JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

אנו מציגים פרוטוקול עבור בודה חללים גבישים פוטוניים 1-D על סיבי סיליקה בקוטר subwavelength (nanofibers אופטי) באמצעות אבלציה לייזר המושרה femtosecond.

Abstract

אנו מציגים פרוטוקול עבור בודה 1-D פוטוניים קריסטל (PHC) חללים על סיבים אופטיים מחודדות בקוטר subwavelength, nanofibers אופטי, באמצעות אבלציה לייזר המושרה femtosecond. אנו מראים כי אלפי מכתשי ננו תקופתי מיוצרים על nanofiber אופטי על ידי הקרנת רק עם דופק לייזר femtosecond יחיד. עבור מדגם טיפוסי, מכתשים-ננו תקופתיים עם תקופה של 350 ננומטר עם קוטר משתנה בהדרגה מ 50 - 250 ננומטר לאורך של 1 מ"מ מיוצרים על nanofiber עם קוטר כ -450 - 550 ננומטר. היבט מרכזי של nanofabrication כזו היא כי nanofiber עצמו פועל כעדשה גלילי וממקדת קרן לייזר femtosecond על משטח הצל שלה. יתר על כן, ייצור יחיד ירה עושה את זה חסין מפני אי יציבות מכאנית ופגמי ייצור אחרים. ננו-מכתשים תקופתיים על nanofiber, לשמש PHC 1-D ולאפשר השתקפות חזקה בפס רחב תוך שמירה על השידור הגבוה מתוך stopband. כמו כן, אנו מציגים שיטה לשלוט הפרופיל של מערך ננו-המכתש לפברק apodized ו-induced פגמו חללי PHC על nanofiber. הכליאה החזקה של השדה, הן רוחבית אורך ורוחב, בתוך חללי PHC מבוסס nanofiber ואת האינטגרציה היעילה לרשתות הסיבים, עשויה לפתוח אפשרויות חדשות עבור יישומי nanophotonic ומדע מידע קוונטי.

Introduction

כליאה חזקה של אור במכשירי nanophotonic פתחה אופקים חדשים במדע אופטי. טכנולוגיות nanofabrication מודרניות אפשרו ייצור של 1-D ו 2-D פוטוניים קריסטל (PHC) חורים בתור לקוחות פוטנציאליים חדשים ב lasing 1, חישת 2 ויישומי מיתוג אופטיים 3. יתר על כן, אינטראקציה אור-משנה חזקה חללים PHC אלה פתחה אפיקים חדשים למדע מידע קוונטי 4. מלבד עששת PHC, nanocavities plasmonic הראה גם 5 תחזיות מבטיחות, 6, 7. עם זאת, התממשקות חללים כאלה לרשת תקשורת מבוססת סיבים עדיין מהווה אתגר.

בשנים האחרונות, סיב אופטי במצב יחיד מחודד עם קוטר subwavelength, המכונה nanofiber האופטי, התפתח כהתקן nanophotonic מבטיח. בשל חזקכליאה רוחבית של השדה מודרך nanofiber ואת היכולת ליצור אינטראקציה עם המדיום שמסביב, nanofiber מותאם נרחבת וחקר ליישומי nanophotonic שונים 8. חוץ מזה, הוא גם נחקר בחום ויושם מניפולציה הקוונטי של אור וחומר 9. צימוד יעיל של פליטה מ קרינת קוונטים כמו, אטומי ליזר מקורר יחידים / מעטי נקודות קוונטיות יחידות, לתוך מצבי מודרך nanofiber נחקר והפגין 10, 11, 12, 13, 14, 15. האינטראקציה אור-משנה על nanofiber ניתן לשפר באופן משמעותי על ידי יישום מבנה חלל PHC על nanofiber 16, 17.

היתרון העיקרי עבור such מערכת היא סיב-ב-קו הטכנולוגיה אשר ניתן לשלב בקלות לרשת תקשורת. העברת אור של 99.95% דרך nanofiber המחודדת הודגמה 18. עם זאת, משמעות הדבר ששידור nanofiber רגיש מאוד אבק וזיהום. לכן, ייצור של מבנה PHC על nanofiber באמצעות טכניקת nanofabrication קונבנציונלית אינו פורה מאוד. למרות ייצור חלל על nanofiber באמצעות אלומת יונים ממוקדת (FIB) טחינה הודגם 19, 20, האיכות האופטית השחזור הוא לא גבוה.

