이 연구는 호주 연구위원회의 디스커버리 프로젝트 자금 조달 계획 (프로젝트 번호 DP120103942)에서 지원되었습니다. BTK와 AA는 호주 연구위원회 미래 휄로 십 (FT0991895)와 각각 호주 연구 휄로 십 (DP1093789)의 수신자입니다.

개요 복합 인듐 / PMMA 섬유 (그림 3)은 자신을 사용할 수 PMMA 튜브 및 와이어에서 준비해야 할 하나의 인듐 와이어 (그림 2)를 포함 PMMA 섬유의 스택을 그리기에 의해 생성된다. 제시 단계는 다음과 같습니다 <ol class="ualpha"><li> 매뉴얼은 스택에 적합한 직경의 단일 인듐 와이어를 포함하는 PMMA 섬유를 생산하고 있습니다. 이를 위해 먼저 1mm 인듐 와이어 (제 1) 수용 할 수있는 PMMA 관을 준비하고 인듐을 포함하고 필요한 크기 (제 2 항)로 그립니다. </li><li> 스택하고 필요한 크기로 얻은 개인 인듐 - 가득 PMMA 섬유 (제 3 항)을 그립니다. </li></ol> 제 4 및 5 세부 사항 섹션 2, 3에서 사용되는 도면 처리합니다. 1. PMMA의 Jacketing 관을 제조하기 1mm 인듐 와이어를 구성하는 데 사용되는 PMMA의 jacketing 관은 stretchi으로 구성되어 있습니다NG 및 기본 그리기 프로세스 (제 4 항)에 sleeving 표준 PMMA 튜브는 ID 1 mm와 OD 12mm의 최종 PMMA의 jacketing 관을 확인합니다. <ol><li> 600mm 길이 12 mm의 6mm와 OD의 ID와 PMMA 튜브를 잘라. 여러 PMMA 튜브는 sl​​eeving 과정에서 나중에 사용하기 위해 준비를해야합니다. </li><li> 오일의 최소 90 ° C에서 어닐링 오븐에 PMMA 튜브를 어닐링. </li><li> 오븐 어닐링에서 한 PMMA 튜브를 제거하고 실내 온도에 냉각 할 수 있습니다. </li><li> 이소프로판올 와이프와 함께 PMMA 튜브의 표면을 깨끗하고 건조 할 수 있습니다. </li><li> 반사 테이프를 사용하여 상단 익스텐더 (그림 6) (그림 7)에 PMMA 튜브를 연결합니다. </li><li> 반사 테이프를 사용하여 기본 그리기 바닥 익스텐더 (그림 6) (그림 8)에 PMMA 튜브를 연결합니다. </li><li> (제 4 항 참조) 기본 그리기 과정에서 PMMA 관을 치다. 더 진공이 단계가 필요하지 않습니다 않습니다. PMMA 관은까지 뻗어있다6mm에 OD 12mm. </li><li> 그림 후 추첨 타워에서 신장 튜브를 제거합니다. </li><li> 550mm 길이로 신장 튜브를 잘라. </li><li> 단계 1.3과 1.4를 반복합니다. </li><li> 소재가 부드럽게 될 때까지 뜨거운 공기 총을 신장 튜브의 상단면을 열 플라이어 (그림 9)를 사용하여 구멍을 밀봉 방해. </li><li> PMMA 튜브 조립체 (그림 10)을 생성 할 수있는 새로운 PMMA 튜브로 신장 튜브를 삽입합니다. 신장 튜브 및 새로운 PMMA 튜브 사이의 간격을 밀봉하기 위해 그림 10과 같이 PMMA 튜브 어셈블리 (예 : 열려있는 내부 신장 관이있는 쪽), 랩 polytetrafluoroethylene (PTFE) 테이프의 하단 옆에 있습니다. </li><li> 끈적 테이프의 내부 층, PTFE 테이프의 중간 계층, 그리고 반사의 외부 층을 사용하여 상단 익스텐더 (그림 7)에 PMMA 튜브 어셈블리 (즉, 밀폐 된 내부 신장 관이있는 쪽)의 상단 끝을 연결합니다 테이프. 을 확인PTFE 테이프는 꼭이며, PMMA 관 어셈블리 및 상단 익스텐더 사이의 모든 간격은 봉인 된 겁니다. </li><li> 1.6과 같이 주요 추첨 바닥 연장에 PMMA 튜브를 연결합니다. </li><li> 진공와 기본 드로잉 과정에 스트레치 및 슬리브 PMMA 튜브 조립체 (제 4 항 참조). PMMA 관 조립체는 OD 12mm에서 6mm까지 늘어납니다. </li><li> 그 결과 신장 PMMA의 jacketing 관은 약 0.25 ID / OD 수 있습니다. 