YCK מכיר בתמיכה כספית ממועצת המחקר האירופית באמצעות NextPhase הפרויקט (ERC STG 278,616). מחברים גם מכירים תמיכה מהמרכז הלאומי d&#39;אטיודים Spatiales (CNES, צרפת) דרך SHYRO הפרויקט (הפעולה R &amp; T R-S10/LN-0001-004/DA: 10,076,201), מANR פרויקט אורה (BLAN 031,202), ו מאזור דה Franche-Comte, צרפת.

הפרוטוקול מורכב ב 5 שלבים עיקריים: בחלק הראשון אחד, התלחשויות, גלריה במצב המהוד הוא עשה. כדי לשלוט על התקדמות הליטוש של המהוד, מדידות מצב משטח מתבצעות. בשלב השלישי, אנו לפברק כלי שישיק אור במהוד. ברגע ששני הכלים העיקריים האלה מיוצרים, אנחנו משתמשים בם כדי להמחיש תהודות גבוהה Q אופטיים. לבסוף, בעזרת קרן לייזר קלט הספק גבוהה, המהוד מתנהג בצורה לינארית וקר מסרקים מיוצרים. 1. ליטוש מהוד בשלב זה, חלון אופטי גבישי מהוד (MGF 2 או 2 קפה, זמין מקמעונאים רכיב אופטיים) הוא צורה ומלוטשת. הליך ליטוש זה ממיר אותם לתהודת WGM באיכות גבוהה. מגדל הליטוש המותאם אישית מוצג בתכנית 1. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דבק החלון האופטי בגבישיםמקל שיכול להיות מוחזק על ידי ציר מנוע נושאות האוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעיל מדריך מתכתי בצורת V עם רקמת תמיכת הליטוש המתאימה, ושופך 10 אבקות שוחקות מיקרומטר (תחמוצת אלומיניום, יהלומים, או סיליקון קרביד) מעורבבות עם מים. לפנות למדריך זה הדיסק מסתובב (כ 5,000 סל&quot;ד, לחץ גרם 20) ולהתחיל חיקית אותו. תלוי בחומר ואת מהירות ספינינג, תהליך זה יכול להימשך בין שעה 2 (לקפה) 2 עד 4 שעות (לMGF 2). צעד זה ייתן לי ליטוש הצורה דו הקמורה שלה למהוד. בסופו של שלב זה הדיסק צריך להיות בצורה שהוצגה בתכנית 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השלב הבא נקרא בדרך כלל &quot;השחזה וליטוש&quot; הליך 24. זה בדרך כלל מורכב בחוזר על השלב הקודם עם חלקיקים שוחקים של גודל 10 מיקרומטר, 3 מיקרומטר, 1 מיקרומטר, 250 ננומטר, ולבסוף 100 ננומטר. רקמת התמיכה צריכה להיות מותאמת לכל גודל חלקיקים, להיות פחות נוקשה לגרגרים קטנים יותר. כדי למנוע סריטותוניתן לבצעו פסים, תרגום אופקי של המדריך. בכל שלב של טחינה רצופה וליטוש, המצב של המשטח צריך להיות שיפור. </li></ol> 2. שליטה על המדינה של פני השטח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בקרה ויזואלית תחת מיקרוסקופ אופטי היא הצעד הראשון לשליטת מדינת פני השטח: הדיסק הוא אטום לאור בשלבים הראשונים, אולם לאחר ליטוש חלקיק 1 מיקרומטר מוצלח, הדיסק הופך להיות שקוף וצדדיה לשקף את האור: כך מכונה ליטוש אופטי כבר הגיע וגורם האיכות של המהוד צריך להיות ב05-10 אוקטובר טווח 6. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי ללטש את קטן יותר, העין אינה מסוגלת להעריך את מצבו של השטח, אפילו באמצעות מיקרוסקופ רגיל. בשלב זה, יש צורך במדידת interferometric של מדינת פני השטח. השתמש במיקרוסקופ מצויד בעדשה אובייקטיבית אינטרפרומטר Mirau ועם מקור אור לבן. התמונה של המהוד מפריעה wiה מישור התייחסות, ובכך חושף ידי שלב אור לבן הסטת כלי עיבוד פני השטח באופן עצמאי גובה בכל נקודה עם רזולוציה של שבריר של אורך הגל, כלומר כמה ננומטרים. מדידה זו יכולה לשמש גם כדי להעריך את העקמומיות של הדיסק 25. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על ידי שינוי האורך בין המדגם והאובייקטיבי, לקבוע את השלב האופטי של השתקפות המהוד ולחשב את וריאציות הגובה של פני השטח. זה יכול להיות תודה אוטומטית למחשב ייעודי, ומפה של פני שטח הגובה נוצרה, המאפשרת קביעת החספוס של המדגם. לפקח על חספוס פני השטח כפי שמוסבר באיור 1, ולהפסיק את הליך השחזת ליטוש כאשר שולי ההפרעה הם קלים ביותר שניתן. </li></ol> 3. ציור פיד לבני זוג אור במהוד, יש צורך בסיב אופטי קטן מאוד: קוטרו צריך להיות בסביבות 3 מיקרומטר(כ 20 פעמים יותר מאשר שיער אדם). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רצועת סיבים סטנדרטי במצב יחיד סיליקה (SMF) את הפלסטיק שלה וציפוי פולימר באורך 5 ס&quot;מ בערך. למטרות ניטור, הסיבים צריכים להיות מחוברים למקור לייזר בקלט שלה, וphotodiode בתפוקה שלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את כל גודלו של הסעיף ללא ציפוי של הסיבים לשני מנועים מבוקרים מחשב ברזולוציה גבוהה. באמצעות ממשק המחשב של מנועים, להגדיר להם לנוע בתנועה מואצת כל הזמן, כך שכל צד של הסיבים יהיה נקרע לגזרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחממים את הסיבים ללא ציפוי בין שתי נקודות הקיבוע עם מנורת מבער כ 1 דקות לפני תחילת המתיחות. הלהבה צריכה להיות עדינה כדי לא לפוצץ להתחדד משם ברגע שהוא הוא קטן מאוד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל את תנועת מנועים, ובכך, המתיחה של הסיבים. ברגע שהוא התחיל את הציור, אפשר לפקח על השידור של להתחדד באמצעות מקור לייזר וphotodiode: דפוסי התערבות יהיותופיע במהלך התהליך, תדירותם תגדל, ולבסוף, הם ייעלמו לקוטר המותניים ליד 1 מיקרומטר. בשלב זה, את המנוע ואת הלהבה יש להפסיק בו זמנית. </li></ol> 4. צימוד אור במהוד WGM בשלב זה, להתחדד משמש לבני זוג אור במהוד ולקיים את eigenmodes גבוהה שאלות של החלל, אשר מיוצגים באיור 2. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את המהוד בשלב תרגום Piezo מבוקר 3 צירים. להתקרב אליו כדי להתחדד סיבים במרחק של פחות מ 1 מיקרומטר. המיקום היחסי של הסיבים להתחדד והמהוד מנוטר, הודות למיקרוסקופ, ומראה משמש לשליטה על המיקום האנכי וזווית הטיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את להתחדד הסיבים לדיודת לייזר גלוי: המהוד צריך להיות מואר כאשר הצימוד הוא יעיל, כפי שמוצג באיור 3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחבר לסיבים להתחדדלייזר מצב חופשי הופ עם linewidth צרה (צרה יותר מlinewidth של התהודה) בקצה אחד, וphotodiode המחובר לאוסצילוסקופ בצד השני. תגובת העברת המהוד ניתן להשיג על ידי סריקה באורך גל הקלט. להעריך את גורם האיכות של המהוד באמצעות ספקטרום השידור הושג, על ידי חישוב היחס בין תדר התהודה של המצבים וlinewidths (כל רוחב בחצי לכל היותר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידה מדויקת יותר מתבצעת עם הניסוי &quot;חלל טבעת למטה&quot; 26, שבו הגל סוחף מספיק מהיר כדי להשיג הפרעות בין האור המהדהד ריקבון במהוד ואור detuned בכל פעם שלאחר מכן. אפשר לכוונן את המיקום של להתחדד והמהוד להגדיל את צימוד Q-הפקטור ולקבל את הדפוס האופייני מוצג באיור 4. עקומת הכושר קשורה נותנת גורם האיכות של המהוד. </li></ol&gt; 5. יצירת המסרק בשלב האחרון זה, לייזר משאבת הספק גבוה מרגש את ההשפעות קוי במהוד. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס מגבר אופטי בין לייזר מתכונן והמהוד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הודות לphotodiode ואוסצילוסקופ, לכוונן את מקור לייזר כך שאורך גל הקלט הוא בסמוך לתהודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את סיבי הפלט למנתח ספקטרום אופטי ברזולוציה גבוהה ולהגדיל את כוח הקלט תוך detuning גל המשאבה מעט. תדרים חדשים יופיעו בכל צד של שיא המשאבה: זה מסרק תדר אופטי קר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבר בחזרה לphotodiode, אנו יכולים לראות את המכות בין המצבים השונים של הספקטרום שנוצרו. באמצעות מסנן להקה עובר מיקרוגל, אפשר לבודד טהור בתדר אות חשמלי זה עם רעש נמוך מאוד. </li></ol>