בפרוטוקול הווידאו הזאת, אנו מציגים טכניקה 21 הוכיחו לאחרונה, 22 לפברק חללים PHC על nanofiber באמצעות אבלציה לייזר femtosecond. הבדיות מבוצעות על ידי יצירת תבנית ההתאבכות שני-קרן הלייזר femtosecond על nanofiber ו irradiating דופק לייזר femtosecond יחיד. ההשפעה של עידוש nanofiber ממלאת תפקיד חשוב ביכולת המימוש של טכניקות כגון, יצירת מכתשים אבלציה על פני השטח בצל nanofiber. עבור מדגם טיפוסי, מכתשים-ננו תקופתיים עם תקופה של 350 ננומטר עם קוטר משתנה בהדרגה מ 50 - 250 ננומטר לאורך של 1 מ"מ מיוצרים על nanofiber עם קוטר כ -450 - 550 ננומטר. ננו-מכתשים תקופתיים על nanofiber, לשמש PHC 1-D. כמו כן, אנו מציגים שיטה לשלוט הפרופיל של מערך ננו-המכתש לפברק apodized ו-induced פגמו חללי PHC על nanofiber.

היבט מרכזי של nanofabrication כזה הוא ההמצאה האופטית הכל, כך איכות אופטית גבוהה יכולה להישמר. יתר על כן, הייצור נעשה על ידי ההקרנה של רק דופק ליזר femtosecond אחת, מה שהופך את חיסון הטכניקה אי יציבות מכאנית ופגמי ייצור אחרים. כמו כן זה מאפשר in-house ייצור של ננו PHCחלל סיבים כך ההסתברות של זיהום ניתן למזער. פרוטוקול זה נועד לעזור לאחרים ליישם ולהתאים לסוג חדש זה של טכניקת nanofabrication.

איור 1 א מציג את תרשים סכמטי של ההתקנה ייצור. הפרטים של הליכי ההתקנה ויישור ייצור נדונים 21, 22. ליזר femtosecond עם 400 אורך גל מרכז ננומטר רוחב הפולס 120 FS הוא אירוע על מסכת שלב. מסכת השלב מפצלת את קרן ליזר femtosecond ב ל 0 ו ± 1 הזמנות. זינוק קרן משמש כדי לחסום את הקורה 0 מסדר. המראות מתקפלות באופן סימטרי ולשלב מחדש את ± 1 הזמנות במיקום nanofiber, ליצור תבנית התאבכות. ההגשה של מסכת השלב היא 700 ננומטר, ולכן תבנית ההתאבכות יש מגרש (Λ G) של 350 ננומטר. העדשה הגלילית מתמקדת קרן ליזר femtosecond לאורך nanofiber. גודל הקרן פני (ציר Y)ולאורך (Z ציר) את nanofiber הוא 60 מיקרומטר ו -5.6 מ"מ, בהתאמה. הסיבים המחודדים הוא רכוב על בעל מצויד הינע פייזו (PZT) עבור מתיחת הסיבים. כיסוי עליון עם צלחת זכוכית משמש כדי להגן על nanofiber מפני אבק. הבעל עם הסיבים המחודדים הוא קבוע על ספסל ייצור מאובזר עם תרגום (XYZ) וסיבוב (θ) בשלבים. Θ שלבית מאפשר סיבוב של המדגם nanofiber ב מטוס- YZ. The X-שלב יכול גם לשלוט על זוויות הטיה יחד XY- ו XZ-המטוס. מצלמת CCD הוא ממוקם במרחק של 20 ס"מ מן nanofiber ו בזווית של 45 מעלות במישור-XY לפקח על המיקום nanofiber. כל הניסויים מבוצעים בתוך תא נקי מצויד HEPA (מעצר חלקיקי יעילות גבוהה) מסנן כדי להשיג תנאים ללא אבק. אבק ללא תנאי הכרחי כדי לשמור על העברת nanofiber.

איור 1ב מציג את סכימטי של המדידות האופטיות. במהלך ייצור, התכונות האופטיות מנוטרות בקצרה בעזרת השקה (טווח אורכי גל: 700 - 900 ננומטר) פס רחב מקור אור מצמיד סיבים לתוך הסיב המחודד ומדידת הספקטרום של משודר והשתקפות האור באמצעות נתח ספקטרום ברזולוציה גבוהה. מקור ליזר CW מתכונן משמש כדי לפתור את מצבי החלל כראוי וכדי למדוד את הולכת החלל המוחלטת.

