقاطها على الذبذبات. والعيب المتأصلة في هذه التقنية هو عدم اليقين المرتبطة موقع قطرات في نقل الذي يطرح نفسه من تذبذب الليزر الطول الموجي أو غضب الليزر. للتغلب على هذه المضاعفات، وتداخل يمكن استخدامها جنبا إلى جنب مع microcavity لإنتاج إشارة مرجعية لإلغاء غضب الليزر وزيادة حساسية لاحظ 2. يتم تقسيم المدخلات الضوء إلى مسارين البصرية: شعاع المرجع الذي يمر عبر تداخل (مع مجموعة الطيفية مجانا أو FSR كبيرة بما يكفي لمنع الليزر من النرفزة واحد تباعد تردد FSR الماضي خلال القياس) وشعاع كشف أن الباحثeracts مع ميكروريسوناتور WGM. هذه الميزة يبسط التجارب بالمقارنة مع تكوينات أكثر تقدما، مثل تلك التي من WGM الاستشعار تنطوي على مزيج من الليزر ردود الفعل وزعت للعبة (يويفا) وpoled دوري نيوبات الليثيوم (PPLN) مضاعف 12. في هذا المنشور، يوصف أسلوب تداخل لرصد جودة فائقة عامل microcavity استنادا للمادة 3 النانو. وترد إجراءات الإعداد والحصول على البيانات المطلوبة لتحقيق ذلك، توضح كيف يمكن تحديد عامل الجودة من خلال تجويف التداخل المرجعية.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="645">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Polystyrene&#160; Microspheres</td>
			<td style="width:143px;">PolyScience</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dulbecco&#8217;s Phosphate Buffered Saline (DPBS)</td>
			<td style="width:143px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">14190</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Piezoelectric Nanopositioner System</td>
			<td style="width:143px;">Precision Instrument</td>
			<td style="width:119px;">P-611.3S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Balanced Photodetector</td>
			<td style="width:143px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:119px;">PDB120A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Photo Detector</td>
			<td style="width:143px;">Newport</td>
			<td style="width:119px;">1801-FC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">2 x 3-dB Fiber Optical Directional Coupler</td>
			<td style="width:143px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:119px;">FC632-50B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">10-dB Fiber Optical Directional Coupler</td>
			<td style="width:143px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:119px;">FC632-90B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">2 x Drop In Polarization Controller</td>
			<td style="width:143px;">General Photonics</td>
			<td style="width:119px;">PLC-003-S-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Function Generator</td>
			<td style="width:143px;">Hewlett Packard</td>
			<td style="width:119px;">33120A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fusion Splicer</td>
			<td style="width:143px;">Ericsson</td>
			<td style="width:119px;">FSU-925</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">High-Speed Oscilloscope&#160;</td>
			<td style="width:143px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;">DS09404A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">2 x Motorized Translation Stage with Controller</td>
			<td style="width:143px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:119px;">MTS25-Z8E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Single Mode Optical Fiber, 600-800 nm, &#216;125 &#956;m Cladding</td>
			<td style="width:143px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:119px;">SM600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Real-Time Electrical Spectrum Analyzer</td>
			<td style="width:143px;">Tektronix</td>
			<td style="width:119px;">RSA3408B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Optical Spectrum Analyzer</td>
			<td style="width:143px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;">70951A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">632.5 &#8211; 637 nm Tunable Laser</td>
			<td style="width:143px;">New Focus</td>
			<td style="width:119px;">TLB-6304</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Filtration Pump</td>
			<td style="width:143px;">KNF labs</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ultrasonics Cleaner</td>
			<td style="width:143px;">Crest Ultrasonics</td>
			<td style="width:119px;">Powersonic 1100D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Mini Vortexer</td>
			<td style="width:143px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">VM-3000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:143px;">Beckman Coulter</td>
			<td style="width:119px;">Microfuge 22R</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

