מחקר זה נתמך על ידי מענק מספר 1029547 מקרן הלאומית למדע. המחברים מבקשים להודות DJ וולקר מפרדיגמה אופטיקה בע&quot;מ למתן מגזרי הסיבים הראשוניים והשרטוט של הסיב האופטי הסופי. מחברים גם להכיר סטיבן הרדקאסל והתר א אוון להדמית SEM.

1. בודה סיב אופטי הפרעות פולימר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מורחים על 200 של גדילי PMMA על שולחן ולהפיץ אותו המספר של גדילי PS על גבי PMMA. לערבב ולארוז מחדש את החוטים. חזור על תהליך זה עד 40,000 גדילי PMMA מעורבבים באופן אקראי עם 40,000 גדילים של PS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרכיב את הגדילים מעורבים באופן אקראי לpreform מרובע עם צד רוחב של כ -2.5 סנטימטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צייר preform לסיב אופטי בקוטר של 250 מיקרומטר. Preform נמשך באופטיקה Paradigm Incorporated באמצעות הליך 16 הסטנדרטי. </li></ol> 2. הדמיה בפרופיל מקדם שבירה של סיבי ההפרעות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש SEM כגון Topcon ABT לתמונת הפרופיל של מקדם השבירה של הסיב האופטי שנוצר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להטביע את דגימות פולימר סיבים האופטיות בחנקן נוזלי לכ -10 דקות ולאחר מכן הפסקה במחצית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להטביע את הטיפים שבורים של הדגימות באתיל אלכוהול. קהEP הטמפרטורה של הפתרון בכ 65 ° C. השאר את הדגימות בפתרון לכ -3 דקות, עד אתיל האלכוהול ממסים את אתרי PMMA בסיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעיל מדגם זה בשכבה של 10 ננומטר בעובי של Au / PD ומניח את המדגם בתא של SEM. </li></ol> 3. הכנת דוגמאות לסיבים אופטי אפיון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 5 דגימות סיבים ארוכות ס&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחממים להב מעוקל עד 65 מעלות צלזיוס, והסיבים עד 37 מעלות צלזיוס. שימוש בטמפרטורות הנכונות מונע עיוות של קצה הסיב שיכול להתרחש בתהליך ביקוע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר את קצה הסיב על משטח חיתוך, כך שניתן לבצע נקי, בניצב לחתוך. מניחים את הלהב בצד של הסיבים, ואז לגלגל במהירות על פני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את קצה הסיבים באמצעות מיקרוסקופ אופטי כדי לוודא שקצה הסיב הוא ביקע בניצב לצדדי הסיבים. שמור את סכין הגילוח בזווית נכונה בתהליך ביקוע כדי למנוע הטיה של הטיפ דואר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בנייר ליטוש כגון נייר Thorlabs LFG03P אלומיניום אוקסיד פוליש (0.3 מיקרומטר) כדי למרק את דגימות סיבים. כדי למרק סוף הסיבים, להחזיק אותו בפינצטה, עם פינצטה לופתת את הסיבים כ -1.5 מ&quot;מ מהפנים להיות מלוטשים. צייר את הסיבים על גבי נייר באחד ארוכת אינץ&#39; דמות בצורת 8 נתיבים, בערך פי שמונה. נתיבים דמויי ספרה 8 להבטיח כי כל הקצה הוא מלוטש. </li></ol> 4. מדידת פרופיל הקרן של הקרן מופצות בדגימות סיבים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זוג לייזר הוא Ne-לתוך סיבי SMF630hp באמצעות מטרת 20X ושתי מראות שטוחות. מניחים את המראות שטוחות על שלבים עם שתי דרגות חופש. הנח את המטרה על במה עם שלוש דרגות חופש. בתחילה לשמור על סיבי SMF מרחק של 8 מ&quot;מ מהקצה האובייקטיבי. באמצעות ידיות על בעלי המראה ובעל האובייקטיבי, להאיר את אור לייזר לקצה הסיב. חברו את הצד השני של ה-SMF למד כוח. כוח הזוג לSMF באמצעות ידיות על בעלי המראה, כמו גם את הכפתורים רוחביים על בעל האובייקטיבי. היעילות של צימוד ניתן להגדיל באופן משמעותי על ידי שימוש בכפתור מיצוב אורכי על בעל האובייקטיבי. כוח בשילוב של MW 1 זה מספיק למדידות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כמה סיבי SMF630hp לסיב האופטי באמצעות פולימר שלב Thorlabs MAX343 ממונע. השלב הממונע ניתן להעביר בשלושה הכיוונים קרטזיות. שימוש במעלות הרוחביות של חירויות, כמה סיבי SMF למרכז של קצה סיבי הפולימר. באמצעות עקירת האורך של הבמה, למקם את סיבי SMF ככל האפשר לסיבי הפולימר. אוויר פער קטן יותר בין SMF ופולימר הסיבים מפחית את הרחבת הקרן. הנח את כל ההתקנה בשלב שני ממונע שזז בכיוון האורך. השלב השני הממונע המשמש להדמיה כפי שיפורט ב4.4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש מ אופטיicroscope ומראה ישר זווית, לעקוב אחר המיקום של SMF וסיבי פולימר לוודא כי SMF בשילוב במרכז סיבי הפולימר, ושאוויר הפער בין שני הסיבים הוא קטן ככל האפשר. הטיה קטנה בקצה סיבי הפולימר או עיוותים בקצה סיבי הפולימר בגלל ביקוע או ליטוש תהליכים יכולה להגביל את אוויר הפער המינימאלי בין SMF וסיבים פולימר. פער קטן בין הסיבים נדרש כי סיבי SMF צריכים להיות מסוגלים לנוע בקצה של סיבי הפולימר. הנח את SMF במרכז סיבי הפולימר אך ורק כדי להפוך את תהליך הצימוד קל יותר. במהלך הניסוי, רוחבי לטאטא את אירוע קורה שיוצא SMF פני הקצה של סיבי הפולימר להתבונן לוקליזציה באזורים של סיבי הפולימר שונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במצלמת CCD קרן מאבחן כדי למדוד את התפוקה של הסיבים באמצעות מטרת 40X. ראשית, להרוות את מצלמת CCD כדי לפקח על הגבולות של סיבי הפולימר.באמצעות ידיות על בעל האובייקטיבי, ודא שניתן לראות את גבולות סיבי הפולימר על ה-CCD. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בבמה ממונעת שזז כל ההתקנה (שתואר ב4.2) לאורך זמן, לוודא את התמונה על CCD ממוקדת על ידי העברת ההתקנה משם או לקראת מטרת 40X תוך CCD והאובייקטיבי הם קבועים. כמדד למיקוד, פרופיל צילמו על CCD צריך להיות גודל המינימאלי בפוקוס. תמונה ממוקדת של הקרן לא צריכה להיות חזותי מתפתלת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את אלומת התקרית בקצה הקלט ולמדוד את עוצמת אלומת הפלט עבור תפקידי הקורה אירוע שונים. איסוף נתונים במשך 5 עמדות של הקורה האירוע שונים. לבצע את המדידות עבור 20 דגימות סיבים ולאסוף כולל של 100 מדידות שונות. </li></ol>