אנו מציגים פרוטוקול עבור ייצור ואפיון. באזור הפרוטוקול חולק לשלושה סעיפים קטנים, הכנת nanofiber, ייצור ליזר femtosecond ואפיון של הדגימות המפוברקות.

Protocol

זהירות: יש להרכיב משקפי בטיחות בהחלט להימנע מחשיפה ישירה מנורת UV וכל הלייזרים כולל ליזר femtosecond. תלבש חליפה חדר נקי וכפפות כדי למנוע זיהום. השלך כל זבל סיבים כראוי בתיבת האשפה המיועדת.

1. הכנת nanofiber

  1. השתמש חשפנית ציפוי סיבים להפשיט את הז'קט הפולימר של הסיב האופטי במצב היחיד למשך פרק 5 מ"מ בשני מקומות מופרדים 200 מ"מ. נקה את שני החלקים הפשיטו מכנית באמצעות cleanroom לנגב טבול מתנול. טובל את הסיב בין שני החלקים האלה הפשיטו אצטון. חכה במשך 10 - 15 דקות עד ז'קט של הסיבים להתפרק. קח את הסיב מ אצטון מנקה את החלק הפשיט כולו באמצעות cleanroom לנגב טבול מתנול.
  2. הגדר את הסיבים הפשיטו על שני השלבים של ציוד ייצור nanofiber האופטי (ONME) לפברק את nanofiber.
    1. הפעל את הלייזר החללית לתוך הסיב ולנטר את transmission באמצעות פוטודיודה ולהקליט את העברת נתונים במחשב באמצעות כרטיס ADC. הפעל את זרימת הגז באמצעות תוכנת ONME ולהצית את האש. טענת את הפרמטר מראש אופטימיזציה בתוכנת ONME עבור הייצור של סיבים מחודדים עם קוטר מותנים של 500 ננומטר ולהתחיל את תהליך הייצור.
      הערה: ONME הוא מכשיר זמין מסחרי, שנועד לפברק סיבים אופטיים מחודדים באמצעות טכניקה חומה למשוך סטנדרטית. היא משתמשת חמצן-מימן להבה לחום הסיב בשני שלבים ממונעים למשוך הסיב. את זרימת הגז ואת התנועות בשלב נשלטות על ידי תוכנת מחשב. הפרמטרים אופטימיזציה מראש ניתן לקבל מהספק, על פי בקשה מיוחדת.
  3. לאחר הייצור, לתפוס את הסיבים המחודדים לבעל nanofiber באמצעות אפוקסי UV לריפוי. מכסים את בעל nanofiber באמצעות המכסה העליון עם צלחת זכוכית (המוצג איור 1 א). שים את המדגם בתוך קופסא נקיה ולהעביר אל לה femtosecondיחידת ייצור ser.