<ol>
	<li>Oraevsky, A. N. <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+waves.">Whispering-gallery waves.</a> Quantum Electronics. 32, 377-400 (2002).</li><li>Matsko, A. B., 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=Optical+Resonators+With+Whispering-Gallery+Modes-Part+I:+Basics.">Optical Resonators With Whispering-Gallery Modes-Part I: Basics.</a> IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 3-14 (2006).</li><li>Ilchenko, V. S., Matsko, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Resonators+With+Whispering-Gallery+Modes-Part+II:+Applications.">Optical Resonators With Whispering-Gallery Modes-Part II: Applications.</a> IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 15-32 (2006).</li><li>Maker, A. J., Armani, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Silica+Ultra+High+Quality+Factor+Microresonators.">Fabrication of Silica Ultra High Quality Factor Microresonators.</a> J. Vis. Exp. (65), e4164 (2012).</li><li>Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Ilchenko, V. S., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+resonators+with+ten+million+finesse.">Optical resonators with ten million finesse.</a> Optics Express. 15, 6768-6773 (2007).</li><li>Sprenger, B., Schwefel, H. G. L., Lu, Z. H., Svitlov, S., Wang, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CaF2+whispering-gallery-mode-resonator+stabilized-narrow-linewidth+laser.">CaF2 whispering-gallery-mode-resonator stabilized-narrow-linewidth laser.</a> Optics Letters. 35, 2870-2872 (2010).</li><li>Vahala, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optical Microcavities. , (2004).</li><li>Matsko, A. B., Savchenkov, A. A., Yu, N., Maleki, L. <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+resonators+as+frequency+references.+I.+Fundamental+limitations.">Whispering-gallery-mode resonators as frequency references. I. Fundamental limitations.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 24, 1324-1335 (2007).</li><li>Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Ilchenko, V. S., Yu, N. <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+resonators+as+frequency+references.+II.+Stabilization.">Whispering-gallery mode resonators as frequency references. II. Stabilization.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 24, 2988-2997 (2007).</li><li>Chembo, Y. K., Baumgartel, L. M., Yu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+whispering-gallery+mode+disk+resonators+for+metrological+applications.">Toward whispering-gallery mode disk resonators for metrological applications.</a> SPIE Newsroom. , (2012).</li><li>Armani, D. K., Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., 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=Ultra-high-Q+toroid+microcavity+on+a+chip.">Ultra-high-Q toroid microcavity on a chip.</a> Nature. 421, 925-929 (2003).</li><li>Hofer, J., Schliesser, A., Kippenberg, T. 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+optomechanics+with+ultrahigh-Q+crystalline+microresonators.">Cavity optomechanics with ultrahigh-Q crystalline microresonators.</a> Phys. Rev. A. 82, 031804 (2010).</li><li>F&#252;rst, J. U., Strekalov, D. V., Elser, D., Aiello, A., Andersen, U. L., Marquardt, C. h., Leuchs, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+Light+from+a+Whispering-Gallery-Mode+Disk+Resonator.">Quantum Light from a Whispering-Gallery-Mode Disk Resonator.</a> Phys. Rev. Lett. 106, 113901-1-113901-4 (2011).</li><li>Del'Haye, P., Schliesser, A., Arcizet, O., Wilken, T., Holzwarth, R., Kippenberg, T. 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+frequency+comb+generation+from+a+monolithic+microresonator.">Optical frequency comb generation from a monolithic microresonator.</a> Nature. 450, 1214-1217 (2007).</li><li>Kippenberg, T. J., Holzwarth, R., Diddams, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microresonator-Based+Optical+Frequency+Combs.">Microresonator-Based Optical Frequency Combs.</a> Science. 322, 555-559 (2011).</li><li>Spillane, S. M., Kippenberg, T. J., Vahala, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultralow-threshold+Raman+laser+using+a+spherical+dielectric+microcavity.">Ultralow-threshold Raman laser using a spherical dielectric microcavity.</a> Nature. 415, 621-623 (2002).</li><li>Liang, W., Ilchenko, V. S., Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Seidel, D., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passively+Mode-Locked+Raman+Laser.">Passively Mode-Locked Raman Laser.</a> Phys. Rev. Lett. 154, 143903-1-143903-4 (2010).</li><li>Grudinin, I. S., Matsko, A., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brillouin+lasing+with+a+CaF2+whispering+gallery+mode+resonator.">Brillouin lasing with a CaF2 whispering gallery mode resonator.</a> Phys. Rev. Lett. 102, 043902-1-043902-4 (2009).</li><li>Werner, C. S., Beckmann, T., Buse, K., Breunig, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blue-pumped+whispering+gallery+optical+parametric+oscillator.">Blue-pumped whispering gallery optical parametric oscillator.</a> Optics Letters. 37, 4224-4226 (2012).</li><li>Knight, J. C., Cheung, G., Jacques, F., Birks, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase-matched+excitation+of+whispering+gallery-mode+resonances+by+a+fiber+taper.">Phase-matched excitation of whispering gallery-mode resonances by a fiber taper.</a> Opt. Lett. 22, 1129-1131 (1997).</li><li>Chembo, Y. K., Yu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modal+expansion+approach+to+optical-frequency-comb+generation+with+monolithic+whispering-gallery-mode+resonators.">Modal expansion approach to optical-frequency-comb generation with monolithic whispering-gallery-mode resonators.</a> Phys. Rev. A. 82, 033801-1-033801-18 (2010).</li><li>Chembo, Y. K., Strekalov, D. V., Yu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectrum+and+Dynamics+of+Optical+Frequency+Combs+Generated+with+Monolithic+Whispering+Gallery+Mode+Resonators.">Spectrum and Dynamics of Optical Frequency Combs Generated with Monolithic Whispering Gallery Mode Resonators.</a> Phys. Rev. Lett. 104, 103902-1-103902-4 (2010).</li><li>Chembo, Y. K., Yu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+generation+of+octave-spanning+optical+frequency+combs+using+monolithic+whispering-gallery-mode+microresonators.">On the generation of octave-spanning optical frequency combs using monolithic whispering-gallery-mode microresonators.</a> Opt. Lett. 35, 2696-2698 (2010).</li><li>Brown, N. 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+fabrication.">Optical fabrication.</a> Report MISC 4476 1LLNL. , (1990).</li><li>Strekalov, D. V., Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Yu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+upconversion+of+subterahertz+radiation+in+a+high-Q+whispering+gallery+resonator.">Efficient upconversion of subterahertz radiation in a high-Q whispering gallery resonator.</a> Optics Letters. 34, 713-715 (2009).</li><li>Dumeige, Y., Trebaol, S., Ghisa, L., Ngan Nguyen, T. K., Tavernier, H., Feron, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+coupling+regime+of+high-Q+resonators+and+optical+gain+of+highly+selective+amplifiers.">Determination of coupling regime of high-Q resonators and optical gain of highly selective amplifiers.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 12, 2073-2080 (2008).</li><li>Gorodetsky, M. L., 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=Optical+microsphere+resonators:+optimal+coupling+to+high-Q+whispering-gallery+modes.">Optical microsphere resonators: optimal coupling to high-Q whispering-gallery modes.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 16, 147-154 (1999).</li><li>Ilchenko, V. S., Yao, X. S., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pigtailing+the+high-Q+microsphere+cavity:+a+simple+fiber+coupler+for+optical+whispering-gallery+modes.">Pigtailing the high-Q microsphere cavity: a simple fiber coupler for optical whispering-gallery modes.</a> Opt. Let. 24, 723-725 (1999).</li><li>Del'Haye, P., Arcizet, O., Schliesser, A., Holzwarth, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kippenberg+T.J.+Full+stabilization+of+a+microresonator+frequency+comb.">Kippenberg T.J. Full stabilization of a microresonator frequency comb.</a> Phys. Rev. Let. 101, 053903 (2008).</li></ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