implementation of a reference interferometer for nanodetection

هو الطراز وتداخل الألياف استقرت حراريا وميكانيكيا مناسبة لفحص عامل microcavities جودة فائقة. بعد تقييم مجموعتها الطيفية الحرة (FSR)، يتم وضع وحدة بالتوازي مع نظام تفتق-microcavity الألياف ثم معايرة من خلال عزل والقضاء على التحولات العشوائية في تردد الليزر (ليزر أي ضجيج غضب). لتحقيق تقاطع تفتق-microcavity وتعظيم الطاقة الضوئية التي يتم نقلها إلى مرنان، يتم سحبها واحد وضع الألياف البصرية الدليل الموجي. المحاليل المحتوية على nanobeads البوليسترين ثم يتم إعداد ونقل جوا إلى microcavity من أجل إثبات قدرة النظام على الشعور ملزمة لسطح microcavity. البيانات بعد معالجتها، عبر منحنى التكيف المناسب، والذي يسمح للقياسات عالية الدقة للعامل الجودة فضلا عن التآمر من المعلمات التي تعتمد على الوقت، مثل الطول الموجي والتردد الرنانة الانقسام التحولات. من قبل بعنايةتفتيش الخطوات في زمن الاستجابة المجال والتحول في استجابة التردد المجال، ويمكن قياس هذا الصك الأحداث ملزمة منفصلة.

بعد اتباع البروتوكول، آثار يمكن تجميعها وتركيبها. الشكل 3A يظهر هيكل صدى نموذجية من المكروية كما وردت في شريط الفيديو، الذي لوحظ تردد تقسيم في وسط DPBS. تناسب الأقل مربع إلى وظيفة مزدوجة Lorentzian يشير إلى أن عامل الجودة من الانخفاضات صدى اليمنى واليسرى على التوال?...

Watch this Scientific Journal Video about Implementation of a Reference Interferometer for Nanodetection at JoVE.com

Implementation of a Reference Interferometer for Nanodetection

ويستخدم تقنية تداخل المرجعية، والتي صممت لإزالة الضوضاء غير المرغوب فيها غضب ليزر لnanodetection، لبحث عاملا microcavity جودة فائقة. وتقدم الإرشادات للتجميع، والإعداد، والحصول على البيانات، إلى جانب عملية القياس لتحديد عامل الجودة تجويف.

تنفيذ التداخل المرجعي لNanodetection

A thermally and mechanically stabilized fiber interferometer suited for examining ultra-high quality factor microcavities is fashioned. After assessing ...

implementation-of-a-reference-interferometer-for-nanodetection

Research

JoVE Journal

Engineering

9.3K Views.  University of Victoria.  ويستخدم تقنية تداخل المرجعية، والتي صممت لإزالة الضوضاء غير المرغوب فيها غضب ليزر لnanodetection، لبحث عاملا microcavity جودة فائقة. وتقدم الإرشادات للتجميع، والإعداد، والحصول على البيانات، إلى جانب عملية القياس لتحديد عامل الجودة تجويف. 

Video: Implementation of a Reference Interferometer for Nanodetection

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit a strong degradation after annealing due to the occurrence of void formation at the contact/SiO2 interface. This void formation can cause cracking and delamination of the metal film, which can increase the resistance or lead to a complete failure of the NW device. In order to address issues associated with void formation, a technique was developed that removes Ni/Au contact metal films from the substrates to allow for the examination and characterization of the contact/substrate and contact/NW interfaces of single GaN NW devices. This procedure determines the degree of adhesion of the contact films to the substrate and NWs and allows for the characterization of the morphology and composition of the contact interface with the substrate and nanowires. This technique is also useful for assessing the amount of residual contamination that remains from the NW suspension and from photolithographic processes on the NW-SiO2 surface prior to metal deposition. The detailed steps of this procedure are presented for the removal of annealed Ni/Au contacts to Mg-doped GaN NWs on a SiO2 substrate.

A technique was developed that removes Ni/Au contact metal films from their substrate to allow for the examination and characterization of the contact/substrate and contact/NW interfaces of single GaN nanowire devices.

تحليل الاتصال واجهات لأجهزة أسلاك متناهية الصغر واحدة الجاليوم

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Photocatalytically active nanostructures require a large specific surface area with the presence of many catalytically active sites for the oxidation and reduction half reactions, and fast electron (hole) diffusion and charge separation. Nanowires present suitable architectures to meet these requirements. Axially segmented Ag|ZnO and radially segmented (coaxial) TiO2-Ag nanowires with a diameter of 200 nm and a length of 6-20 &#181;m were made by templated electrodeposition within the pores of polycarbonate track-etched (PCTE) or anodized aluminum oxide (AAO) membranes, respectively. In the photocatalytic experiments, the ZnO and TiO2 phases acted as photoanodes, and Ag as cathode. No external circuit is needed to connect both electrodes, which is a key advantage over conventional photo-electrochemical cells. For making segmented Ag|ZnO nanowires, the Ag salt electrolyte was replaced after formation of the Ag segment to form a ZnO segment attached to the Ag segment. For making coaxial TiO2-Ag nanowires, a TiO2 gel was first formed by the electrochemically induced sol-gel method. Drying and thermal annealing of the as-formed TiO2 gel resulted in the formation of crystalline TiO2 nanotubes. A subsequent Ag electrodeposition step inside the TiO2 nanotubes resulted in formation of coaxial TiO2-Ag nanowires. Due to the combination of an n-type semiconductor (ZnO or TiO2) and a metal (Ag) within the same nanowire, a Schottky barrier was created at the interface between the phases. To demonstrate the photocatalytic activity of these nanowires, the Ag|ZnO nanowires were used in a photocatalytic experiment in which H2 gas was detected upon UV illumination of the nanowires dispersed in a methanol/water mixture. After 17 min&#160;of illumination, approximately 0.2 vol% H2 gas was detected from a suspension of ~0.1 g of Ag|ZnO nanowires in a 50 ml 80 vol% aqueous methanol solution.