<ol>
	<li>Anderson, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absence+of+diffusion+in+certain+random+lattices.">Absence of diffusion in certain random lattices.</a> Phys. Rev. 109, 1492-1505 (1958).</li><li>John, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strong+localization+of+photons+in+certain+disordered+dielectric+super+lattices.">Strong localization of photons in certain disordered dielectric super lattices.</a> Phys. Rev. Lett. 58, 2486-2489 (1987).</li><li>Anderson, P. 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+question+of+classical+localization:+a+theory+of+white+paint?.">The question of classical localization: a theory of white paint?.</a> Phil. Mag. B. 52, 505-509 (1985).</li><li>Wiersma, D. S., Bartolini, P., Lagendijk, A., Righini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localization+of+light+in+a+disordered+medium.">Localization of light in a disordered medium.</a> Nature. 390, 671-673 (1997).</li><li>Dalichaouch, R., Armstrong, J. P., Schultz, S., Platzman, P. M., McCall, 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=Microwave+localization+by+two-dimensional+random+scattering.">Microwave localization by two-dimensional random scattering.</a> Nature. 354, 53-55 (1991).</li><li>Lagendijk, A. D., de Vries, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transverse+localization+of+light.">Transverse localization of light.</a> Phys. Rev. Lett. 62, 47 (1989).</li><li>Schwartz, T., Bartal, G., Fishman, S., Segev, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+and+Anderson+localization+in+disordered+two+dimensional+photonic+lattices.">Transport and Anderson localization in disordered two dimensional photonic lattices.</a> Nature. 446, 52-55 (2007).</li><li>Szameit, A., Kartashov, Y. V., Zeil, P., Dreisow, F., Heinrich, M., Keil, R., Nolte, S., Tunnermann, A., Vysloukh, V. A., Torner, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wave+localization+at+the+boundary+of+disordered+photonic+lattices.">Wave localization at the boundary of disordered photonic lattices.</a> Opt. Lett. 35, 1172-1174 (2010).</li><li>Martin, L., Giuseppe, G. D., Perez-Leij, A. a., Keil, R., Dreisow, F., Heinrich, M., Nolte, S., Szameit, A., Abouraddy, A. F., Christodoulides, D. N., Saleh, B. E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anderson+localization+in+optical+waveguide+arrays+with+off-diagonal+coupling+disorder.">Anderson localization in optical waveguide arrays with off-diagonal coupling disorder.</a> Opt. Express. 19, 13636-13646 (2011).</li><li>Lahini, Y., Avidan, A., Pozzi, F., Sorel, M., Morandotti, R., Christodoulides, D. N., Silberberg, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anderson+localization+and+nonlinearity+in+one-dimensional+disordered+photonic+lattices.">Anderson localization and nonlinearity in one-dimensional disordered photonic lattices.</a> Phys. Rev. Lett. 100, 013906 (2008).</li><li>Karbasi, S., Mirr, C. R., Yarandi, P. G., Frazier, R. J., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+transverse+Anderson+localization+in+an+optical+fiber.">Observation of transverse Anderson localization in an optical fiber.</a> Opt. Lett. 37, 2304-2306 (2012).</li><li>Karbasi, S., Mirr, C. R., Frazier, R. J., Yarandi, P. G., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detailed+investigation+of+the+impact+of+the+fiber+design+parameters+on+the+transverse+Anderson+localization+of+light+in+disordered+optical+fibers.">Detailed investigation of the impact of the fiber design parameters on the transverse Anderson localization of light in disordered optical fibers.</a> Opt. Express. 20, 18692-18706 (2012).</li><li>Karbasi, S., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple-beam+propagation+in+an+Anderson+localized+optical+fiber.">Multiple-beam propagation in an Anderson localized optical fiber.</a> Opt. Express. 21, (2013).</li><li>Abdi, O., Wong, K. C., Hassan, T., Peters, K. J., Kowalsky, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cleaving+of+solid+single+mode+polymer+optical+fiber+for+strain+sensor+applications.">Cleaving of solid single mode polymer optical fiber for strain sensor applications.</a> Opt. Commun. 282, 856-861 (2009).</li><li>Karbasi, S., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+modal+perspective+on+the+transverse+Anderson+localization+of+light+in+disordered+optical+lattices.">A modal perspective on the transverse Anderson localization of light in disordered optical lattices.</a> arXiv. 1301.2385v1, (2013).</li><li>Karbasi, S., Hawkins, T., Ballato, J., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transverse+Anderson+localization+in+a+disordered+glass+optical+fiber.">Transverse Anderson localization in a disordered glass optical fiber.</a> Opt. Mater. Express. 2, 1496-1503 (2012).</li></ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