최종 PMMA의 jacketing 관 1mm (그림 1)의 ID로 약 0.1의 ID / OD이 나타날 때까지 1.15-1.9를 반복합니다. </li></ol> 2. 인듐를 제조하는 섬유를 채움 1mm 인듐 와이어는 소매와 제 1 항에 마지막 OD 1.2 mm로 인듐 가득 섬유를 생산하기 위해 보조 추첨 과정 (제 5) 사용하여 만든 PMMA의 jacketing 관에 뻗어 있습니다. <ol><li> 준비 및 1.1에 도시 된 바와 같이 PMMA의 jacketing 튜브를 어닐링 - 1.4. </li><li> 550mm 길이로 인듐 와이어를 잘라.</li><li> 그림 11과 같이 프리폼 어셈블리를 가득 인듐을 만들 PMMA의 jacketing 관에 인듐 와이어를 삽입합니다. </li><li> 1.11와 같이 PMMA의 jacketing 관의 바닥면을 봉쇄 해. </li><li> 1.14과 같이 1.13하고 보조 드로우 바닥 연장과 같이 상단 연장에 인듐 가득 프리폼 어셈블리를 연결합니다. </li><li> 스트레치 및 슬리브 인듐은 15-20g 장력에 따라 그려 최종 OD 1mm의 인듐 가득 섬유 (제 5 참조)를 만드는 진공과 보조 드로잉 과정에 프리폼 어셈블리를 가득 채웠다. </li><li> 그리기 작업이 완료 된 후 탑에서 인듐 가득 섬유의 스풀을 제거합니다. </li><li> endface를 검사하고 인듐의 종 방향 길이를 따라 가벼운 현미경을 사용하여 섬유를 가득 채웠다. 문제 결함은 인듐 와이어와 PMMA 관 인터페이스, 섬유의 길이를 따라 와이어 직경 또는 파괴 균열의 변동 사이의 분리를 포함 할 수 있습니다. 산업의 광학 현미경 이미지ium 가득 섬유는 1mm OD PMMA 섬유의 연속 100 μm의 인듐 와이어를 보여주는 그림 2에 표시됩니다. </li><li> 충분한 인듐 가득 섬유는 인듐 스택 예비 성형품에 대한 생산 될 때까지 2.8-2.1를 반복합니다. </li></ol> 3. 인듐 누적 섬유를 제조 인듐 누적 섬유가 먼저 한 다음 늘어하고 보조 추첨 과정 (제 5)를 사용하여 원하는 섬유 크기에 소매되는 큰 PMMA 프리폼의 jacketing 관에 Secton 2에 생산 인듐 가득 섬유를 스태킹하여 제조된다. <ol><li> 1.1와 같이 PMMA 프리폼의 jacketing 튜브를 준비합니다. 데모를 위해, 우리는 12mm OD, 9 밀리미터 ID의 PMMA 튜브를 사용합니다. </li><li> 인듐은 550mm의 길이로 섬유를 가득 자른다. </li><li> PMMA 프리폼의 jacketing 튜브의 표면을 청소하고 인듐은 이소프로판올 잎사귀로 섬유를 채워 건조 할 수 있습니다. </li><li> 고무 밴드를 사용하여 인듐 가득 섬유를 번들 삽입PMMA 프리폼의 jacketing 관으로, 섬유를 보장하는 것은 직선과 꼭 부합 (그림 12)의입니다. </li><li> 오일의 최소 90 ° C에서 어닐링 오븐에 스택 프리폼 어셈블리를 어닐링. </li><li> 어닐링 오븐에서 스택 프리폼 어셈블리를 제거하고 실내 온도에 냉각 할 수 있습니다. </li><li> 1.14과 같이 1.13하고 보조 드로우 바닥 연장과 같이 상단 연장에 인듐 가득 프리폼 어셈블리를 연결합니다. </li><li> 인듐 스택 섬유 (제 5 항 참조) 할 진공과 보조 드로잉 과정에 스트레치 및 슬리브 스택 예비 성형품 조립. 이 50 μm로 구분 5mm 와이어를 포함하는 metamaterial 섬유를 생산 80g 장력에 따라 그려 최종 OD 0.6 mm로 늘어납니다. 결과 섬유 광학 현미경 단면 이미지는 그림 3에 표시됩니다. </li><li> 그리기 작업이 완료 된 후 탑에서 인듐 스택 섬유의 스풀을 제거합니다. </li><li> 에2.8 (그림 3)과 같이 SPECT는 endface과 인듐 스택 섬유의 길이 방향 길이를 따라. </li></ol> 4. 기본 추첨 프로세스 기본 그리기 과정은 1mm보다 큰 외부 직경에 preforms를 확장하는 데 사용됩니다. 다음 절차는 제 1 항에서 사용된다 : PMMA의 Jacketing 튜브를 제조. <ol><li> 세 턱 척에 가기 연장을 클램핑하여 추첨 타워에 프리폼을로드합니다. 