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Procedures are outlined to prepare segmented and coaxial nanowires via templated electrodeposition in nanopores. As examples, segmented nanowires consisting of Ag and ZnO segments, and coaxial nanowires consisting of a TiO2 shell and a Ag core were made. The nanowires were used in photocatalytic hydrogen formation experiments.

إعداد واستخدام Photocatalytically بالموقع مقسمة حج | أكسيد الزنك ومحوري تيو<sub&gt; 2</sub&gt;-حج الأسلاك المتناهية الصغر التي أدلى بها قالب الكهربي

Photocatalytically active nanostructures require a large specific surface area with the presence of many catalytically active sites for the oxidation and ...

Energy Dispersive X-ray Tomography for 3D Elemental Mapping of Individual Nanoparticles

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial resolution, and is even capable of providing atomically resolved elemental maps. In this technique, a highly focused electron beam is incident upon a thin sample and the energy of emitted X-rays is measured in order to determine the atomic species of material within the beam path. This elementally sensitive spectroscopy technique can be extended to three dimensional tomographic imaging by acquiring multiple spectrum images with the sample tilted along an axis perpendicular to the electron beam direction.
Elemental distributions within single nanoparticles are often important for determining their optical, catalytic and magnetic properties. Techniques such as X-ray tomography and slice and view energy dispersive X-ray mapping in the scanning electron microscope provide elementally sensitive three dimensional imaging but are typically limited to spatial resolutions of &gt; 20 nm. Atom probe tomography provides near atomic resolution but preparing nanoparticle samples for atom probe analysis is often challenging. Thus, elementally sensitive techniques applied within the scanning transmission electron microscope are uniquely placed to study elemental distributions within nanoparticles of dimensions 10-100 nm.
Here, energy dispersive X-ray (EDX) spectroscopy within the STEM is applied to investigate the distribution of elements in single AgAu nanoparticles. The surface segregation of both Ag and Au, at different nanoparticle compositions, has been observed.

The use of energy dispersive X-ray tomography in the scanning transmission electron microscope to characterize elemental distributions within single nanoparticles in three dimensions is described.

التصوير المقطعي الطاقة المتشتتة الأشعة السينية ل3D عنصري رسم الخرائط من الجسيمات النانوية الفردية

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in industrialized countries. Here, the development of optical mesosensors/adsorbents (MSAs) for efficient recognition and selective recovery of Pd(II), Au(III), and Co(II) from urban mine was achieved. A simple, general method for preparing MSAs based on using high-order mesoporous monolithic scaffolds was described. Hierarchical cubic Ia3d wagon-wheel-shaped MSAs were fabricated by anchoring chelating agents (colorants) into three-dimensional pores and micrometric particle surfaces of the mesoporous monolithic scaffolds. Findings show, for the first time, evidence of controlled optical recognition of Pd(II), Au(III), and Co(II) ions and a highly selective system for recovery of Pd(II) ions (up to ~95%) in ores and industrial wastes. Furthermore, the controlled assessment processes described herein involve evaluation of intrinsic properties (e.g., visual signal change, long-term stability, adsorption efficiency, extraordinary sensitivity, selectivity, and reusability); thus, expensive, sophisticated instruments are not required. Results show evidence that MSAs will attract worldwide attention as a promising technological means of recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals.

Because of the importance and extensive use of palladium, gold and cobalt metals in high-technology equipment, their recovery and recycling constitute an important industrial challenge. The metal recovery system described herein is a simple, low-cost means for the effective detection, removal, and recovery of these metals from the urban mine.