2. ייצור לייזר Femtosecond

  1. מערך של התקנת הייצור
    1. שם צלחת זכוכית על הספסל ייצור בגובה של 15 מ"מ. מקרינים הלייזר femtosecond למשך 5 שניות על הדופק אנרגיה של 1 MJ. זהה את לייזר femtosecond המושרה אבלציה מהדור אור לבן, ואת המראה של דפוס אבלציה כקו-נזק על צלחת זכוכית.
    2. חזור על התהליך על ידי שינוי הגובה של צלחת הזכוכית באמצעות X-שלב ספסל הייצור. עבור כל ייצור, לתרגם את Y-שלב ספסל הייצור ב -1 מ"מ על מנת להפוך את הייצור בעמדה חדשה.
    3. מצא את הגובה עבור הקו אבלציה החזק. בעמדה זו, לכוונן את זווית ההטיה ואת המיקום של אחת המראות מתקפלים כדי למקסם את אבלציה. כמו כן, בסדר לכוון את ההטיה של X-שלב הספסל ייצור על מנת למקסם את אבלציה.
      הערה: את זווית ההטיה של המראה מתקפל הוא מכוון using כפתורי הכוונון בעל מראה kinematic ואת המיקום של המראה הוא מכוון ידי מתרגם את במת Z שעליו הוא מותקן.
    4. לאחר אופטימיזציה, לסמן את המיקום של הקו אבלציה על תוכנת מצלמת CCD ולהסיר את צלחת הזכוכית.
      הערה: תוכנת שליטה על מצלמת CCD מאפשר לכידת תמונה וסימני ציור על התמונה שצולמה. הוא גם מאפשר לשמור את הנתונים של התמונה שצולמה ואת הסימונים. מאז X-שלב ספסל הייצור אין במצב ייחוס מוחלט, תמונת CCD משמשת כהפנית התפקיד של ציר ה- X. הרזולוציה של התמונה CCD הוא 10 מיקרומטר לפיקסל.
    5. שימוש -coater פלטינום (Pt), מעיל צלחת זכוכית עבור 60 s להפקיד רובד 25 ננומטר של Pt על צלחת זכוכית. תמונה התבנית אבלציה על צלחת זכוכית באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM). אם תבנית אבלציה תערוכות מבנה תקופתי עם תקופה של 350 ננומטר (דפוס פרינג פרעות הצפוי) אז אלignment הוא מותאם. אחר לחזור על התהליך (משלב 2.1.1 - 2.1.4) עבור אנרגיות דופקות נמוכות (עד 300 μJ) עד להצגת תבנית אבלציה תקופתית נתפסת.
  2. המצאה של חלל apodized PHC
    1. מניח את הסיבים המחודדים על הספסל ייצור כ במקביל לקו אבלציה מסומן על מצלמת CCD.
    2. שלח ליזר בדיקה (כוח = 1 mW) דרך הסיבים המחודדים ולבחון את הפיזור מן הסיבים המחודדים על מצלמת CCD. חלק הפיזור החזק תואם את אזור nanofiber בשל קוטר subwavelength שלה.
    3. תרגם את במת Z של ספסל הייצור כדי למרכז את nanofiber למיקום קו אבלציה מסומן על מצלמת CCD.
    4. כבה את ליזר הבדיקה מקרין את ליזר femtosecond עם אנרגית דופק מינימום (<10 μJ). תרגום Y-שלב כדי לכסות את nanofiber עם קרן לייזר femtosecond. החפיפה מזוהה על ידי הארת nanofiber, observed על מצלמת CCD.
      הערה: nanofiber מיושר עכשיו ביחס קרן לייזר femtosecond לאורך Y ו- Z ציר.
    5. על מנת ליישר את nanofiber לאורך ציר ה- X, לתרגם את הבמה X חפיפה לתפקיד nanofiber למיקום קו אבלציה מסומן על מצלמת CCD.
    6. תרגם את הבמה Y על מנת למקסם את החפיפה של nanofiber עם לייזר femtosecond. שים את ההשתקפות של שתי ההזמנות הראשונות מן nanofiber (מופיע כשני כתמים בהירים על צלחת הזכוכית של המכסה העליון). שים לב לתנועת כתמי השתקפות אלה תוך תרגום שלבית Y הלוך ושוב.
      הערה: אם כתמים אלה לנוע לעבר צד אחד ואז nanofiber אינו מקביל לקו אבלציה. במקרה זה, לסובב את הבמה הרוטציה להפוך את ההקבלה nanofiber לקו אבלציה. כאשר הם מקבילים, כתמי ההשתקפות יופיעו כהבזק.
    7. לאחר ביצוע ההקבלה nanofiber לקו אבלציה, לתרגם את הבמה Y-מנת למקסם אתחפיפה בין קורה nanofiber ליזר femtosecond, על ידי מדידת הכח של ליזר femtosecond מפוזר לתוך מצבי מודרך nanofiber באמצעות פוטודיודה בסוף הסיבים המחודדים. לאחר מיקסום חפיפה, לסובב את הבמה סיבוב לזווית של ייצור θ = 0.5 מעלות.
      הערה: לקבלת חפיפה מקסימלית בין קרן הלייזר femtosecond ו nanofiber, ניתן היה לצפות את כוחו של אור לייזר femtosecond מפוזרים לתוך מצבי מודרך nanofiber להיות מוגדל.
    8. חסום את לייזר femtosecond עם מד הכוח להגדיר את האנרגיה הדופק ל -0.27 MJ. שינוי הגדרות לייזר femtosecond למצב הקרנה יחיד ירה.
      הערה: במצב זה, רק דופק יחיד נוצר כאשר אש המתג נלחץ, אחרת אין פלט ליזר.
      1. הסר את מד הכוח מנתיב קרן לייזר ואש דופק לייזר femtosecond יחיד. זה משלים את תהליך הייצור.
  3. Fabricatiעל של חלל PHC-induced פגם
    1. בדוק את היישור של ההתקנה על ידי התבוננות אבלציה על צלחת זכוכית כמתואר בסעיף 2.1. לאחר מציאת הגובה עבור קו אבלציה החזק, הכנס חוט נחושת 0.5 מ"מ במרכז של קרן הליזר רק לפני מסכת השלב. החוט נחושת צריך להיות לאורך ציר ה- Y (בניצב לקו אבלציה).
    2. בדוק את דפוס אבלציה על צלחת זכוכית בעת שינוי המיקום של חוטי נחושת לאורך ציר-Z. תקן את עמדת חוטי הנחושת כאשר דפוס אבלציה מציג פער יחיד במרכז הקו אבלציה.
    3. לאחר יישור, בצע את ייצור לייזר femtosecond על nanofiber בעקבות הנוהל המפורט בסעיף 2.2. עבור ייצור זה, לקבוע את זווית פברוק θ = 0 מעלות.