노의 구역 (그림 13)에 예비 성형품을 먹이. XY 마이크로 미터 단계를 사용하여 예비 성형품을 맞 춥니 다. 노의 상단 플레이트를 닫습니다. </li><li> 예열 단계는 그림 14에 표시된 온도 프로파일을 사용하여 그리기 온도 프리폼의 단면적의 온도를 elevates. </li><li> 5mm / 분에서 공급 속도를 시작, 185 ° C로 온도를 증가하여 그리기 작업을 시작, 6 월 / 분, 종료 t에서 속도를 끌어그는 단위 클램프을 그리세요. 시간이 지남에 따라 드로우 장력 (그림 15)의 동작을 검사합니다. <ul><li> 긴장이 기하 급수적으로 증가하면, 피드와 무승부 단위를 중지 프리폼의 피드를 시작하기 전에, 온도를 그리기까지 가열 한 후 다시 단위를 그릴 수 있도록 1 분 정도 기다리십시오. 긴장이 안정화 될 때까지 테스트를 반복합니다. </li><li> 긴장이 떨어지면, 1-2 월 / 분으로 그리기 속도를 향상시킬 수 있습니다. 필요한 그리기 속도가 달성 될 때까지, 1-2 월 / 분 단위 (만큼 긴장 어느 일정하게 유지 또는 하강 시작)에 그리기 속도를 증가 계속합니다. </li></ul></li><li> 진공가 필요한 경우, 블루 전술 (그림 13)를 사용하여 상단 프리폼 Extender를 밀봉 진공으로 진공 튜브를 연결합니다. 피드와 무승부 단위는 프리폼이 대칭 그리기되도록하기 시작 한 후 진공을 사용합니다. </li><li> 예비 성형품을 그릴 때 가이드로 표 1에서 기본 드로잉 조건을 사용합니다. 노의 온도와 비율 B를 참고피드를 etween과 속도가 일정 OD 및 그리기 긴장을 유지하기 위해 모니터링해야립니다. , 그린 섬유에 대한 지표 외경이 대량 균형 방정식에서 구할 수 있습니다 D 마지막 = D 시작 (F / D) 2분의 1 최종 D 어디 - D 시작이 초기 프리폼 직경 최종 섬유의 직경입니다, F는 공급 속도이며, D는 추첨 속도입니다. 먹이와 그리기 속도와 프리폼이 완료 노의 스위치를 중지합니다. 프리폼은 실내 온도에 냉각되면 추첨 타워에서 예비 성형품을 제거합니다. </li></ol> 5. 차 추첨 프로세스 차 추첨 과정은 1mm보다 작은 약물 과용이라면서으로 preforms를 확장하는 데 사용됩니다. 다음 절차는 제 2 항에 사용됩니다 인듐 스택 섬유를 제조 : 인듐은 섬유 및 3 가득 제조. <ol><li> s에 대한 예비 성형품로드econdary 추첨은 기본 그리기 프로세스 (단계 4.1)에서와 동일합니다. </li><li> 보조 추첨을위한 사전 가열 단계는 기본 그리기 프로세스 (단계 4.2)에서와 동일합니다. </li><li> 그리기 온도에 도달되면 예비 성형품은 목을 다운로 시작합니다. 드롭 다운 프리폼 종료의 초기 드로잉 힘 (그림 16)을 제공하는 하단 익스텐더의 무게로 인해 노의 바닥. </li><li> 피드 속도 (2.5-5 ㎜ / 분)를 시작하고 노의 온도를 증가 시작 - 드롭 다운의 속도를 제어 할 수 (2.5 5 ° C). 섬유 직경은 최대 250 주위에 유지되어야합니다 - 섬유 안 그래요을 방지하기 위해 500 μm합니다. </li><li> 처음에 1에서 m / 분의 속도가 느린 속도로 회전하는 캡스턴 휠에 섬유를 연결합니다. 댄서 휠 주위의 섬유를 바람과 섬유 스풀에 첨부합니다. </li><li> 진공가 필요한 경우 4.4과 같이 진공 튜브를 연결합니다. </li><li> 섬유 무승부는 처음 과도 드로우 조건 하에서 될 것입니다. 에스동부 표준시 피드 속도는 원하는 그리기 조건 값으로 속도와 가열 온도를 그립니다. 섬유 직경과 무승부 장력이 정상 상태까지 변동 할가 몇 분 후에 이루어집니다. </li><li> 예비 성형품을 그릴 때 가이드로 표 2에 보조 드로잉 조건을 사용합니다. 피드와 무승부 속도 사이의 용광로 온도와 비율 지속적인 OD 및 그리기 긴장을 유지하기 위해 모니터링해야를합니다. </li><li> 4.5과 같이 프로세스를 중지합니다. </li></ol>