كشف واستعادة البلاديوم والذهب والكوبالت المعادن من منجم الحضري عن طريق مجسات رواية / الممتزات مخصصة للمع النانو المسامات على شكل عجلة عربة

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an elastomeric dielectric membrane sandwiched between two compliant electrodes. The large actuation strains of these transducers when used as actuators (over 300% area strain) and their soft and compliant nature has been exploited for a wide range of applications, including electrically tunable optics, haptic feedback devices, wave-energy harvesting, deformable cell-culture devices, compliant grippers, and propulsion of a bio-inspired fish-like airship. In most cases, DETs are made with a commercial proprietary acrylic elastomer and with hand-applied electrodes of carbon powder or carbon grease. This combination leads to non-reproducible and slow actuators exhibiting viscoelastic creep and a short lifetime. We present here a complete process flow for the reproducible fabrication of DETs based on thin elastomeric silicone films, including casting of thin silicone membranes, membrane release and prestretching, patterning of robust compliant electrodes, assembly and testing. The membranes are cast on flexible polyethylene terephthalate (PET) substrates coated with a water-soluble sacrificial layer for ease of release. The electrodes consist of carbon black particles dispersed into a silicone matrix and patterned using a stamping technique, which leads to precisely-defined compliant electrodes that present a high adhesion to the dielectric membrane on which they are applied.

This manuscript shows the fabrication process for the manufacture of dielectric elastomer soft actuators based on silicone membranes. The three key stages of production are presented in detail: blade casting of thin silicone membranes; pad printing of compliant electrodes; and the assembly of all the components.

عملية تصنيع عازل المرنة الأجهزة التنفيذية القائمة على السيليكون

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film synthesis) for the purpose of exploratory materials research. Certain materials pose a challenge wherein the traditional bulk Hall bar device fabrication method is insufficient to produce a measureable device for sample transport measurement, principally because the single crystal size is too small to attach wire leads to the sample in a Hall bar configuration. This can be, for example, because the first batch of a new material synthesized yields very small single crystals or because flakes of samples of one to very few monolayers are desired. In order to enable rapid characterization of materials that may be carried out in parallel with improvements to their growth methodology, a method of device fabrication for very small samples has been devised to permit the characterization of novel materials as soon as a preliminary batch has been produced. A slight variation of this methodology is applicable to producing devices using exfoliated samples of two-dimensional materials such as graphene, hexagonal boron nitride (hBN), and transition metal dichalcogenides (TMDs), as well as multilayer heterostructures of such materials. Here we present detailed protocols for the experimental device fabrication of fragments and flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate and subsequent measurement in a commercial superconducting magnet, dry helium close-cycle cryostat magnetotransport system at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

We describe the methodology of mechanical exfoliation and deposition of flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate, fabrication of experimental device structures for transport experimentation, and the magnetotransport measurement in a dry helium close-cycle cryostat at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

طرق التجريبية المتقدمة لدرجات الحرارة المنخفضة Magnetotransport قياس المواد الجديدة

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

Spark Plasma Sintering Apparatus Used for the Formation of Strontium Titanate Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with one twist grain boundary. This apparatus utilizes high uniaxial pressure and a pulsed direct current for rapid consolidation of material. Diffusion bonding of strontium titanate bicrystals without fracture, in a spark plasma sintering apparatus, is possible at high pressures due to the unusual temperature dependent plasticity behavior of strontium titanate. We demonstrate a method for the successful formation of bicrystals at accelerated time scales and lower temperatures in a spark plasma sintering apparatus compared to bicrystals formed by conventional diffusion bonding parameters. Bond quality was verified by scanning electron microscopy. A clean and atomically abrupt interface containing no secondary phases was observed using transmission electron microscopy techniques. Local changes in bonding across the boundary was characterized by simultaneous scanning transmission electron microscopy and spatially resolved electron energy-loss spectroscopy.

A viable technique for the formation of strontium titanate bicrystals at high pressure and fast heating rate via the spark plasma sintering apparatus is developed.

سبارك البلازما التكلس جهاز يستخدم لتشكيل سترونتيوم تيتانات Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with ...

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional component that should have high electrical conductivity, high mechanical properties, and high productivity.
In this regard, a carbon fiber/epoxy resin composite can be an ideal material to replace the conventional graphite bipolar plate, which often leads to the catastrophic failure of the entire system because of its inherent brittleness. Though the carbon/epoxy composite has high mechanical properties and is easy to manufacture, the electrical conductivity in the through-thickness direction is poor because of the resin-rich layer that forms on its surface. Therefore, an expanded graphite coating was adopted to solve the electrical conductivity issue. However, the expanded graphite coating not only increases the manufacturing costs but also has poor mechanical properties.
In this study, a method to expose fibers on the composite surface is demonstrated. There are currently many methods that can expose fibers by surface treatment after the fabrication of the composite. This new method, however, does not require surface treatment because the fibers are exposed during the manufacture of the composite. By exposing bare carbon fibers on the surface, the electrical conductivity and mechanical strength of the composite are increased drastically.