בתהליך תיקו הסיבים, הפרופיל מקדם השבירה לא יישאר קבוע במשך יותר ממטר, הן בשל צולבות תורות של קווצות הסיבים המקוריות וגם בגלל הווריאציות של קוטר הסיב בתהליך התיקו. אנו מצפים כי תהליך תיקו יציב יותר יעזור לפברק סיב אופטי שהוא מעל שמורת אורכי סיבים ארוכים יותר בהשוואה ל?...

בעבודה תיאורטית על ידי PW אנדרסון 1, הוכיח כי בנוכחות של הפרעה במערכת אלקטרונית קוונטים, ייפסק תהליך דיפוזיה והמצבים אלקטרוניים מקומיים להתפתח. לוקליזציה אנדרסון היא תופעת גל שיכול להתרחש גם לגלים הקלסיים כגון אור. מאז את התחזית התיאורטית של לוקליזציה אנדרסון באופטיקה 2,3, היו מאמצים רבים להבין את התופעה הזאת בניסוי עם גלים אלקטרומגנטיים 4,5. עם זאת, זה כבר קשה מאוד להשיג לוקליזציה חזקה בגלל חתכי רוחב הפיזור האופטיים הם בדרך כלל קטנים מדי בשל ניגוד מקדם השבירה הנמוך של רוב החומרים אופטיים. בשנת 1989, דה Raedt et al. 6 הראו כי ניתן לקיים את לוקליזציה אנדרסון במערכת אופטית הפרעות עין דו ממדים עם ניגודים שבירים נמוכים. הם הראו שאם ההפרעה מוגבלת למישור הרוחבי של אבזרagating גל במדיום longitudinally בלתי משתנה, הקרן יכולה להישאר מרותק לאזור קטן בכיוון הרוחבי בשל פיזור רוחבי חזק. לוקליזציה אנדרסון רוחבית נצפתה לראשונה בגלבו דו ממדים שנוצרו על ידי שימוש בתבניות התאבכות בגביש צילום שבירה 7. סיליקה התמזגו היא מדיום האחר שהיה בשימוש כבר התצפית של רוחבי לוקליזציה אנדרסון 8,9, שם גלבו מסודרים נכתבים באמצעות פולסים פמטו לאורך המדגם. ההבדל מקדם השבירה של אתרים מסודרים במערכות שהוזכרו לעיל הוא בסדר גודל של 10 -4, ולכן רדיוס הלוקליזציה הוא די גדול. בנוסף, בגלבו הטיפוסי הם בדרך כלל לא יותר מכמה סנטימטרים, ולכן, הם לא יכולים להיות מעשיים עבור יישומים מודרכים גל. נציין כי התצפית של לוקליזציה אנדרסון רוחבית במוליך גל הפרעות חד ממדי שדווחה קודם לכן בענייןF 10. יש סיבים אופטיים שפותחו כאן מספר יתרונות על פני המימושים הקודמים של לוקליזציה אנדרסון רוחבית עבור יישומים מודרכים גל 11,12. ראשית, הבדל השבירה הגדול של 0.1 בין אתרי הפרעה של תוצאות הסיבים בקרן מקומית קטנה דומה לרדיוס האלומה של סיבים אופטיים רגילים. שנית, סיבים אופטי פולימר ההפרעות יכולים להתבצע הרבה יותר זמן מאשר בגלבו מסודרים בכתב חיצוני לגבישי photorefractive או סיליקה התמזגו. היינו מסוגל להתבונן לוקליזציה אנדרסון רוחבית בסיבים ארוכים-60-11 ס&quot;מ. שלישית, הסיב האופטי פולימר ההפרעות הוא גמיש, מה שהופך אותו מעשי ליישומים בעולם אמיתיים ברמת התקן המסתמכים על התחבורה של גלי אור בסיבים 13. כדי לפברק סיב האופטי הפרעות, 40,000 גדילי PMMA ו40,000 גדילים של PS היו מעורבים באופן אקראי, שבו כל רחוהיה 8 סנטימטרים ו250 מיקרומטר בקוטר. את החוטים באופן אקראי המעורבים רוכזו לתוך preform חתך מרובע עם צד ברוחב של כ 2.5 סנטימטר. Preform היה אז נמשך לסיבים אופטיים מרובעים ברוחב צד של כ 250 מיקרומטר (איור 1). כדי לערבב אקראי את קווצות סיבים המקוריות, אנו מפזרים שכבה של סיבי גדילי PMMA על שולחן גדול, הוספנו שכבה של סיבי גדילי PS, ולאחר מכן באופן אקראי ערבבנו אותם יחד. ההליך חזר על עצמו פעמים רבות עד לקבלת תערובת אקראית טובה הושגה. אנחנו השתמשנו במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) לתמונת הפרופיל של מקדם השבירה של הסיב אופטי הפרעות הפולימר. טכניקות ביקוע רגילות כגון באמצעות סכין מחומם חד לא יכולות לשמש להכנת דגימות הסיבים להדמית SEM של סוף הסיבים למפות הפרופיל מקדם השבירה שלו, בגלל נזקים להב המורפולוגיה של סוף הסיבים. ליטוש הסיבים יש השפעה מזיקה דומה על האיכות דואר של סוף הסיבים. על מנת להכין את הדגימות באיכות גבוהה עבור ההדמיה SEM, אנחנו שקועים כל סיבים בחנקן נוזלי למשך מספר דקות ולאחר מכן שבר את הסיבים, ואם נעשה על דגימות סיבים מספיק, תוצאות בשיטה זו בכמה חתיכות סיבים טובות (סביב 15% הצלחה שיעור) עם משטחי קצה באיכות גבוהה וחלק מאוד להדמית SEM. לאחר מכן, אנו משמשים 70% אתיל אלכוהול פתרון על 60 מעלות צלזיוס במשך כ 3 דקות כדי לפזר את אתרי PMMA בסופו של דבר הסיבים; חשיפה ארוכה יותר יכולה לפורר את סיבי הסוף כולו. לאחר מכן, אנו מצופים את הדגימות עם Au / PD והניחו אותם בחדר SEM. Zoomed-SEM בתמונה של הסיב אופטי הפרעות הפולימר מוצג באיור 2. האתרים האפורים הבהירים הם PS והאתרים הכהים הם PMMA. הרוחב