אפיון 3. הדוגמות המפוברקות

  1. מדידת תכונות אופטיות
    1. הכן את seזָכָר עבור מדידות אופטיות כמוצג באיור 1b. הפעל את מקור אור הפס הרחב לתוך הסיב המחודד ולמדוד את ספקטרום השידור והשתקפות לפני ואחרי הייצור באמצעות מנתח הספקטרום. לאחר ייצור, ספקטרום השידור יציג stopband מתאים התהודה בראג של המדגם המפוברק.
    2. סובב את המשוטים של מקטב מוטבעות סיבים כדי לבחור את הקיטוב ולקחת את ספקטרום לשני מאונך polarizations X-Pol ו- Y-Pol.
      הערה: עבור X-Pol (הקיטוב לאורך-מכתשי ננו) את stopband יהיה כחולה העביר 21 (לכיוון אורך הגל הקצר יותר) ואת הפיזור מן nanofiber יהיה חזק יותר. אז, בחר את הקיטובים ע"י הסתכלות הקשת ואת מצלמת CCD.
    3. עבור אחד הקיטובים, לקחת את ספקטרום השידור על ידי מתיחת הסיבים המחודדים באמצעות PZT (שמוצג באיור 1b). קח את הספקטרום על ידי יםtretching הסיב המחודד בצעדים של 2 מיקרומטר עד אורך המתיחה מקסימלית של 20 מיקרומטר (מוגבל בטווח סריקת PZT). שים לב כי תהודת בראג תהיה העביר אדום (כלפי אורך הגל הארוך יותר) על ידי מתיחת הסיבים המחודדים. מן הספקטרום הללו, לחשב את המשמרת של התהודה בראג, ליחידת מתיחת אורך.
    4. לפתרון מצבי החלל ומדידת שידור החלל המוחלט, השתמש מקור הליזר CW מתכונן. הפעל את הליזר לתוך הסיב המחודד ולנטר את התמסורת בטכנולוגיית פוטודיודה.
    5. קבע את אורך הגל לייזר עד קצה אדום בצד של stopband עבור Y-Pol ולהשתמש מקטב מוטבעות סיבים כדי למזער את השידור. בדרך זו, רכיב X-Pol מודחק ורק-Pol Y מסומן. קבע את אורך גל ליזר נוסף מתוך הקצה-פס אדום בצד ולהקליט את השידור תוך מתיחת הסיבים הדקיקים מקופסא 0 - 20 מיקרומטר.
      1. חזור על המדידה על ידי שינוי wavel לייזרength אל צד כחול בצעדים של 0.3 ננומטר עד stopband כולו מכוסה. מנתונים אלו, לשחזר את כל הקשת באמצעות הנתונים למשמרת התהודה ליחידת מתיחת אורך נמדדת בשלב 3.1.3.
        הערה: עבור מדגם טיפוסי, stopband (התהודה בראג) יחד עם משמרות מצבי חלל על ידי 2 ננומטר ידי מתיחת הסיבים המחודדים ב -20 מיקרומטר בטווח הספקטרום החופשי הטיפוסי עבור מצבי החלל הם בין 0.05 - 0.5 ננומטר. עבור אורך גל נתון של הליזר קלט אפשר למדוד לפחות 3 - 4 מצבי חלל על ידי מתיחת הסיבים המחודדים. המרווח התדיר בין המצבים הוא להסיק מהנתונים למשמרת התהודה ליחידת מתיחת אורך נמדדת בשלב 3.1.3. חזרה על המדידה על ידי שינוי אורך גל לייזר בצעדים של 0.3 ננומטר, לפחות 2 - 3 מצבים חלל ברציפות מחדש נמדד מדידות עוקבות. אפשר לשחזר את כל הספקטרום ידי שכיסה את העברת נתונים עבור מדידות עוקבות תוך מחצלתעמדת צ'ינג של מצבי החלל נמדד מחדש.
    6. עכשיו למדוד את הספקטרום עבור הקיטוב האחר באמצעות הליך דומה כאמור צעדי 3.1.5 ו 3.1.5.1.
  2. הדמיה המדגם מפוברק
    1. שים את המדגם מפוברק על צלחת מתכת 2 סנטימטר ולתקן את שני קצוות של הסיבים המחודדים לצלחת המתכת באמצעות UV אפוקסי לריפוי. ודא שצד ההקרנה של מדגם הפרצופים את לוחית המתכת כך שצד הצל ניתן הדמיה.
    2. השתמש-coater Pt כדי לצפות את המדגם עבור 30 s ו להפקיד רובד של Pt עם עובי של כ -10 ננומטר. מניחים את המדגם לתוך SEM. קח את תמונת SEM מדגם בכל 0.1 מ"מ על האזור המפוברק כולו.