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	<li>Cai, W., Shalaev, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optical Metamaterials: Fundamentals and Applications. , (2010).</li><li>Pendry, J. B., Holden, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extremely+Low+Frequency+Plasmons+in+Metallic+Mesostructures.">Extremely Low Frequency Plasmons in Metallic Mesostructures.</a> Phys. Rev. Lett. 76, 4773-4776 (1996).</li><li>Schurig, D., Mock, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metamaterial+Electromagnetic+Cloak+at+Microwave+Frequencies.">Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies.</a> Science. 314, 977-980 (2006).</li><li>Shalaev, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+negative-index+metamaterials.">Optical negative-index metamaterials.</a> Nat. Photonics. 1, 41-48 (2007).</li><li>Liu, Z., Lee, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Far-field+optical+hyperlens+magnifying+sub-diffraction-limited+objects.">Far-field optical hyperlens magnifying sub-diffraction-limited objects.</a> Science. 315, (2007).</li><li>Boltasseva, A., Shalaev, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+optical+negative-index+metamaterials:+Recent+advances+and+outlook.">Fabrication of optical negative-index metamaterials: Recent advances and outlook.</a> Metamaterials. 2, 1-17 (2008).</li><li>Soukoulis, C. M., Wegener, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Past+achievements+and+future+challenges+in+the+development+of+three-dimensional+photonic+metamaterials.">Past achievements and future challenges in the development of three-dimensional photonic metamaterials.</a> Nat. Photonics. 5, 523-530 (2011).</li><li>Tuniz, A., Kuhlmey, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drawn+metamaterials+with+plasmonic+response+at+terahertz+frequencies.">Drawn metamaterials with plasmonic response at terahertz frequencies.</a> Appl. Phys. Lett. 96, 191101 (2010).</li><li>Argyros, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructured+polymer+optical+fibers.">Microstructured polymer optical fibers.</a> J. Lightwave Technol. 27, 1571-1579 (2009).</li><li>Donald, I. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production,+properties+and+applications+of+microwire+and+related+products.">Production, properties and applications of microwire and related products.</a> J. Mater. Sci. 22, 2661-2679 (1987).</li><li>Grischkowsky, D., Keiding, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Far-infrared+time-domain+spectroscopy+with+terahertz+beams+of+dielectrics+and+semiconductors.">Far-infrared time-domain spectroscopy with terahertz beams of dielectrics and semiconductors.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 7, 2006-2015 (1990).</li><li>Wang, A., Tuniz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber+metamaterials+with+negative+magnetic+permeability+in+the+terahertz.">Fiber metamaterials with negative magnetic permeability in the terahertz.</a> Opt. Mat. Express. 1, 115-120 (2010).</li><li>Tuniz, A., Lwin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stacked-and-drawn+metamaterials+with+magnetic+resonances+in+the+terahertz+range.">Stacked-and-drawn metamaterials with magnetic resonances in the terahertz range.</a> Opt. Express. 19, 16480-16490 (2011).</li></ol>