הכולל של התמונה הוא 24 מיקרומטר שבו גדלי התכונות הקטנים ביותר בתמונה הם ~ 0.9 מיקרומטר, מתאימים לגדלים באתר הבודדים של גדילי הסיבים, לאחר תהליך התיקו. כדי characteRize את מאפייני מוליך הגל של הסיב האופטי ההפרעות, השתמשנו בליזר הוא Ne-באורך גל nm 633. הוא Ne-לייזר הוא מצמידים את סיבי SMF630hp מצב יחיד אופטיים בקוטר שדה במצב של כ 4 מיקרומטר, אשר לאחר מכן התחת מצמידים את הסיב האופטי באמצעות פולימר הפרעות שלב דיוק גבוה ממונע. הפלט אז צילמו על מאבחן קורה מצלמת CCD באמצעות מטרת 40X. בסט הראשון של ניסויים, בחרנו 20 דגימות סיבי הפרעות שונות, ארוך של 5 ס&quot;מ כל אחד; אורך 5 סנטימטר שנבחר כדי להתאים את אורך ההתפשטות בסימולציות נומריות שלנו. הסימולציות נומריות של סיבי ההפרעות הן בדרך כלל זמן רב מאוד, אפילו באשכול מחשוב עתיר ביצועים עם 1,100 אלמנטים. לוקליזציה אנדרסון רוחבית המלאה של אורך הגל של 633 ננומטר קורה רק לאחר כ 2.5 ס&quot;מ של התפשטות 11,12, ולכן, החליט שהאורך 5 סנטימטר הוא מספיק למטרות שלנו. בגלל stocטבע hastic של לוקליזציה אנדרסון, שהיינו צריך לחזור על שני הניסויים והסימולציות ל100 מימושים, על מנת לאסוף נתונים סטטיסטיים מספיקים כדי להשוות את הערכים מספריים של הניסוי וקוטר אלומת הממוצע. בפועל, 100 מדידות שונות מתקבלות על ידי לקיחת חמש מדידות מופרדות מרחבית על כל אחד מ20 דגימות סיבי הפרעות השונות. זה די קשה להכין את הסיבים האופטיים למדידות מסודרים הפולימר, בהשוואה לסיבים אופטיים מזכוכית. לדוגמה, לא ניתן להשתמש בשחיטה המתקדמת וכלים וטכניקות ליטוש שמפותחים עבור סיבים מבוססי סיליקה סטנדרטית. הליך מעודן לביקוע וליטוש סיבים אופטיים פולימר כבר דווח על ידי עאבדי ואח&#39; 14;. השתמשנו בשיטות שלהם עם כמה שינויים קלים להכנת דגימות הסיבים שלנו. כדי לבקע סיב אופטי פולימר הפרעות, להב X-acto מעוגל מחומם עד 65 מעלות, C, סיבים ועד 37 מעלות צלזיוס. הטיפ של הסיבים מיושר על משטח חיתוך כך שיכול להתבצע נקי, בניצב לחתוך. הלהב ממוקם בצד של הסיבים, והתגלגל במהירות על פני. תהליך השחיטה כולו צריך להיעשות מהר ככל האפשר על מנת להבטיח כי הטמפרטורות של הלהב והסיבים אינן משתנות במידה ניכרת. לאחר ביקוע הסיב ובוחן אותו תחת מיקרוסקופ אופטי, סוף הסיבים הוא מלוטש באמצעות מלחכים גיליונות סיבים סטנדרטיים (0.3 מיקרומטר נייר Thorlabs LFG03P אלומיניום אוקסיד פוליש) כדי לוודא שכל פגמים קלים יוסרו. כדי למרק סוף הסיבים, הוא מוחזק בפינצטה עם פינצטה מחזיקה סיבים כ -1.5 מ&quot;מ מפן הסוף להיות מלוטשים. הסיבים נמשכים על פני נייר באחד ארוכת אינץ&#39; דמות בצורת 8 נתיבים, בערך פי שמונה. פוליש תוצאות הסיבים בקצוות חלקים כמו תחת בדיקת מיקרוסקופ האופטי. יתר על כן, ליטוש מאפשר צימוד ראוי locaמקום lized בסיבים, אשר בתורו מפחית את הנחתה הן בצימוד וגם במרחק ההתפשטות הראשוני לפני הנקודה המקומית נוצר. אנחנו השתמשנו מאבחן מצלמת CCD קרן לתמונה את עוצמת אלומת הפלט. פרופיל עוצמת השדה קרוב נתפס באמצעות מטרת 40X. כדי למצוא את הגבולות של הסיבים, אנחנו רוויים CCD על ידי הגדלת כוחו של האור הנכנס מסיבי SMF630hp. לאחר איתור פרופיל העצמה של הקרן המקומית ביחס לגבולות, אנו קובעים CCD הקרן למאבחן האפשרות אוטומטי החשיפה. אנחנו השתמשנו בתמונה של פרופיל העצמה על מנת לחשב את רדיוס האלומה היעיל. על מנת להסיר את ההשפעה של רעש הסביבה, אנחנו מכוילים הליך עיבוד התמונה שלנו על מנת להבטיח שנקבל את קוטר האלומה הצפוי של סיבי SMF630hp. הערך שנמדד הממוצע של רדיוס הקורה והווריאציות שלה סביב הערך הממוצע מסכים גם עם numeסימולציות rical, כפי שמוצגות במס. 11. פרופיל קרן הפלט בסיבי הפולימר ברור כדלקמן שינוי בעמדה של קורה האירוע כפי שמוצג בשופטים. 11,12,13. מחקר מקיף על ההשפעה של הפרמטרים העיצוב כגון גדלי הפרעה באתר ואת אורך גל באירוע רדיוס הקורה של הקורה המקומי הוצג בשופטים. 12,15.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>poly (methyl methacrylate) (PMMA)</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polystyrene (PS)</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% ethyl alcohol solution at 65 &deg;C</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication and characterization of disordered polymer optical fibers for transverse anderson localization of light

