המחברים מבקשים להודות לעדכונים אחרונים ג, ג פיליפס, ק Aghaei לדיונים לא יסולא בפז, פ Afshinmanesh לSEM תמונות, ט Marvdashti לתמיכה ניסיונית, וMF Churbanov וGE Snopatin מהמכון לכימיה של טוהר גבוה החומרים וVG Plotnichenko וEM Dianov ממרכז מחקר הסיבים אופטיים של האקדמיה רוסית למדעים למתן כ3 סיבי S 2. כמו כן, אנו אסירי תודה לתמיכה ממשרד מחקר של צי, נאס&quot;א, חיל האוויר של המשרד למחקר מדעי, Agilent, ומשרד טכנולוגיות המשותף.

1. ייצור התקנה מתחדדת (ראה הגדרת Assembled באיור 1) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאבטח את השלבים ליניאריים ממונעים על קרש החיתוך (בערך במרכז) כך שהשלבים נמצאים בקשר ויתרגמו את הכיוון ומרחק זה מזה </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכין ולמקם את תושבות הסיבים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את שתי הודעות אופטיות לצלחות הבמה הממונעות ליניארי (אחד כל אחד) באמצעות החורים הכי קרובים לזה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את mounts הסיבים האופטיים החשוף לצמרות את ההודעות. ודא שה-V-חריצים עבור הסיבים מיושרים. (הערה: הגובה של mounts הסיבים האופטיים החשוף פחות או יותר יהיה גובה הקרן של מערכת בחר את ההודעה בעתיד וגבה דום בהתאם..) </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכין ולמקם את הקלט ופלט אלמנטי צימוד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את שלבי התרגום ליניארי לשלבים ליניאריים הממונעים (אחד לקלט ואחד לצד הפלט) עם צלחות המתאם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח l צימוד קלט ZnSe המצופה ARENS (רכוב בהר אופטי עם X ו Y תרגום על הדום) על הבמה תרגום הקלט. בחר אורך מוקד שנותן צימוד אופטימלי ממקור המשאבה לליבה של הסיבים. ודא שמרכז העדשה הוא באותו הגובה כמו ה-V-חריצים של מלחציים הסיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את עדשת צימוד פלט ZnSe ללא ציפוי (רכוב בהר אופטי עם X ו Y תרגום על הדום) על הבמה תרגום הפלט. ודא שמרכז העדשה הוא באותו הגובה כמו V-Groove. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכין ולמקם את גוף החימום (כפי שמוצג באיור 2) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכונת בלוק האלומיניום לממדים רצויים (~ מ&quot;מ x 25.4 מ&quot;מ x 17.5 מ&quot;מ 6) עם חורים לסיבים (עם חריץ להוספה והסרה של הסיבים) ולמעקב אחר טמפרטורת הסיבים, חורים עבור תנורי המחסנית, ו8 / 32 טפח חורים בחלק העליון ותחתון להרכבה והבטחת תנורי חימום הדיו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את המחסנית לתנורים לאהוא החורים תקינים של בלוק האלומיניום ומהדק אותם עם ברגי 8/32 סט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף הודעה קרמיקה לבורג 8/32 סט העליון לבידוד תרמי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף הודעה אופטית להודעה הקרמיקה ולהשתמש במהדק הודעה זווית נכון עם הודעה אופטית נוספת כדי לאבטח את דוד לבמה ליניארי XYZ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אבטח את הבמה ליניארי XYZ לקרש החיתוך, כך שיכול להיות מרוכז לחור כמו סיבי S 2 3 בדוד האלומיניום עם ה-V-חריצים של מלחציים הסיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתרגם את דוד האלומיניום עם השלב ליניארי XYZ, כך שהדוד הוא כבר לא בסמוך למהדק הסיבים האופטי החשוף, המאפשר לסיבים להיות מאובטחים ללא חסימה. </li></ol></li></ol> 2. הכנת סיבי chalcogenide <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משרים אורך רצוי של המעייל כמו סיבי 2 S 3 (חייב להיות יותר מ -8.5 סנטימטר באורך של סיבים נחוצים לכל מעייל להתחדד סיבים) באצטון לכ -10 דקות או עדמעיל הופך להיות רך. (השתמש בממס מתאים למעייל אם באמצעות סיבים שונים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעדינות להסיר את מעיל מרוככת עם Kimwipe, הסרת סעיף לא יותר מ 5 ס&quot;מ בכל פעם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את הסיבים חשופים עם isopropanol על Kimwipe. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בסכין הקצבים beavertail לסוף לדבוק אחד כ3 סיבי S 2. תמונת קצה הסיבים מושלך לבדוק איכות לבקע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד ולשבור לפחות חתיכת אורך 6.35 סנטימטר של הסיבים. אורך סיב זה חייב להיות ~ 2 ס&quot;מ ארוך יותר מהאורך הדרוש לסיבים בקושי להישאר מחוץ למהדק הסיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בסכין הקצבים beavertail לדבוק הסוף השני של הסיבים. תמונת קצה הסיבים מושלך לבדוק איכות לבקע. יש להימנע ממגע עם הקצה ביקע הראשון של סיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הסיבים במלחציים הסיבים של ההתקנה מתחדדת. הימנע מלגעת במרכז הסיבים (שבו הסיבים יהיו מחוממים). </li></ol> 3. רז סיבים באתרוering נוהל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זוג מקור משאבת אמצע IR למצב הבסיסי של הסיבים עם עדשת ZnSe המצופה AR (F = 12.7 מ&quot;מ). השתמש בעדשת ZnSe ללא ציפוי (F = 20 מ&quot;מ) לתמונה את פן התפוקה של הסיבים עם Pyrocam כדי להבטיח את כוחו הוא בעיקר במצב הבסיסי. ודא כי קרן המשאבה הוא מתפשט לאורך הציר של הסיבים. אם זה לא, הצימוד ישתנה אחת לשלבים הממונעים מתחילים לנוע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"><ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח מסוק מול מקור המשאבה. (יש צורך בשלב זה לגלאי מצמידים AC). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כמה התפוקה של הסיבים באמצעות monochromator ולגלאי InSb באמצעות 2 עדשות ללא ציפוי CAF (F = 20 מ&quot;מ) לפני ואחרי monochromator. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את הסורג של monochromator כדי לאפשר לצד אורך הגל הארוך של הספקטרום לעבור monochromator עד האות המשודר הוא בקושי מעל רצפת הרעש (ב ~ 3.9 מיקרומטר). במקום מסנןing עם monochromator (צעדי 3.2.2 ו3.2.3), ניתן להשתמש במסנן אופטי מתאים כדי למדוד את כוח באורכי גל ארוך יותר מאשר לגילוי תוכן אורך הגל הארוך ביותר measureable של המשאבה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתרגם את דוד האלומיניום עד הסיבים מחליק דרך החריץ, והוא מרוכז בסיבי החור של דוד האלומיניום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את חיישן רמת RTD עם אחד מתנורי חימום הדיו. לחץ בעדינות את חיישן RTD נגד דוד האלומיניום, כך שהוא מלא במגע עם הבלוק כפי שמוצג באיור 2. אם RTD הוא לא במגע עם תנור חימום בצורה נכונה (או לא באופנת הדיר), את הטמפרטורה של הבלוק תהיה ידועה ולגרום לסיבים לשבור במהלך מתחדדים. ודא כי את האות לmonochromator לא ירד. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתן להציב RTD קטן בתוך החור השני של בלוק דוד ללנטר את הטמפרטורה בתוך הבור. (אופציונלי) </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במיקרוסקופ הדיגיטלי ליקוסם הסיבים בבלוק התנור, כדי לאפשר ניטור של הסיבים בתהליך מתחדדים. (אופציונלי) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכסות את ההתקנה עם תיבה (עם חורים לקלט ופלט קורות) כדי להפחית את זרימת האוויר ולאפשר לטמפרטורה מתחדדת יציבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם מחממי RTD ומחסנית מחוברים, הפעל את בקר הטמפרטורה. הגדר את הטמפרטורה ל ~ 200 מעלות צלזיוס, שבו הסיבים מתחילים להתרכך (הטמפרטורה המדויקת תלויה בממדים של התנור, טמפרטורת הסביבה, וזרימת אוויר סביב הסיבים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהטמפרטורה יציבה סביב הנקודה הקבועה, להפעיל את תכנית Labview שמתרגמת את השלבים הממונעים במרחק זה מזה ב~ 10 מיקרומטר / שני בכל כיוון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנטר את האות של גלאי InSb, המהווה את אות מדידת הרפאים. ברגע שהאות מגיעה לגלאי הערך המרבי שלו (היזהר שלא כדי להרוות את הגלאי), להפסיק את השלבים הממונעים ולכבות את תנורי חימום הדיו (בקר טמפרטורה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה ל~ 10 דקות לסיבים לחזק (אות הגלאי תקטן מעט במהלך תהליך זה, ככל הנראה בשל התלות בטמפרטורה של השבירה או התכווצות תרמית). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרגום בלוק דוד לאורך הסיבים לכיוון שבו מהדק סיבי הסיבים הוא מלאים גוף. ואז לתרגם את בלוק דוד מהסיבים באמצעות החריץ בבלוק דוד כדי לאפשר הסיבים לעבור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפיין SCG באמצעות מדידות רפאים עם monochromator. מסנן InAs עשוי להיות נחוץ כדי למדוד במדויק את חלק אורך הגל הארוך של הספקטרום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הסיבים אם תרצה בכך. </li></ol>