관심 없음 충돌이 선언 없습니다.

여기에 제시된 기술은 효과적으로 높은 패스 필터로 행동, THz 범위의 plasmonic 응답 (그리고 따라서 맞춤 전기 유전율)를 보유하고 microscale 기능 크기로 연속 입체 metamaterials의 킬로미터 제조 할 수 있습니다. 이것은 실험적으로 terahertz 시간 도메인 분광학 11를 사용하여 나타낼 수있다. 이 범위 12 부정적인 자기 투자율을 가진 metamaterial 섬유와 결합 할 때 이러한 섬유 모양의 metamater...

<table border="1"><tbody><tr><td> 시약 / 재료의 이름 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td><td> 코멘트 </td></tr><tr><td> 인듐 99.99 % 와이어, 1mm 직경 </td><td> AIM 전문 </td><td> 요청시 가능 </td><td> <a href="http://www.aimspecialty.com" target="_blank">www.aimspecialty.com</a> <a href="http://www.aimspecialty.com/Portals/0/Files/Indium.pdf" target="_blank">http://www.aimspecialty.com/Portals/0/Files/Indium.pdf</a> </td></tr><tr><td> 2 - 프로 파놀 (이소프로판올) </td><td> 시그마 - 알드리치 </td><td> 제품 번호 190764 </td><td> <a href="http://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/products.html?TablePage=17292086" target="_blank">http://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/products.html?TablePage=17292086</a> </td></tr><tr><td> 접착 테이프 </td><td> 스테이플 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 한 랩 PTFE 테이프, 5 ML X 12 mmW X​​ 0.2 mmT </td><td> RS 구성 요소 </td><td> RS 주식 번호 231-964 </td><td> <a href="http://uk.rs-online.com/web/p/ptfe-tapes/0231964/" target="_blank">http://uk.rs-online.com/web/p/ptfe-tapes/0231964/</a> </td></tr><tr><td> 50 마이크론 알루미늄 호일 테이프 </td><td> 접착제 테이프의 발전을 </td><td> AT506 </td><td> <a href="http://www.advancetapes.com/Products/types/9/page1/81" target="_blank">http://www.advancetapes.com/Products/types/9/page1/81</a> </td></tr><tr><td> 블루 치 렀어 </td><td> Bostik </td><td></td><td> <a href="http://www.blutack.com/index.html" target="_blank">http://www.blutack.com/index.html</a> </td></tr><tr><td> 빠른 설정을 Araldite </td><td> Sell​​eys </td><td></td><td> <a href="http://selleys.com.au/adhesives/household-adhesive/araldite/quick-set" target="_blank">http://selleys.com.au/adhesives/household-adhesive/araldite/quick-set</a> </td></tr><tr><td> PMMA 튜브 : - ID 6mm, OD 12mm - ID 9mm, OD 12mm </td><td> B &amp; M 플라스틱 : 플라스틱 제조 </td><td> 요청시 가능 </td><td> <a href="http://www.bmplastics.com.au/about-us.htm" target="_blank">http://www.bmplastics.com.au/about-us.htm</a> </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 장비 요구 사항 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td><ul><li> 최소한 200 ° C (프리폼 및 섬유 드로우 시설을 갖춘 Heathway 폴리머 추첨 타워)의 최대 온도의 용광로와 광섬유 무승부 타워. 추첨 타워의 사진은 그림 5에 표시됩니다. </li><li> 최소 90 최대 온도 ° C.의 어닐링 오븐 </li><li> 광학 현미경. </li><li> 뜨거운 공기 총. </li><li> 진공 펌프입니다. </li><li> 톱 프리폼의 연장 (30cm 길이와 12mm 직경의 금속 튜브). </li><li> 기본 그리기하단 연장 (100cm 길이와 12mm 직경의 금속 튜브). </li><li> 보조 드로우 바닥 연장 (20cm 길이와 12mm 직경의 PMMA 관). </li></ul></td></tr></tbody></table>