אנו מפתחים ולאפיין סיב אופטי פולימר הפרעות המשתמש לוקליזציה אנדרסון רוחבית כמנגנון waveguiding רומן. הסיבים אופטיים שפותחו הפולימר מורכב מ80,000 גדילים של פולי (מתיל) (PMMA) ופוליסטירן (PS) כי הם מעורבים באופן אקראי ונמשכים לתוך סיבי חתך מרובעים אופטיים עם רוחב צד של 250 מיקרומטר. בתחילה, כל גדיל הוא 200 מיקרומטר בקוטר 8 אינץ ארוך. במהלך תהליך הערבוב של קווצות הסיבים המקוריות, הסיבים לחצות אחד את השני, עם זאת, תיקו יחס גדול מבטיח שהפרופיל מקדם השבירה הוא השמורה לאורכו של הסיב לכמה עשרות סנטימטרים. ההבדל הגדול מקדמים שבירה של 0.1 בין תוצאות האתרים מסודרות ברדיוס אלומה מקומי קטן שניתן להשוות את רדיוס האלומה של סיבים אופטיים קונבנציונליים. אור הקלט שוגר מסיב בודד סטנדרטי מצב אופטי תוך שימוש בשיטת התחת הצימוד וניאהקרן פלט R-שדה מסיבי ההפרעות היא הדמיה באמצעות מטרת 40X ומצלמת CCD. קוטר אלומת הפלט מסכים גם עם התוצאות הצפויות מהסימולציות נומריות. הסיב האופטי ההפרעות מוצגים בעבודה זו הוא יישום התקן ברמה הראשונה של לוקליזציה אנדרסון 2D, ויכול באופן פוטנציאלי לשמש לתחבורת תמונות ומערכות תקשורת אופטית קצרים לגרור.