פרוטוקול זה מאפשר לייצר תהודה אופטית גבוהה שאלות, לזוג אור לתוכם ולעורר תופעות לא קוי עבור יישומי מיקרוגל פוטוניקה שונים. הצעד הראשון של טחינה גסה צריך לתת את צורתו למהוד. אחרי שעה של טחינה עם אבקת קרצוף 10 מיקרומטר, צד אחד של ?...

מצב תהודה גלריות לוחשת הן בדיסקים או בתחומי רדיוס מיקרו או millimetric 1,2,3,4. ובלבד שהמהוד הוא כמעט בצורה מושלמת (חספוס פני השטח בגודל ננומטר), יכול להיות לכוד אור לייזר על ידי ההתבוננות פנימית מוחלטת בתוך eigenmodes, המכונים בדרך כלל מצבי לחישה-גלריה (WGMs). מגוון ללא הרפאים שלהם (או תדירות intermodal) יכול להשתנות מGHz לTHz בהתאם לרדיוס של המהוד, ואילו גורם איכותם ש יכול להיות גבוהה במיוחד 5, החל מיולי 10 - נובמבר 10. בשל המאפיין הייחודי שלהם לאגור ולהאט את האור, הייתה בשימוש תהודה אופטית WGM לבצע משימות רבות עיבוד אותות אופטיים 3: סינון, הגברה, בזמן עיכוב, וכו &#39;. עם השיפור המתמיד של טכנולוגיות ייצור, גורמי האיכות חסרות התקדים שלהם להפוך אותם מתאימים ליישום גם תובעני יותר בהמטרולוגיה או קוואנטיישומים מבוססי-אום 6-13. בתהודת Q גבוהה במיוחד אלה, נפח הקטן של כליאה, צפיפות פוטון גבוהה, וכל חיים פוטון ארוכים (יחסית לש) לגרום לאינטראקצית אור עניין חזקה מאוד, שעשוי להלהיב את WGMs השונים באמצעות אפקטים קוי שונים, כמו קר, ראמאן, או רילואן למשל 14-19. שימוש בתופעות לא לינאריות בלחש תהודה מצב גלריה הוצעה כשינוי פרדיגמה מבטיח למיקרוגל אולטרה טהור ודור Lightwave. העובדה שנושא זה חוצה כל כך הרבה תחומים של מדע וטכנולוגיה הבסיסיים היא אינדיקציה ברורה של פוטנציאל ההשפעה מאוד החזק שלה במגוון רחב של תחומים. בפרט, טכנולוגיות הנדסת אוירונוטיקה וחלל ותקשורת נמצאות כעת בצורך של מיקרוגל תכליתי ואות Lightwave עם לכידות יוצאות דופן. יש טכנולוגית WGM מספר יתרונות על פני שיטות קיימות פוטנציאליים או אחרות: פשטות רעיונית, higher חוסן, צריכת חשמל קטנה יותר, חיים ארוכים יותר, חסינות להפרעות, נפח קומפקטי מאוד, רבגוניות תדירות, שילוב שבב קל, כמו גם פוטנציאל חזק לשילוב הזרם המרכזי של רכיבים פוטוניים סטנדרטיים עבור שניהם מיקרוגל וטכנולוגיות Lightwave. בהנדסת התעופה והחלל, מתנדים קוורץ הם ​​דומיננטיים גורף כמקורות מיקרוגל מפתח עבור שני מערכות ניווט (מטוסים, לווינים, חלליות, וכו &#39;) ומערכות גילוי (מכ&quot;מים, חיישנים וכו&#39;). עם זאת, הוא הכיר פה אחד היום כי ביצועי יציבות תדר של מתנדים קוורץ הוא להגיע לקומה שלו, ולא ישפר באופן משמעותי יותר. לאורך אותו הקו, התדירות צדדיות שלהם מוגבל וכמעט לא לאפשר לדור מיקרוגל אולטרה יציב מעבר ל40 GHz. מתנדים פוטוניים מיקרוגל צפויים להתגבר על המגבלות האלה. מצד השני, בתקשורת הנדסה, מיקרוגל פוטוןמתנדים IC צפויים גם להיות מרכיבים מרכזיים ברשתות תקשורת אופטיות שבו הם יבצעו את המרת Lightwave / מיקרוגל עם יעילות חסרת תקדים. הם גם בקנה אחד עם המגמה המתמשכת של רכיבים אופטיים קומפקטיים מלאים בLightwave טכנולוגיה, המאפשרת עיבוד מהיר במיוחד [למעלה / למטה המרה, (דה) אפנון, הגברה, ריבוב, ערבוב, וכו &#39;] ללא הצורך לתמרן מסיביים (ואז, לאט) אלקטרונים. זה רעיון של מעגלים פוטוניים הקומפקטיים שבו פוטונים פוטונים לשלוט באמצעות תקשורת קוי מטרה לעקוף את צוואר הבקבוק שמקורו מרוחב פס כמעט בלתי מוגבל לעומת אופטי מהירות עיבוד אופטו המוגבלת. מערכות תקשורת אופטיות גם הן מאוד תובעניות למיקרוגלי רעש מופע נמוכים במיוחד על מנת לספק את שניהם clocking (רעש מופע נמוך הוא שווה ערך לזמן ריצוד נמוך) ורוחב פס (-שיעורים קצת להגדיל באופן יחסי לתדר השעון) דרישות. למעשה, במהירות גבוהה communרשתות ication, מתנדים אולטרה יציבים כאלה הפניות יסוד לכמה מטרות (מתנד המקומי ללמעלה / למטה המרת תדר, סנכרון לרשת, סינתזת מנשא, וכו &#39;). תופעות לא לינאריות בתהודת WGM גם לפתוח אופקים חדשים של מחקר ליישומים אחרים, כגון לייזרי ראמאן ורילואן. באופן כללי יותר, תופעות אלה ניתן למזג בתוך נקודת המבט הרחבה יותר של תופעות לא לינאריות בחללים ובגלבו אופטיים, ואת זה הוא הפרדיגמה פורה עבור גבישים או סיליקון פוטוניקס. הכליאה החזקה ואורך החיים ארוכים מאוד של פוטונים לתוך WGMs דמוי טורוס מציעים גם בדיקת ספסל מצוינת לחקור סוגיות יסוד בחומר מעובה ופיסיקה הקוונטית. המירוץ לדיוק אי פעם עלה באותות אלקטרומגנטיים תורם גם כדי לענות על שאלות מובהקות בפיסיקה, הקשורים לתורת יחסות (מבחנים לinvariance ורנץ), או מדידה של קבועים פיסיקליים בסיסייםND הווריאציה האפשרית שלהם עם זמן. במאמר זה, את השלבים השונים הנדרשים לקבלת לחישה-גלריה-mode (WGM) תהודה אופטית גבישיים מתוארים ואפיונם הוא הסביר. הציג גם הוא את הפרוטוקול כדי לקבל סיבים מחודדים באיכות הגבוהה נחוצים לזוג אור לייזר לתהודה אלה. לבסוף, יישום דגל של תהודה הללו בתחום המיקרוגל Photonics, דור מיקרוגל כלומר אולטרה יציב באמצעות מסרקים קר, הוא הוצג ונדון. בחלקו הראשון, אנחנו פירוט הפרוטוקול אחריו כדי להשיג תהודה גבוהה במיוחד Q WGM. השיטה שלנו מסתמכת על לטחון וללטש את הגישה, שהוא מזכיר לטכניקות הסטנדרטיות המשמשות כדי למרק רכיבים אופטיים, כגון עדשות או מראות טלסקופ. החלק השני מוקדש לאפיון של חספוס פני השטח. אנו משתמשים בprofilometer interferometric אור ללא מגע לבן למדוד את משטח Roughness שמוביל אל פני השטח הפסדים המושרה פיזור ובכך להקטין את ביצועי הגורם ש. צעד זה הוא מבחן ניסיון חשוב להעריך את איכות הליטוש. החלק השלישי עוסק בייצור סיבי סיליקה מחודדים בקוטר בטווח מיקרומטר על מנת להשיק אור במהוד. כדי להגיע לקטרים ​​קטנים כאלה, נאמץ את הטכניקה &quot;להבת צחצוח&quot;, בו זמנית באמצעות מנועים מבוקרים מחשב כדי לפרק את הסיבים, ומבער כדי לחמם את אזור הסיבים להיות מחודד 20. בחלק הרביעי, המהוד והסיבים מחודדים הם התקרבו זה לזה כדי להמחיש את אות התהודה של מצבי הגלריה לוחשים באמצעות לייזר באורך גל לסריקת. אנחנו מראים בסעיף החמישי איך, על ידי הגדלת כוח האופטי במהוד, אנחנו מצליחות לעורר תופעות קוי עד שאנו רואים את היווצרות קר אופטי תדירות המסרקים, עם ספקטרום עשוי מקווי ספקטרום מרחקים שווים. כמו דוארmphasized לעיל, אלה יש ספקטרום מסרק קר מאפייני יוצאי דופן שמתאימים לכמה יישומים בטכנולוגית המדע ו21-23. אנו נשקול את אחד היישומים הבולטים ביותר של תהודה WGM על ידי הוכחת אות רב גל אופטי שintermodal תדר מיקרוגל אולטרה יציב.