A protocol to expose bare fibers on the composite surface by eliminating resin rich area is presented. The fibers are exposed during fabrication of the composites, not by the post surface treatment. The exposed carbon composites exhibit high electrical conductivity in the through-thickness direction and high mechanical property.

التنفيذ التجريبي لأسلوب تصنيع مركب جديد: تعريض الألياف العارية على سطح مركب بواسطة الأسلوب طبقة لينة

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

Fabrication of Refractive-index-matched Devices for Biomedical Microfluidics

The use of microfluidic devices has emerged as a defining tool for biomedical applications. When combined with modern microscopy techniques, these devices can be implemented as part of a robust platform capable of making simultaneous complementary measurements. The primary challenge created by the combination of these two techniques is the mismatch in refractive index between the materials traditionally used to make microfluidic devices and the aqueous solutions typically used in biomedicine. This mismatch can create optical artifacts near the channel or device edges. One solution is to reduce the refractive index of the material used to fabricate the device by using a fluorinated polymer such as MY133-V2000 whose refractive index is similar to that of water (n = 1.33). Here, the construction of a microfluidic device made out of MY133-V2000 using soft lithography techniques is demonstrated, using O2 plasma in conjunction with an acrylic holder to increase the adhesion between the MY133-V2000 fabricated device and the polydimethylsiloxane (PDMS) substrate. The device is then tested by incubating it filled with cell culture media for 24 h to demonstrate the ability of the device to maintain cell culture conditions during the course of a typical imaging experiment. Finally, quantitative phase microscopy (QPM) is used to measure the distribution of mass within the live adherent cells in the microchannel. This way, the increased precision, enabled by fabricating the device from a low index of refraction polymer such as MY133-V2000 in lieu of traditional soft lithography materials such as PDMS, is demonstrated. Overall, this approach for fabricating microfluidic devices can be readily integrated into existing soft lithography workflows in order to reduce optical artifacts and increase measurement precision.

This protocol describes the fabrication of microfluidic devices from MY133-V2000 to eliminate artifacts that often arise in microchannels due to the mismatching refractive indices between microchannel structures and an aqueous solution. This protocol uses an acrylic holder to compress the encapsulated device, improving adhesion both chemically and mechanically.

تصنيع الأجهزة المتطابقة من مؤشر الانكسار للطب الحيوي ميكروفلويديكس

The use of microfluidic devices has emerged as a defining tool for biomedical applications. When combined with modern microscopy techniques, these devices ...

Design and Implementation of a Bespoke Robotic Manipulator for Extra-corporeal Ultrasound

With the potential for high precision, dexterity, and repeatability, a self-tracked robotic system can be employed to assist the acquisition of real-time ultrasound. However, limited numbers of robots designed for extra-corporeal ultrasound have been successfully translated into clinical use. In this study, we aim to build a bespoke robotic manipulator for extra-corporeal ultrasound examination, which is lightweight and has a small footprint. The robot is formed by five specially shaped links and custom-made joint mechanisms for probe manipulation, to cover the necessary range of motion with redundant degrees of freedom to ensure the patient&#39;s safety. The mechanical safety is emphasized with a clutch mechanism, to limit the force applied to patients. As a result of the design, the total weight of the manipulator is less than 2 kg and the length of the manipulator is about 25 cm. The design has been implemented, and simulation, phantom, and volunteer studies have been performed, to validate the range of motion, the ability to make fine adjustments, mechanical reliability, and the safe operation of the clutch. This paper details the design and implementation of the bespoke robotic ultrasound manipulator, with the design and assembly methods illustrated. Testing results to demonstrate the design features and clinical experience of using the system are presented. It is concluded that the current proposed robotic manipulator meets the requirements as a bespoke system for extra-corporeal ultrasound examination and has great potential to be translated into clinical use.

This paper introduces the design and implementation of a bespoke robotic manipulator for extra-corporeal ultrasound examination. The system has five degrees of freedom with lightweight joints made by 3D printing and a mechanical clutch for safety management.

تصميم وتنفيذ مناور الروبوتية مفصل لمادية خارجة عن الموجات فوق الصوتية

With the potential for high precision, dexterity, and repeatability, a self-tracked robotic system can be employed to assist the acquisition of real-time ...