fabricating metamaterials using the fiber drawing method

Metamaterials는 1를 작동되는 파장보다 훨씬 작은 구성 요소를 조립하여 제조 인공 복합 재료입니다. 그들은 대신을 작성 원자의, 그들의 성분의 구조에 자신의 전자 속성을 빚 졌어. 예를 들어, 서브 파장 금속 와이어는 금속 자체 2 대조적으로, 주어진 주파수에서 중 긍정적이거나 부정적인 수 있습니다 효과적인 전기 유전율을 소유 이용하실 수 있습니다. 빛의 행동에 이상이 전례없는 제어는 잠재적으로 회절 한계 다섯 아래 객체를 해결 같은 투명 망토 3, 부정적인 굴절률 재료 4, 렌즈 등의 소설 장치의 숫자로 이어질 수 있습니다. 그러나, 광학, 중간 적외선과 terahertz 주파수에서 작동 metamaterials는 통상 고가이며 대부분 몇 CEN에 있습니다 샘플을 생산 나노 및 마이크로 제조 기술을 사용하여 만들어집니다크기가 6-7로 timetres. 여기 terahertz plasmonic 응답 8 전시 섬유 형태로 금속 와이어 metamaterials의 수백 미터를 생산하는 제조 방법을 제시한다. 우리는 (PMMA) 튜브 polymethylmethacrylate 내부 인듐 와이어를 사용하여 테일러 - 와이어 절차 10을 microstructured 폴리머 광섬유 구를 생산하는 데 사용되는 스택 앤 그릴 기술을 결합합니다. 가, 처리 terahertz 지역의 적합한 광학 특성을 가진 drawable 유전체 쉬운이기 때문에 PMMA가 선택, 인듐은 156.6의 녹는 온도가 있기 때문에 ° C 이는 PMMA와 codrawing에 적합합니다. 우리는 한쪽 끝에서 밀봉 직경 이외의 1mm 내경 (ID)와 12mm (OD) 1 밀리미터 직경 PMMA 관 99.99 % 순도의 인듐 와이어가 포함되어 있습니다. 튜브 대피와 1.2 mm의 외부 직경으로 그려집니다. 그 결과 섬유 그런 다음 작은 조각으로 절단하고, 큰 PMMA 튜브에 스택되어 있습니다. 이 스택은 하나 밀폐되어용광로에 끝과 먹이가하면서 빠르게 10의 비율에 의해 구조의 직경을 감소, 100의 비율에 의해 길이를 증가 그려된다. 이러한 섬유는 마이크로 및 나노 규모의 기능을 가지고, 대량 producible, 본질적으로 유연하고, 자연에서 발견되지 않은 전자 속성을 전시 짠 할 수 있습니다. 그들은 terahertz에서 이러한 보이지 않는 섬유, 직물 부정적인 굴절률의 옷, 그리고 슈퍼 - 해결 렌즈 등의 광학 주파수에 소설 장치의 번호 유망 플랫폼을 나타냅니다.

Metamaterial 섬유는 설명하는 기술을 사용하여 제작되었다. 그들은 결과적으로 자신들이 제작 한 10mm 폴리머 자켓 안에 포함 1mm 인듐 와이어의 프리폼에서 도출 된 그림 2에 표시된 100 μm 직경 연속 인듐 와이어를 포함하는 1mm PMMA 섬유의 프리폼에서 조립 된 적절하게 크기의 폴리머 튜브를 sleeving하여 그림 1의 설계도에 표시된. THz 범위의 plasmonic 응답 metamaterial 섬유의 예의 ...