<table border="1">
<tbody>
 <tr>
 <td> Material Name</td>
 <td>Company</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Step motors 50 mm course</td>
 <td>Thorlabs</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>3 axis nanostage</td>
 <td>Physik Instrumente</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>TUNICS tunable laser source</td>
 <td>Yenista</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Optical spectrum analyzer APEX</td>
 <td>APEX Technologies</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

microwave photonics systems based on whispering-gallery-mode resonators

מערכות מיקרוגל פוטוניקה להסתמך ביסודו על האינטראקציה בין מיקרוגל ואותות אופטיים. מערכות אלו מבטיחות מאוד לתחומים שונים של טכנולוגיה ומדע יישומי, כגון תעופה וחלל ותקשורת הנדסה, חישה, מטרולוגיה, קוי Photonics, ואופטיקה קוונטית. במאמר זה, אנו מציגים את הטכניקות העיקריות המשמשות במעבדה שלנו לבנות מערכות מיקרוגל פוטוניקה המבוסס על תהודה גלריות מצב Ultra-Q גבוהה בלחש. מפורט ראשון במאמר זה הוא הפרוטוקול לליטוש מהוד, המבוסס על טכניקה לטחון ופולניה קרובה לאלה המשמשים כדי למרק רכיבים אופטיים, כגון עדשות או מראות טלסקופ. ואז, חספוס פני השטח באמצעים profilometer interferometric אור לבן, שהוא פרמטר מרכזי כדי לאפיין את איכות הליטוש. על מנת להפעיל את האור במהוד, נעשה שימוש בסיבי סיליקה מחודדים בקוטר בטווח מיקרומטר. כדי להגיע לקוטר קטן כזהים, נאמץ את הטכניקה &quot;להבת צחצוח&quot;, בו זמנית באמצעות מנועים מבוקרים מחשב כדי לפרק את הסיבים, ומבער כדי לחמם את אזור הסיבים להיות מחודד. המהוד והסיבים מחודדים הם מאוחר יותר התקרבו זה לזה כדי להמחיש את אות התהודה של מצבי הגלריה לוחשים באמצעות לייזר באורך גל לסריקת. על ידי הגדלת כוח האופטי בתופעות מהוד, קוי מופעלים עד להיווצרותו של מסרק תדר אופטי קר הוא ציין עם קשת עשויה מקווי ספקטרום מרחקים שווים. יש ספקטרום מסרק קר אלה מאפייני יוצאי דופן שמתאימים לכמה יישומים בתחומי מדע וטכנולוגיה. אנו רואים ביישום הקשור לסינתזת תדר מיקרוגל אולטרה יציבה ולהדגים את הדור של מסרק קר בתדירות intermodal GHz.