תמונת SEM של הסיבים המלוטשים מוצגת באיור 1. תמונת SEM באיור 1 מלמד כי, עבור רוב האזורים של קצה הסיב, האיכות פולנית היא טובה. תמונת SEM של דגימות הסיבים עם קצותיהם המומסים בתמיסת אתיל אלכוהול, איור 2, מציגה את אתרי PMMA באתרים כהים וPS בצבעים אפורים. תמ?...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light at JoVE.com

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

אנו מפתחים ולאפיין סיב אופטי פולימר הפרעות המשתמש לוקליזציה אנדרסון רוחבית כמנגנון waveguiding רומן. סיבי microstructured זה יכול להעביר קרן מקומית קטנה עם רדיוס כי ניתן להשוות את רדיוס האלומה של סיבים אופטיים קונבנציונליים.

ייצור ואפיון של סיבים אופטיים הפרעות פולימר ללוקליזציה רוחבית אנדרסון אור

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

fabrication-characterization-disordered-polymer-optical-fibers-for

Research

JoVE Journal

Engineering

11.3K Views.  University of Wisconsin-Milwaukee. אנו מפתחים ולאפיין סיב אופטי פולימר הפרעות המשתמש לוקליזציה אנדרסון רוחבית כמנגנון waveguiding רומן. סיבי microstructured זה יכול להעביר קרן מקומית קטנה עם רדיוס כי ניתן להשוות את רדיוס האלומה של סיבים אופטיים קונבנציונליים.

Video: Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view and for its considerable potential for practical applications. Slow light photonic crystal waveguides, in particular, have played a major part and have been successfully employed for delaying optical signals1-4 and the enhancement of both linear5-7 and nonlinear devices.8-11
Photonic crystal cavities achieve similar effects to that of slow light waveguides, but over a reduced band-width. These cavities offer high Q-factor/volume ratio, for the realization of optically12 and electrically13 pumped ultra-low threshold lasers and the enhancement of nonlinear effects.14-16 Furthermore, passive filters17 and modulators18-19 have been demonstrated, exhibiting ultra-narrow line-width, high free-spectral range and record values of low energy consumption.
To attain these exciting results, a robust repeatable fabrication protocol must be developed. In this paper we take an in-depth look at our fabrication protocol which employs electron-beam lithography for the definition of photonic crystal patterns and uses wet and dry etching techniques. Our optimised fabrication recipe results in photonic crystals that do not suffer from vertical asymmetry and exhibit very good edge-wall roughness. We discuss the results of varying the etching parameters and the detrimental effects that they can have on a device, leading to a diagnostic route that can be taken to identify and eliminate similar issues.
The key to evaluating slow light waveguides is the passive characterization of transmission and group index spectra. Various methods have been reported, most notably resolving the Fabry-Perot fringes of the transmission spectrum20-21 and interferometric techniques.22-25 Here, we describe a direct, broadband measurement technique combining spectral interferometry with Fourier transform analysis.26 Our method stands out for its simplicity and power, as we can characterise a bare photonic crystal with access waveguides, without need for on-chip interference components, and the setup only consists of a Mach-Zehnder interferometer, with no need for moving parts and delay scans.
When characterising photonic crystal cavities, techniques involving internal sources21 or external waveguides directly coupled to the cavity27 impact on the performance of the cavity itself, thereby distorting the measurement. Here, we describe a novel and non-intrusive technique that makes use of a cross-polarised probe beam and is known as resonant scattering (RS), where the probe is coupled out-of plane into the cavity through an objective. The technique was first demonstrated by McCutcheon et al.28 and further developed by Galli et al.29

Use of photonic crystal slow light waveguides and cavities has been widely adopted by the photonics community in many differing applications. Therefore fabrication and characterization of these devices are of great interest. This paper outlines our fabrication technique and two optical characterization methods, namely: interferometric (waveguides) and resonant scattering (cavities).