תוצאות

תרשים 2 מציג את תמונת SEM של קטע אופייני של מדגם nanofiber המפוברק. זה מראה כי מכתשי ננו תקופתיים נוצרים בצד הצל של nanofiber, עם מחזוריות של 350 ננומטר המתאים היטב את תבנית ההתאבכות. ההבלעה מציגה את התצוגה המוגדלת של המדגם. הצורה-מכתשי ננו היא כמעט מעגלי...

Discussion

ההשפעה של עידוש nanofiber ממלאת תפקיד חשוב טכניקת הייצור, ובכך ליצור מכתשי ננו על פני השטח בצל nanofiber (שמוצג באיור 2). ההשפעה של עידוש nanofiber גם הופכת את תהליך הייצור חזק כדי אי יציבות מכאנית בכל בכיוון הרוחבי (ציר Y). יתר על כן, בשל הקרנה חד נורה, הוא אי היציבות לאורך צי?...

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was supported by the Japan Science and Technology Agency (JST) through the Strategic Innovation Program. KPN acknowledges support from a grant-in-aid for scientific research (Grant no. 15H05462) from the Japan Society for the Promotion of Science (JSPS).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Femtosecond LaserCoherent Inc.Libra HE
Phase MaskIbsen PhotonicsCustom Made
Optial Nanofiber Manufacturing Equipment  Ishihara SangyoONME
ADC CardPicoTechADC-24
Single mode fiberFujikuraFutureGuide-SM
Broadband sourceNKT PhotonicsSuperK EXTREME
CW Tunable LaserCoherent Inc.MBR-110
Spectrum analyser (Transmission spectrum)Thermo Fisher ScientificNicolet 8700
Spectrum analyser (Reflection spectrum)Ocean OpticsQE65000
CCD CameraThorlabsDCC1545M
Power MeterThorlabsD3MM
Pt-CoaterVacuum Device Inc.MSP-1S
Scanning Electron MicroscopeKeyenceVE-9800
UV Curable EpoxyNTT-ATAT8105
PhotodiodeThorLabsPDA 36A-EC
Clean room wipeTExWipeTX-404
Fiber coating stripperNTT-ATFiber nippers 250 μm 
Cover glassMatsunami Glass IND,LTDNEO micro cover glass 0.12-0.17 mm 
PZTNOLIACNAC 2011-H20
Cylindrical lens stageNewPortM-481-A 
Y,Z stagesChuo Precision Industrial Co., LTD.LD-149-C7
Rotation stageSIGMA KOKIKSPB-1026MH
Z-stage(1), Z-stage(2)NewPortM-460P 