פרוטוקול חמישה צעד זה מאפשר להשיג תהודה WGM עם גורמים באיכות גבוהות מאוד עבור יישומים פוטוניים מיקרוגל. הצעד הראשון שמטרתו לתת לצורה הרצויה מהוד, כפי שהיא מיוצגת בתכנית 2. הקושי העיקרי כאן הוא לייצר דיסק שפה שלו הוא חד מספ?...

Watch this Scientific Journal Video about Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators at JoVE.com

Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators

את הטכניקות שפותחו במעבדה המותאמות אישית שלנו לבנות מערכות מיקרוגל פוטוניקה המבוססת על תהודה גלריות מצב Ultra-Q גבוהה לחישות מוצגות. הפרוטוקולים להשיג ולאפיין תהודה אלה מפורטים, והסבר של חלק מהיישומים שלהם במיקרוגל Photonics הוא נתון.

מיקרוגל Photonics מערכות המבוססות על מהודי לחישות-גלריה של מצב

Microwave photonics systems rely fundamentally on the interaction between microwave and optical signals. These systems are extremely promising for various ...

microwave-photonics-systems-based-on-whispering-gallery-mode

Research

JoVE Journal

Engineering

16.8K Views.  FEMTO-ST Institute. את הטכניקות שפותחו במעבדה המותאמות אישית שלנו לבנות מערכות מיקרוגל פוטוניקה המבוססת על תהודה גלריות מצב Ultra-Q גבוהה לחישות מוצגות. הפרוטוקולים להשיג ולאפיין תהודה אלה מפורטים, והסבר של חלק מהיישומים שלהם במיקרוגל Photonics הוא נתון.

Video: Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe their electromagnetic properties to the structure of their constituents, instead of the atoms that compose them. For example, sub-wavelength metal wires can be arranged to possess an effective electric permittivity that is either positive or negative at a given frequency, in contrast to the metals themselves 2. This unprecedented control over the behaviour of light can potentially lead to a number of novel devices, such as invisibility cloaks 3, negative refractive index materials 4, and lenses that resolve objects below the diffraction limit 5. However, metamaterials operating at optical, mid-infrared and terahertz frequencies are conventionally made using nano- and micro-fabrication techniques that are expensive and produce samples that are at most a few centimetres in size 6-7. Here we present a fabrication method to produce hundreds of meters of metal wire metamaterials in fiber form, which exhibit a terahertz plasmonic response 8. We combine the stack-and-draw technique used to produce microstructured polymer optical fiber 9 with the Taylor-wire process 10, using indium wires inside polymethylmethacrylate (PMMA) tubes. PMMA is chosen because it is an easy to handle, drawable dielectric with suitable optical properties in the terahertz region; indium because it has a melting temperature of 156.6 &deg;C which is appropriate for codrawing with PMMA. We include an indium wire of 1 mm diameter and 99.99% purity in a PMMA tube with 1 mm inner diameter (ID) and 12 mm outside diameter (OD) which is sealed at one end. The tube is evacuated and drawn down to an outer diameter of 1.2 mm. The resulting fiber is then cut into smaller pieces, and stacked into a larger PMMA tube. This stack is sealed at one end and fed into a furnace while being rapidly drawn, reducing the diameter of the structure by a factor of 10, and increasing the length by a factor of 100. Such fibers possess features on the micro- and nano- scale, are inherently flexible, mass-producible, and can be woven to exhibit electromagnetic properties that are not found in nature. They represent a promising platform for a number of novel devices from terahertz to optical frequencies, such as invisible fibers, woven negative refractive index cloths, and super-resolving lenses.

Metamaterials at terahertz frequencies offer unique opportunities, but are challenging to fabricate in bulk. We adapt the fabrication procedure for microstructured polymer optical fibers to inexpensively fabricate metamaterials potentially on an industrial scale. We produce polymethylmethacrylate fibers containing ~10 &mu;m diameter indium wires separated by ~100 &mu;m, which exhibit a terahertz plasmonic response.

Metamaterials בודה בשיטת ציור הסיבים

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

Development of Whispering Gallery Mode Polymeric Micro-optical Electric Field Sensors

Optical modes of dielectric micro-cavities have received significant attention in recent years for their potential in a broad range of applications. The optical modes are frequently referred to as "whispering gallery modes" (WGM) or "morphology dependent resonances" (MDR) and exhibit high optical quality factors. Some proposed applications of micro-cavity optical resonators are in spectroscopy1, micro-cavity laser technology2, optical communications3-6 as well as sensor technology. The WGM-based sensor applications include those in biology7, trace gas detection8, and impurity detection in liquids9. Mechanical sensors based on microsphere resonators have also been proposed, including those for force10,11, pressure12, acceleration13 and wall shear stress14. In the present, we demonstrate a WGM-based electric field sensor, which builds on our previous studies15,16. A candidate application of this sensor is in the detection of neuronal action potential.
The electric field sensor is based on polymeric multi-layered dielectric microspheres. The external electric field induces surface and body forces on the spheres (electrostriction effect) leading to elastic deformation. This change in the morphology of the spheres, leads to shifts in the WGM. The electric field-induced WGM shifts are interrogated by exciting the optical modes of the spheres by laser light. Light from a distributed feedback (DFB) laser (nominal wavelength of ~ 1.3 &mu;m) is side-coupled into the microspheres using a tapered section of a single mode optical fiber. The base material of the spheres is polydimethylsiloxane (PDMS). Three microsphere geometries are used: (1) PDMS sphere with a 60:1 volumetric ratio of base-to-curing agent mixture, (2) multi layer sphere with 60:1 PDMS core, in order to increase the dielectric constant of the sphere, a middle layer of 60:1 PDMS that is mixed with varying amounts (2% to 10% by volume) of barium titanate and an outer layer of 60:1 PDMS and (3) solid silica sphere coated with a thin layer of uncured PDMS base. In each type of sensor, laser light from the tapered fiber is coupled into the outermost layer that provides high optical quality factor WGM (Q ~ 106). The microspheres are poled for several hours at electric fields of ~ 1 MV/m to increase their sensitivity to electric field.