ייצור ואפיון של מנחי גלים פוטוניים Crystal להאט את האור וחללים

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

Quasi-light Storage for Optical Data Packets

Today's telecommunication is based on optical packets which transmit the information in optical fiber networks around the world. Currently, the processing of the signals is done in the electrical domain. Direct storage in the optical domain would avoid the transfer of the packets to the electrical and back to the optical domain in every network node and, therefore, increase the speed and possibly reduce the energy consumption of telecommunications. However, light consists of photons which propagate with the speed of light in vacuum. Thus, the storage of light is a big challenge. There exist some methods to slow down the speed of the light, or to store it in excitations of a medium. However, these methods cannot be used for the storage of optical data packets used in telecommunications networks. Here we show how the time-frequency-coherence, which holds for every signal and therefore for optical packets as well, can be exploited to build an optical memory. We will review the background and show in detail and through examples, how a frequency comb can be used for the copying of an optical packet which enters the memory. One of these time domain copies is then extracted from the memory by a time domain switch. We will show this method for intensity as well as for phase modulated signals.

The article describes a procedure to store optical data packets with an arbitrary modulation, wavelength, and data rate. These packets are the basis of modern telecommunications.

חפצים מעין אור עבור מנות נתונים אופטיות

Today's telecommunication is based on optical packets which transmit the information in optical fiber networks around the world. Currently, the processing ...

Patterning via Optical Saturable Transitions - Fabrication and Characterization

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical Saturable Transitions (POST). In this technique the chemical properties of organic photochromic molecules that undergo single-photon reactions are exploited, enabling rapid top-down nanopatterning over large areas at low light intensities, thereby, allowing for the circumvention of the far-field diffraction barrier.4 Simple, cost-effective, high throughput and resolution alternatives to nanopatterning are being explored, such as, two-photon polymerization5,6, beam pen lithography (BPL)7, scanning electron beam lithography (SEBL), and focused ion beam (FIB) patterning. However, multi-photon approaches require high light intensities, which limit their potential for high throughput and offer low image contrast. Although, electron and ion beam lithographic processes offer increased resolution, the serial nature of the process is limited to slow writing speeds, which also prevents patterning of features over large areas. Beam-pen lithography is an approach towards parallel near-field optical lithography. However, the gap between the source of the beam and the surface of the photoresist needs to be controlled extremely precisely for good pattern uniformity and this is very challenging to accomplish for large arrays of beams. Patterning via Optical Saturable Transitions (POST) is an alternative optical nanopatterning technique for patterning sub-wavelength features1-3. Since this technique uses single photons instead of electrons, it is extremely fast and does not require high light intensities1-3, opening the door to massive parallelization.

We report that the diffraction limit of conventional optical lithography can be overcome by exploiting the transitions of organic photochromic derivatives induced by their photoisomerization at low light intensities.1-3 This paper outlines our fabrication technique and two locking mechanisms, namely: dissolution of one photoisomer and electrochemical oxidation.

דפוסים באמצעות מעברי Saturable אופטיים - ייצור ואפיון

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical ...

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological and physical sciences over the past few decades. The progress made in this field invites further study of even smaller systems and at a larger scale, with tools that could be distributed more easily and made more widely available. Unfortunately, the fundamental laws of diffraction limit the minimum size of the focal spot of a laser beam, which makes particles smaller than a half-wavelength in diameter hard to trap and generally prevents an operator from discriminating between particles which are closer together than one half-wavelength. This precludes the optical manipulation of many closely-spaced nanoparticles and&#160;limits the&#160;resolution of optical-mechanical systems. Furthermore, manipulation using focused beams requires beam-forming or steering optics, which can be very bulky and expensive. To address these limitations in the system scalability of conventional optical trapping our lab has devised an alternative technique which utilizes near-field optics to move particles across a chip. Instead of focusing laser beams in the far-field, the optical near field of plasmonic resonators produces the necessary local optical intensity enhancement to overcome the restrictions of diffraction and manipulate particles at higher resolution. Closely-spaced resonators produce strong optical traps which can be addressed to mediate the hand-off of particles from one to the next in a conveyor-belt-like fashion. Here, we describe how to design and produce a conveyor belt using a gold surface patterned with plasmonic C-shaped resonators and how to operate it with polarized laser light to achieve super-resolution nanoparticle manipulation and transport. The nano-optical conveyor belt chip can be produced using lithography techniques and easily packaged and distributed.

The scalability and resolution of conventional optical manipulation techniques are limited by diffraction. We circumvent the diffraction limit and describe a method of optically transporting nanoparticles across a chip using a gold surface patterned with a path of closely spaced C-shaped plasmonic resonators.