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

פטנט זמני בארה&quot;ב כבר הגיש הגנת הטכנולוגיה תיחשף במאמר זה.

אנחנו הוכחנו הליך מתחדדים סיבי רומן ולאמת את תוקפה על ידי ביצוע SCG באמצע שנתי ה IR. למיטב ידיעתנו, השיטה החלופית ליישום זה מבוססת על קביעת אורך משיכת הסיבים הנדרשים כדי ליצור קוטר סיב מחודד שמוסיף מספיק פיזור מוליך גל לייעל SCG בלהתחדד הסיבים דרך חישוב, עם זאת, שכן אורך מ?...

לאחר שהופק לראשונה בטווח אורכי הגל הגלוי 1,7 מקורות SCG השתנו לקראת אמצע שנתי ה IR, מונע בעיקר על ידי יישומים בספקטרוסקופיה. 3, 4 סיבי chalcogenide, הכוללים סולפידים, selenides וtellurides, היה חומר פופולרי ל בשל אמצע IR לאובדן ההתפשטות הנמוכה שלהם והליניאריות גבוהה, 18 פחות מ 100 dB / ק&quot;מ 19 ו~ 200 פעמים כי של סיליקה לכ2 S 3, 20 בהתאמה. עם זאת, אורך גל GVD האפס של רוב חלקוגינדי ממוקם באמצע שנתי ה IR, מעבר לגל המרכז את רוב מקורות משאבת ultrafast זמינים, מה שהופך את SCG מאתגר בחומר בתפזורת או סיבי מצב chalcogenide יחיד סטנדרטי. פיזור מוליך גל יכול לשמש כדי לשנות את נקודת האפס לGVD SCG. 7 שיטות להחדרת מוליך גל פיזור חזק כוללות סיבים מתחדדים, 8, 21, שימוש בסיבי microstructured 22-24 אואפילו שילוב של שתיים. -10 על ידי זזת אורך גל GVD אפס מתחת לגל המשאבה, המשאבה חווה פיזור חריג בסיבים. במשטר הפיזור החריג, היווצרות סוליטון מתרחשת באמצעות איזון הצרצור קוי הנגרם על ידי אפנון שלב עצמי והצרצור ליניארי שנגרם על ידי GVD. למקור משאבת femtosecond, ספקטרלי הרחבה בדרך כלל נשלט על ידי ביקוע סוליטונים או שבירת דופק, אשר מתרחש לאחר דחיסה זמנית ראשונית כדופק מתפשט לאורך הסיבים. 7 במקרה של סיבים מתחדדים, החישוב כולל GVD-כולל גם חומר ו פיזור-מוליך גל יכול לספק הערכה של הקוטר להתחדד הסופי הדרושים כדי לייצר ספקטרום התרחב באופן משמעותי. בשל התלות החזקה של SCG על GVD ותנודות בין ניסויים ניסיוניים, כוללים שינויים באורך הסיבים לפני האזור המחודד והצימוד של המשאבה לסיבים, הקירוב מחושב לא מספיק Fאו להשגת אופטימיזציה להתחדד במשפט אחד. ניטור ספקטרלי מאפשר לוריאציות אלה בהתקנה ניסיונית להיות שנצפו והיוו במתחדדים באתרו. יתר על כן, יצירת supercontinuum יעיל (SC) בסיב מחודד קצר מפחית את כמות רעש קוי ההגברה שמירה על הלכידות של SCG ואת מאפייני מסרק התדר של מקור המשאבה. ניהול תקין 25-27 פיזור, ולכן יש צורך ב אתרו מתחדדים, הופך להיות אפילו יותר קריטי כאשר אורך הסיבים קצר, כמו את כף סובלנות SCG עם אורך. ההתקנה מתחדדת באתרו מתחילה במקור המשאבה, שהוא subharmonic של מצב נעול לייזר