A high-sensitivity photonic micro sensor was developed for electric field detection. The sensor exploits the optical modes of a dielectric sphere. Changes in the external electric field perturb the sphere morphology leading to shifts in its optical modes. The electric field strength is measured by monitoring these optical shifts.

פיתוח של חיישני Whispering גלרית Mode פולימריים מייקר אופטי שדה חשמליים

Optical modes of dielectric micro-cavities have received significant attention in recent years for their potential in a broad range of applications. The ...

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.

ניתוח של ממשקי מגע עבור יחיד התקני Nanowire גן

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

Analyzing the Movement of the Nauplius 'Artemia salina' by Optical Tracking of Plasmonic Nanoparticles

We demonstrate how optical tweezers may provide a sensitive tool to analyze the fluidic vibrations generated by the movement of small aquatic organisms. A single gold nanoparticle held by an optical tweezer is used as a sensor to quantify the rhythmic motion of a Nauplius larva (Artemia salina) in a water sample. This is achieved by monitoring the time dependent displacement of the trapped nanoparticle as a consequence of the Nauplius activity. A Fourier analysis of the nanoparticle&#39;s position then yields a frequency spectrum that is characteristic to the motion of the observed species. This experiment demonstrates the capability of this method to measure and characterize the activity of small aquatic larvae without the requirement to observe them directly and to gain information about the position of the larvae with respect to the trapped particle. Overall, this approach could give an insight on the vitality of certain species found in an aquatic ecosystem and could expand the range of conventional methods for analyzing water samples.

Analyzing the Movement of the Nauplius &#039;Artemia salina&#039; by Optical Tracking of Plasmonic Nanoparticles

We use optical tracking of plasmonic nanoparticles to probe and characterize the frequency movements of aquatic organisms.

ניתוח התנועה של Nauplius &#39;<em&gt; סלינה הארטמיה</em&gt; &quot;על ידי מנגנון עקיבה האופטי של Plasmonic חלקיקים

We demonstrate how optical tweezers may provide a sensitive tool to analyze the fluidic vibrations generated by the movement of small aquatic organisms. A ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of biosensing devices. We report on a protocol of using KrF and ArF lasers irradiating Si (001) samples immersed in a liquid environment with low number of pulses and operating at moderately low pulse fluences to induce Si wettability modification. Wafers immersed for up to 4 hr in a 0.01% H2O2/H2O solution did not show measurable change in their initial contact angle (CA) ~75&#176;. However, the 500-pulse KrF and ArF lasers irradiation of such wafers in a microchamber filled with 0.01% H2O2/H2O solution at 250 and 65 mJ/cm2, respectively, has decreased the CA to near 15&#176;, indicating the formation of a superhydrophilic surface. The formation of OH-terminated Si (001), with no measurable change of the wafer&#8217;s surface morphology, has been confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy measurements. The selective area irradiated samples were then immersed in a biotin-conjugated fluorescein-stained nanospheres solution for 2 hr, resulting in a successful immobilization of the nanospheres in the non-irradiated area. This illustrates the potential of&#160;the method for selective area biofunctionalization and fabrication of advanced Si-based biosensing architectures. We also describe a similar protocol of irradiation of wafers immersed in methanol (CH3OH) using ArF laser operating at pulse fluence of 65 mJ/cm2 and in situ formation of a strongly hydrophobic surface of Si (001) with the CA of 103&#176;. The XPS results indicate ArF laser induced formation of Si&#8211;(OCH3)x compounds responsible for the observed hydrophobicity. However, no such compounds were found by XPS on the Si surface irradiated by KrF laser in methanol, demonstrating the inability of the KrF laser to photodissociate methanol and create -OCH3 radicals.

We report on a process of in situ alteration of HF treated Si (001) surface into a hydrophilic or hydrophobic state by irradiating samples in microfluidic chambers filled with&#160;H2O2/H2O solution (0.01%-0.5%) or methanol solutions using pulsed UV laser of a relative low pulse fluence.

פינת שינוי סלקטיבית של יכולת רטיבות משטח סיליקון על ידי פעמו UV לייזר הקרנה בסביבה נוזלית

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong suppression at a single wavelength requires that all cores have matching transmission profiles. These gratings cannot be inscribed using the same method as for single-core fibers because the curved surface of the cladding acts as a lens, focusing the incoming UV laser beam and causing variations in exposure between cores. Therefore we use an additional optical element to ensure that the beam shape does not change while passing through the cross-section of the multicore fiber. This consists of a glass capillary tube which has been polished flat on one side, which is then placed over the section of the fiber to be inscribed. The laser beam enters the fiber through the flat surface of the capillary tube and hence maintains its original dimensions. This paper demonstrates the improvements in core-to-core uniformity for a 7-core fiber using this method. The technique can be generalized to larger multicore fibers.

We describe a technique for inscribing identical fiber Bragg gratings into each core of a multicore fiber. This is achieved by introducing an additional surface into the optical path to mitigate lensing by the curved surface of the fiber cladding.

כתיבת Gratings בראג בסיבים מרובי-ליבות

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong ...

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors (MKIDs) for the detection of faint astrophysical signatures, as well as for quantum computing applications and materials characterization. In this paper, procedures are presented for the fabrication and characterization of thin-film superconducting microwave resonators. The fabrication methodology allows for the realization of superconducting transmission-line resonators with features on both sides of an atomically smooth single-crystal silicon dielectric. This work describes the procedure for the installation of resonator devices into a cryogenic microwave testbed and for cool-down below the superconducting transition temperature. The set-up of the cryogenic microwave testbed allows one to do careful measurements of the complex microwave transmission of these resonator devices, enabling the extraction of the properties of the superconducting lines and dielectric substrate (e.g., internal quality factors, loss and kinetic inductance fractions), which are important for device design and performance.