ייצור ותפעול של מסוע ננו-אופטי

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

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 ...

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope for MEMS Inspection and Characterization

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and automotive. However, effective inspection and characterization metrology systems are needed to ensure the functional reliability of MEMS. This study presents a system based on digital holography as a tool for MEMS metrology. Digital holography has gained increasing attention in the past 20 years. With the fast development and decreasing cost of sensor arrays, resolution of such systems has increased broadening potential applications. Thus, it has attracted attention from both research and industry sides as a potential reliable tool for industrial metrology. Indeed, by recording the interference pattern between an object beam (which contains sample height information) and a reference beam on a CCD camera, one can retrieve the quantitative phase information of an object. However, most of digital holographic systems are bulky and thus not easy to implement on industry production lines. The novelty of the system presented is that it is lens-less and thus very compact. In this study, it is shown that the Compact Digital Holographic Microscope (CDHM) can be used to evaluate several characteristics typically consider as criteria in MEMS inspections. The surface profiles of MEMS in both static and dynamic conditions are presented. Comparison with AFM is investigated to validate the accuracy of the CDHM.

We present a compact reflection digital holographic system (CDHM) for inspection and characterization of MEMS devices. A lens-less design using a diverging input wave providing natural geometrical magnification is demonstrated. Both static and dynamic studies are presented.

עדשה-פחות קומפקטי מיקרוסקופ הולוגרפי הדיגיטלי פיקוח MEMS ואפיון

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and ...

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices have used devices prepared by spin coating, a process that is not amenable to large-scale fabrication. This mismatch in device fabrication makes it difficult to translate quantitative results obtained in the laboratory to the commercial level, making optimization difficult. Using a mini-slot die coater, this mismatch can be resolved by translating the commercial process to the laboratory and characterizing the structure formation in the active layer of the device in real time and in situ as films are coated onto a substrate. The evolution of the morphology was characterized under different conditions, allowing us to propose a mechanism by which the structures form and grow. This mini-slot die coater offers a simple, convenient, material efficient route by which the morphology in the active layer can be optimized under industrially relevant conditions. The goal of this protocol is to show experimental details of how a solar cell device is fabricated using a mini-slot die coater and technical details of running in situ structure characterization using the mini-slot die coater.

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Here, we present a protocol to fabricate organic thin film solar cells using a mini-slot die coater and related in-line structure characterizations using synchrotron scattering techniques.

ייצור הדפסת תאים סולריים heterojunction הגורף<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון מורפולוגיה

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Free-form Light Actuators &#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted researchers&#39; attention in many fields. Most of the studies focused on macroscopic LCE structures (films, fibers) and their miniaturization is still in its infancy. Recently developed lithography techniques, e.g., mask exposure and replica molding, only allow for creating 2D structures on LCE thin films. Direct laser writing (DLW) opens access to truly 3D fabrication in the microscopic scale. However, controlling the actuation topology and dynamics at the same length scale remains a challenge.
In this paper we report on a method to control the liquid crystal (LC) molecular alignment in the LCE microstructures of arbitrary three-dimensional shape. This was made possible by a combination of direct laser writing for both the LCE structures as well as for micrograting patterns inducing local LC alignment. Several types of grating patterns were used to introduce different LC alignments, which can be subsequently patterned into the LCE structures. This protocol allows one to obtain LCE microstructures with engineered alignments able to perform multiple opto-mechanical actuation, thus being capable of multiple functionalities. Applications can be foreseen in the fields of tunable photonics, micro-robotics, lab-on-chip technology and others.

Free-form Light Actuators &amp;#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Here, we fabricate 3D polymeric micro/nano structures in which both the shape and the molecular alignment can be engineered with nanometer scale accuracy by the use of direct laser writing. Light induced deformation of several types of liquid crystalline elastomer microstructures can be controlled in the microscopic scale.

מתנעים אור בצורה חופשית - ייצור ובקרה של Actuation ב בקנה מידה מיקרוסקופי

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted ...

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 ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light scattering from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles. This protocol describes the SLSP platform and how it employs a 360&#176; rotational photodetector sensor that is scanned around an IOL sample while recording the intensity and location of scattered light as it passes through the IOL medium. The SLSP platform can be used to predict, non-clinically, the propensity for current and novel IOL designs and materials to induce light scatter. Non-clinical evaluation of light scattering properties of IOLs can significantly reduce the number of patient complaints related to unwanted glare, glistening, optical defects, poor image quality, and other phenomena associated with the unintended light scattering. Future studies should be conducted to correlate SLSP data with clinical results to help identify which measured light scatter is most problematic for patients that have undergone cataract surgery subsequent to IOL implantation.

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

This protocol describes the scanning light scattering profiler (SLSP) that enables the full-angle quantitative evaluation of forward and backward scattering of light from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles.

סריקה אור מפזר Profiler (SLPS) מתודולוגיה מבוססת כדי להעריך כמותית קדימה ואחורה אור פיזור מ עדשות עדשות

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...