סיב אה מסומם, 9 יחד לתוך הליבה של 3 סיבים כ2 S שיהיו קוני. הפלט של הסיבים יחד ואז מכשיר המאפיין את פרופיל הרפאים. בexperimאף אוזן גרון, גלאי InSb לאחר monochromator עם ~ 20 ננומטר ברזולוציה של משמשת כדי לפקח על חלק של הספקטרום שבו הפלט בתחילה יש אות נמוכה מאוד ממקור המשאבה (ב ~ 3.9 מיקרומטר), כך שהסיבים עשויים להיות במעקב בזמן מתחדדים. כאשר הסיבים הוא מחודדים והקשת מרחיבה, עליות אותות מדידת הרפאים כמו הפיזור מותאמת במיוחד עבור הניסוי הבודד. על ידי ניטור הספקטרום במהלך ההליך מתחדדים, מתחדדת ניתן לעצור ברגע שבי הרפאים הרחבה כבר מוגדל. מתחדדים באתרו מאפשר ניהול אופטימלי לפיזור יעיל בSCG להתחדד סיב בודד. מתחדדים עם אזור חום סטטי, מייצר צר המותניים קצרות סיבים להתחדד, 28 המאפשרת לSCG רעש נמוך. יחד, באתר סטטי מתחדדים יכול לאפשר לרעש נמוך, SCG קוהרנטית, פורש-אוקטבה באמצע שנתי ה IR.

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

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

Supercontinuum הדור (SCG) בסיבי chalcogenide קוני רצוי להרחבת אמצע אינפרא אדום (IR או באמצע, בערך טווח אורכי גל מיקרומטר 2-20) תדירות 1 מסרקים, 2 עבור יישומים כגון טביעת אצבע מולקולרית, 3 גילוי גז עקבות, 4 לייזר מונע האצת חלקיקים, 5 ורנטגן ייצור באמצעות דור ההרמוני גבוה. 6 השגת SCG יעיל בסיב אופטי מחודד דורש שליטה מדויקת של פיזור מהירות החבורה (GVD) ואת המאפיינים הזמניים של פולסים האופטיים בתחילת סיבים, 7 אשר תלויים במידה רבה בגיאומטריה של להתחדד. 8 בשל שינויים בהגדרה וההליך מתחדדת לSCG הרצוף ניסויים, כגון אורך סיבים, מתחדדת טמפרטורת הסביבה, או כוח יחד לתוך הסיבים, ניטור ספקטרלי באתרו של SCG הוא הכרחי כדי לייעל את תפוקת הספקטרום עבור ניסוי בודד. סיבים באתרו מתחדדים לSCG מורכב מצימוד מקור המשאבה דרך הסיב להיות מחודד למכשיר מדידת רפאים. הסיבים הוא מחודדים ואילו לאחר מכן את אות מדידת הרפאים הוא ציין בזמן אמת. כאשר האות מגיע לשיאו, מתחדדים הוא עצר. ההליך מתחדדים באתרו מאפשר לדור של מסרק יציב, פורש-אוקטבה, באמצע IR מתדר תת ההרמוני של מסרק תדר קרוב IR זמין מסחרי. 9 שיטה זו מפחיתה את העלות כתוצאה מהירידה בזמן ובחומרים הדרושים לפברק להתחדד אופטימלי עם אורך המותניים של רק 2 מ&quot;מ. הטכניקה מתחדדת באתרו ניתן להרחיב לאופטימיזציה של סיב אופטי microstructured (MOF) לSCG 10 או כוונון של פס המעבר של MOFs, 11 זוגות סיבים מחודדים אופטימיזציה עבור מצמדי סיבים התמזגו 12 ורבבי חלוקת אורך גל (WDMs), 13או שינוי של פיצוי פיזור לדחיסה או מתיחה של פולסים אופטיים. 14-16

לאחר השלמה מוצלחת של ההליך מתחדדים באתרו, ספקטרום המשאבה הורחב על מנת לכסות 2.2-5 מיקרומטר (ב ~ 40 dB מתחת לשיא), כפי שניתן לראות באיור 3. האנרגיה דופקות את המשאבה ב3 סיבים כ2 S הייתה ~ 250 PJ עם אורך הפולס ראשוני מתחת 100 fsec. האורך הקצר של המותניים מחודדים,...

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

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

אנו מתארים שיטה ל<em&gt; באתרו</em&gt; מתחדדים של כ<sub&gt; 2</sub&gt; S<sub&gt; 3</sub&gt; סיבים כדי להשיג דור supercontinuum אמצע אינפרא אדום יעיל. על ידי מתחדדים תוך ניטור הספקטרום של supercontinuum, רוחב ספקטרלי יכול להיות מוגדל ללהתחדד סיבים.<em&gt; באתרו</emניתן ליישם&gt; סיבים מתחדדים כדי למטב את הביצועים של מכשירים מבוססי סיבים אחרים.

באתרו היצרות סיבי chalcogenide עבור דור Supercontinuum אמצע אינפרא אדום

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

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

Research

JoVE Journal

Engineering

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

12.2K Views.  Stanford University. אנו מתארים שיטה ל באתרו מתחדדים של כ 2 S 3 סיבים כדי להשיג דור supercontinuum אמצע אינפרא אדום יעיל. על ידי מתחדדים תוך ניטור הספקטרום של supercontinuum, רוחב ספקטרלי יכול להיות מוגדל ללהתחדד סיבים. באתרו סיבים מתחדדים כדי למטב את הבי...

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

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

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

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

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

באתרו ניוטרון אבקת השתברות שימוש בסוללות ליתיום-יון מתוצרת מותאמת אישית

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

Fiber Optic Distributed Sensors for High-resolution Temperature Field Mapping

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

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

חיישני סיבים אופטיים מבוזרת עבור מיפוי שדה הטמפרטורה גבוהה ברזולוציה

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

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

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

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

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

הפקדת electrospray של עובי אחיד Ge<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; וכפי<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; סרטי זכוכית Chalcogenide

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

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

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

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

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

ייצור טמפרטורה גבוהה של Nanostructured yttria התייצב-Zirconia (YSZ) פיגומים על ידי<em&gt; באתרו</em&gt; Xerogels בניית תבנית פחמן

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

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

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

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

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

שיטה חדשה עבור<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון אלקטרומכני של דגימות ננומטריות

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

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

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

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

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

יון ממוקדת קרן פבריקציה נוספת של Nanobatteries המבוסס על LiPON של מצב מוצק ליתיום בחיי עיר בדיקה

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

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

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

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

שיטת התקנה כדי לשפר את בקרת איכות עבור סיבים מחוזק פולימר ספייק עוגנים

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

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

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

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

מחט אולטרה סאונד תלת מימדי עצה מעקב עם מקלט אולטרסאונד סיבים אופטיים

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

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

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

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

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

התהליך הניסיוני במחקרי מעבדה של בחיי עיר בוער: דליקות והיעילות צריבה של נפט גולמי

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

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

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

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

עיצוב, ייצור של סיב אופטי עשויים מים

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