Superconducting microwave resonators are of interest for detection of light, quantum computing applications and materials characterization. This work presents a detailed procedure for fabrication and characterization of superconducting microwave resonator scattering parameters.

ייצור ואפיון של מהודי מוליכים

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

Stimulated Stokes and Antistokes Raman Scattering in Microspherical Whispering Gallery Mode Resonators

Dielectric microspheres can confine light and sound for a length of time through high quality factor whispering gallery modes (WGM). Glass microspheres can be thought as a store of energy with a huge variety of applications: compact laser sources, highly sensitive biochemical sensors and nonlinear phenomena. A protocol for the fabrication of both the microspheres and coupling system is given. The couplers described here are tapered fibers. Efficient generation of nonlinear phenomena related to third order optical non-linear susceptibility &#935;(3) interactions in triply resonant silica microspheres is presented in this paper. The interactions here reported are: Stimulated Raman Scattering (SRS), and four wave mixing processes comprising Stimulated Anti-stokes Raman Scattering (SARS). A proof of the cavity-enhanced phenomenon is given by the lack of correlation among the pump, signal and idler: a resonant mode has to exist in order to obtain the pair of signal and idler. In the case of hyperparametric oscillations (four wave mixing and stimulated anti-stokes Raman scattering), the modes must fulfill the energy and momentum conservation and, last but not least, have a good spatial overlap.

Efficient generation of nonlinear phenomena related to third order optical non-linear susceptibility &#935;(3) interactions in triply resonant silica microspheres is presented in this paper. The interactions here reported are: Stimulated Raman Scattering (SRS), and four wave mixing processes comprising Stimulated Anti-stokes Raman Scattering (SARS).

המאולץ סטוקס Antistokes פיזור ראמאן ב Microspherical Whispering גלרית מצב מההודים

Dielectric microspheres can confine light and sound for a length of time through high quality factor whispering gallery modes (WGM). Glass microspheres ...

Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors

Small silver clusters confined inside zeolite matrices have recently emerged as a novel type of highly luminescent materials. Their emission has high external quantum efficiencies (EQE) and spans the whole visible spectrum. It has been recently reported that the UV excited luminescence of partially Li-exchanged sodium Linde type A zeolites [LTA(Na)] containing luminescent silver clusters can be controlled by adjusting the water content of the zeolite. These samples showed a dynamic change in their emission color from blue to green and yellow upon an increase of the hydration level of the zeolite, showing the great potential that these materials can have as luminescence-based humidity sensors at the macro and micro scale. Here, we describe the detailed procedure to fabricate a humidity sensor prototype using silver-exchanged zeolite composites. The sensor is produced by suspending the luminescent Ag-zeolites in an aqueous solution of polyethylenimine (PEI) to subsequently deposit a film of the material onto a quartz plate. The coated plate is subjected to several hydration/dehydration cycles to show the functionality of the sensing film.

A protocol for the synthesis of moisture-responsive luminescent Ag-zeolite composites is described in this report.

מרוכבים Nanostructured Ag-זאוליט כמו חיישנים לחים מבוססות הארה

Small silver clusters confined inside zeolite matrices have recently emerged as a novel type of highly luminescent materials. Their emission has high ...

Fabrication of Nanopillar-Based Split Ring Resonators for Displacement Current Mediated Resonances in Terahertz Metamaterials

Terahertz (THz) split ring resonator (SRR) metamaterials (MMs) has been studied for gas, chemical, and biomolecular sensing applications because the SRR is not affected by environmental characteristics such as the temperature and pressure surrounding the resonator. Electromagnetic radiation in THz frequencies is biocompatible, which is a critical condition especially for the application of the biomolecular sensing. However, the quality factor (Q-factor) and frequency responses of traditional thin-film based split ring resonator (SRR) MMs are very low, which limits their sensitivities and selectivity as sensors. In this work, novel nanopillar-based SRR MMs, utilizing displacement current, are designed to enhance the Q-factor up to 450, which is around 45 times higher than that of traditional thin-film-based MMs. In addition to the enhanced Q-factor, the nanopillar-based MMs induce a larger frequency shifts (17 times compared to the shift obtained by the traditional thin-film based MMs). Because of the significantly enhanced Q-factors and frequency shifts as well as the property of biocompatible radiation, the THz nanopillar-based SRR are ideal MMs for the development of biomolecular sensors with high sensitivity and selectivity without inducing damage or distortion to biomaterials. A novel fabrication process has been demonstrated to build the nanopillar-based SRRs for displacement current mediated THz MMs. A two-step gold (Au) electroplating process and an atomic layer deposition (ALD) process are used to create sub-10 nm scale gaps between Au nanopillars. Since the ALD process is a conformal coating process, a uniform aluminum oxide (Al2O3) layer with nanometer-scale thickness can be achieved. By sequentially electroplating another Au thin film to fill the spaces between Al2O3 and Au, a close-packed Au-Al2O3-Au structure with nano-scale Al2O3 gaps can be fabricated. The size of the nano-gaps can be well defined by precisely controlling the deposition cycles of the ALD process, which has an accuracy of 0.1 nm.

A protocol for the design and fabrication of a novel nanopillar-based split ring resonator (SRR) is presented.

המצאה של מהודי טבעת פיצול Nanopillar מבוסס על התזוזה נוכחית מתווכת רזוננסים ב Metamaterials Terahertz

Terahertz (THz) split ring resonator (SRR) metamaterials (MMs) has been studied for gas, chemical, and biomolecular sensing applications because the SRR ...