References

  1. Painter, O. J., et al. Two-Dimensional Photonic Band-Gap Defect Mode Laser. Science. 284, 1819-1821 (1999).
  2. Loncar, M., Scherer, A., Qiu, Y. Photonic crystal laser sources for chemical detection. Appl. Phys. Lett. 82, 4648 (2003).
  3. Tanabe, T., Notomi, M., Mitsugi, S., Shinya, A., Kuramochi, E. All-optical switches on a silicon chip realized using photonic crystal nanocavities. Appl. Phys. Lett. 87, 151112 (2005).
  4. Yoshie, T., et al. Vacuum Rabi splitting with a single quantum dot in a photonic crystal nanocavity. Nature. 432, 200-203 (2004).
  5. Akimov, A. V., et al. Generation of single optical plasmons in metallic nanowires coupled to quantum dots. Nature. 450, 402-406 (2007).
  6. Noginov, M. A., et al. Demonstration of a spaser-based nanolaser. Nature. 460, 1110-1112 (2009).
  7. Zhang, X. Y., Zhang, T., Hu, A., Song, Y. J., Duley, W. W. Controllable plasmonic antennas with ultra narrow bandwidth based on silver nano-flags. Appl. Phys. Lett. 101, 153118 (2012).
  8. Tong, L., Zi, F., Guo, X., Lou, J. Optical microfibers and nanofibers: A tutorial. Opt. Comm. 285, 4641-4647 (2012).
  9. Morrissey, M. J., et al. Spectroscopy, manipulation and trapping of neutral atoms, molecules, and other particles using optical nanofibers: A review. Sensors. 13, 10449-10481 (2013).
  10. Kien, F. L., Dutta Gupta, S., Balykin, V. I., Hakuta, K. Spontaneous emission of a cesium atom near a nanofiber: Efficient coupling of light to guided modes. Phys. Rev. A. 72, 032509 (2005).
  11. Nayak, K. P., Melentiev, P. N., Morinaga, M., Kien, F. L., Balykin, V. I., Hakuta, K. Optical nanofiber as an efficient tool for manipulating and probing atomic fluorescence. Opt. Express. 15, 5431-5438 (2007).
  12. Nayak, K. P., Hakuta, K. Single atoms on an optical nanofiber. New J. Phys. 10, 053003 (2008).
  13. Nayak, K. P., Kien, F. L., Morinaga, M., Hakuta, K. Antibunching and bunching of photons in resonance fluorescence from a few atoms into guided modes of an optical nanofiber. Phys. Rev. A. 79, 021801 (2009).
  14. Yalla, R., Nayak, K. P., Hakuta, K. Fluorescence photon measurements from single quantum dots on an optical nanofiber. Opt. Express. 20, 2932-2941 (2012).
  15. Yalla, R., Kien, F. L., Morinaga, M., Hakuta, K. Efficient Channeling of Fluorescence Photons from Single Quantum Dots into Guided Modes of Optical Nanofiber. Phys. Rev. Lett. 109, 063602 (2012).
  16. Kien, F. L., Hakuta, K. Cavity-enhanced channeling of emission from an atom into a nanofiber. Phys. Rev. A. 80, 053826 (2009).
  17. Kato, S., Aoki, T. Strong coupling between a trapped single atom and an all-fiber cavity. Phys. Rev. Lett. 115, 093603 (2015).
  18. Hoffman, J. E., et al. Ultrahigh transmission optical nanofibers. AIP Advances. 4, 067124 (2014).
  19. Nayak, K. P., et al. Cavity formation on an optical nanofiber using focused ion beam milling technique. Opt. Express. 19, 14040-14050 (2011).
  20. Kien, F. L., Nayak, K. P., Hakuta, K. Nanofibers with Bragg gratings from equidistant holes. J. Modern Opt. 59, 274-286 (2012).
  21. Nayak, K. P., Hakuta, K. Photonic crystal formation on optical nanofibers using femtosecond laser ablation technique. Opt. Express. 21, 2480-2490 (2013).
  22. Nayak, K. P., Zhang, P., Hakuta, K. Optical nanofiber-based photonic crystal cavity. Opt. Lett. 39, 232-235 (2014).
  23. Becker, M., et al. Fiber Bragg grating inscription combining DUV sub-picosecond laser pulses and two-beam interferometry. Opt. Express. 16, 19169-19178 (2008).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

120NanophotonicsNanofabricationnanofiberQuantum

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved