Diese Methode beschreibt die Schaffung einer Wasserbrücke und deren Betätigung als Wasserfaser. Die Wasserfaser hat kein trübes Material und schwebt frei in der Luft. Die Bedeutung der Wasserfaser liegt darin, dass sie Kapillar- und elektromagnetische Wellen zusammenhält und damit einen neuen Spielplatz für die Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Licht- und Flüssigkeitsbrunnengeräten eröffnet.
Besorgen Sie sich zwei PMMA-Platten, um die Reservoirs herzustellen. Schneiden Sie jede Platte auf die gleiche Größe und Bohrhohlräume auf einer Seite von jeder in einem dreieckigen Muster. Die Hohlräume sollten sieben Millimeter im Durchmesser und acht Millimeter tief sein.
Kleben Sie Steckermagnete in alle Hohlräume in jeder Platte. Wenn Sie fertig sind, drehen Sie die Platten um, damit sich die Magnete auf der Unterseite befinden. Erstellen Sie als Nächstes eine Pipettenklemme für jede Platte.
Für eine Klemme ein Stück PMMA schneiden und zwei Magnete kleben, um die Magnete eines Reservoirs zu entsprechen. Machen Sie einen elektrischen Stecker für jede Platte, indem Sie Magnete in Metallfolie wickeln. Reinigen Sie alle Bereiche und Anschlüsse an jedem Reservoir gründlich mit Alkohol und entionisiertem Wasser.
Die Oberflächen mit Stickstoff trocknen. Bedecken Sie die Wasserbehälter und alle Klemmen mit PTFE-Band, um Leckagen zu vermeiden. Montieren Sie nun ein Reservoir auf einer Mikropositionierstufe mit fünf Freiheitsgraden.
Positionieren Sie die beiden Reservoirs für die Bildgebung unter einem optischen Mikroskop mit einem Fernfeldobjektiv. Hinter jedem Reservoir können Sie optische Faserklemmen auf linearen Übersetzungsstufen einrichten. Holen Sie sich Single-Mode-Faser für die Herstellung der konjüngenden Koppler.
Darüber hinaus erhalten Sie die Mikropipette für das Experiment ausgewählt. Verwenden Sie einen Faser-Stripper, um 10 bis 15 Millimeter der nackten Faser freizulegen. Nach der Reinigung des abgestreiften Endes der Faser, fädeln Sie es durch die Mikropipette.
Als nächstes nehmen Sie die Faser zu einer Verjüngungsstation. Das Fasersegment beidseitig mit sechs Hundertstel Millimetern pro Sekunde ziehen. Verwenden Sie beim Ziehen eine Wasserstoffflamme, um die Faser unter den Kriterien des Einzelmodus zu verjüngen.
Schalten Sie die Flamme aus, dann vorsichtig erhöhen Sie die Spannung in der Faser, bis sie an ihrer dünnsten Stelle bricht. Die Neigung für den Einsatz als optische Kupplung sollte kleiner als eine über 20 sein. Wenden Sie sich nun der Herstellung des Faserlinsenkopplers zu.
Dies erfordert 1. 550 Animeter Single-Mode-Faser mit einer exponierten Spitze zusammen mit einer zweiten Mikropipette für das Experiment ausgewählt. Passieren Sie die gereinigte Faserspitze durch die Mikropipette. Als nächstes nehmen Sie die Faser zu einem elektrischen Fusionsspleißer und legen Sie die freiliegende Spitze hinein.
Die Spitze erhitzen, bis das Glasfaserende flüssig wird. Stoppen, nachdem das Glas flüssig wird und eine abgerundete Form bildet, die Glasfaserlinse. An dieser Stelle, montieren Sie die Elemente des Geräts.
Beginnen Sie mit dem Reservoir auf der Positionierstufe. Positionieren Sie die Mikropipette mit der 1, 550 Animeter Faser, so dass sich ein Ende im Reservoirbereich befindet. Sichern Sie es mit der PMMA-Klemme.
Stellen Sie sicher, dass sich die Glasfaserlinse unter dem Mikroskop befindet. Lassen Sie das andere Ende der Faser an einen Leistungsmesser koppeln und auf eine lineare Übersetzungsstufe klemmen. Auf dem anderen Reservoir, klemmen Sie die Mikropipette und konische Faser an Ort und Stelle mit dem konischen Ende unter dem Mikroskop.
Sein anderes Ende sollte ebenfalls auf eine lineare Übersetzungsstufe geklemmt und an einen 780 Nanometer langlaufenden Wellenlaser gekoppelt werden. Füllen Sie nun die Reservoirs mit entionisiertem Wasser. Jedes Reservoir kann 100 bis 300 Mikroliter aufnehmen.
Stellen Sie sicher, dass sich in beiden Mikropipetten keine Blasen befinden. Passen Sie den Mikropositionierer an, um einen fluidischen Kontakt zwischen den Mikropipetten herzustellen. Dieses Bild stellt ein Beispiel für flüssigen Kontakt bereit.
Fahren Sie fort, sobald der Kontakt bestätigt wurde. Stellen Sie die Fasern und den Mikropositionierer weiter ein, um die Übertragung von Laserlicht zu erreichen. Dazu setzen Sie die Faserkoppler in die Wasserfaser ein.
Das Ausrichten des Systems ist nicht so einfach, wie es scheint. Die Wasserfaser und die Kupplungen werden nicht zueinander angezogen. Um eine gute Übertragung zu erreichen, muss man die Kupplungen kräftig in die Wasserfaser schieben.
Legen Sie bei elektrischen Anschlüssen die Magnetanschlüsse auf jedes Reservoir. Sie sollten magnetisch gesichert sein und ihre Folie sollte Krokodilklemmen an Ort und Stelle haben. Verwenden Sie elektrische Kabel, um die Klemmen an die Klemmen einer Hochspannungsquelle anzuschließen.
Sobald alles fertig ist, erhöhen Sie langsam die Spannung. Passen Sie die Mikropositionierstufe an, um den Abstand zwischen den Mikropipetten langsam zu vergrößern. Nehmen Sie als Nächstes eine Leistungsmessung vor, um den Kopplungswirkungsgrad zu bestimmen, und trennen Sie dann den Leistungsmesser.
Schließen Sie an seiner Stelle einen Fotoempfänger an den Ausgangsfaserkoppler an. Zeigen Sie die Ausgabe des Fotoempfängers auf einem Oszilloskop an. Zeichnen Sie Zeitspurmessungen des durchgesendeten Lichts auf, das die Kapillarwasserfaserschwingungen darstellt.
Verwenden Sie das Mikroskop-Setup der Ansicht, um die Geometrie der Wasserfaser zu charakterisieren. Die mit dieser Methode hergestellten Fasern können bis zu einem Millimeter mit einem Durchmesser von etwa 40 Mikrometern betragen. Sie können auch etwa 50 Mikrometer lang sein und einen Durchmesser von etwa 1,5 Mikrometern haben.
Diese Fluoreszenzfarbmessung bestätigt die Lichtdurchlässigkeit durch das Wasserfaservolumen. Eine weitere Messung zeigt die Oberflächenstreuung durch Kapillarwellen an der Wasserfaser-Flüssigkeitsphasengrenze. Die Implikationen dieser Technik erstrecken sich auf Multiwellendetektoren.
Stromdetektoren nutzen eine Art von Welle. Die Wasserfaser beherbergt drei verschiedene Arten von Wellen, Kapillaren, Akustik und Optisch, die Energie austauschen und sich gegenseitig verhören können. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, sich daran zu erinnern, genau auf die Herstellung der optischen Kupplungen zu achten.
Auch das Ausführen des Experiments birgt die Gefahr, die verjüngten Faserkupplungen mechanisch oder durch einen elektrischen Bogen zu brechen oder zu beschädigen. Im Allgemeinen werden Personen, die neu in dieser Methode sind, Schwierigkeiten haben, weil ein hoher elektrischer Wasserwiderstand für dieses Experiment entscheidend ist. Schon geringe Mengen an Ionen in der Flüssigkeit führen zum Einsturz der Wasserbrücke.
Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit hohen Spannungen und Hochleistungslaserlicht extrem gefährlich sein kann und Vorsichtsmaßnahmen, wie z. B. die richtige elektrische Erdung und der Augenschutz, sollten immer während der Durchführung dieses Verfahrens getroffen werden.