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Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

terahertz 주파수에서 Metamaterials는 독특한 기회를 제공하지만, 대량으로 제조하는 도전입니다. 우리는 저렴한 비용으로 산업 규모의 잠재적 metamaterials를 조작 할 수 microstructured 폴리머 광섬유의 제조 절차를 적응. 우리는 terahertz plasmonic 응답을 전시 ~ 100 μm로 구분 ~ 10 μm의 직경 인듐 와이어를 포함하는 polymethylmethacrylate 섬유를 생산하고 있습니다.

섬유 그리기 방법을 사용하여 제조 Metamaterials

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

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Research

JoVE Journal

Engineering

13.7K 조회수.  University of Sydney. terahertz 주파수에서 Metamaterials는 독특한 기회를 제공하지만, 대량으로 제조하는 도전입니다. 우리는 저렴한 비용으로 산업 규모의 잠재적 metamaterials를 조작 할 수 microstructured 폴리머 광섬유의 제조 절차를 적응. 우리는 terahertz plasmonic 응답을 전시 ~ 100 μm로 구분 ~ 10 μm의 직경 인듐 와이어를 포함하는 polymethylmethacrylate 섬유를 생산하고 있습니다.

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Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two solution-processed polymeric cells connected in parallel by a transparent carbon nanotubes (CNT) interlayer. This structure includes improvements in fabrication techniques for tandem OPV devices. First the need for ambient-processed cathodes is considered. The CNT anode in the tandem device is tuned via ionic gating to become a common cathode. Ionic gating employs electric double layer charging to lower the work function of the CNT electrode. Secondly, the difficulty of sequentially stacking tandem layers by solution-processing is addressed. The devices are fabricated via solution and dry-lamination in ambient conditions with parallel processing steps. The method of fabricating the individual polymeric cells, the steps needed to laminate them together with a common CNT cathode, and then provide some representative results are described. These results demonstrate ionic gating of the CNT electrode to create a common cathode and addition of current and efficiency as a result of the lamination procedure.

A method of fabricating, in ambient conditions, organic photovoltaic tandem devices in a parallel configuration is presented. These devices feature an air-processed, semi-transparent, carbon nanotube common cathode.

탠덤 유기 태양 전지의 이온 정문 탄소 나노 튜브의 공통 음극의 생산을 위해 주위 방법

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two ...

연구

공학

Colloidal Synthesis of Nanopatch Antennas for Applications in Plasmonics and Nanophotonics

We present a method for colloidal synthesis of silver nanocubes and the use of these in combination with a smooth gold film, to fabricate plasmonic nanoscale patch antennas. This includes a detailed procedure for the fabrication of thin films with a well-controlled thickness over macroscopic areas using layer-by-layer deposition of polyelectrolyte polymers, namely poly(allylamine) hydrochloride (PAH) and polystyrene sulfonate (PSS). These polyelectrolyte spacer layers serve as a dielectric gap in between silver nanocubes and a gold film. By controlling the size of the nanocubes or the gap thickness, the plasmon resonance can be tuned from about 500 nm to 700 nm. Next, we demonstrate how to incorporate organic sulfo-cyanine5 carboxylic acid (Cy5) dye molecules into the dielectric polymer gap region of the nanopatch antennas. Finally, we show greatly enhanced fluorescence of the Cy5 dyes by spectrally matching the plasmon resonance with the excitation energy and the Cy5 absorption peak. The method presented here enables the fabrication of plasmonic nanopatch antennas with well-controlled dimensions utilizing colloidal synthesis and a layer-by-layer dip-coating process with the potential for low cost and large-scale production. These nanopatch antennas hold great promise for practical applications, for example in sensing, ultrafast optoelectronic devices and for high-efficiency photodetectors.

A protocol for the colloidal synthesis of silver nanocubes and fabrication of plasmonic nanoscale patch antennas with sub-10 nm gaps is presented.

플라즈몬과 나노 포토닉스의 응용 프로그램에 대한 Nanopatch 안테나의 콜로이드 합성

We present a method for colloidal synthesis of silver nanocubes and the use of these in combination with a smooth gold film, to fabricate plasmonic ...

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.

고해상도 온도 필드 매핑을위한 광섬유 분산 센서

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

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

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

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

테라 헤르츠 메타 물질의 변위 현재 중재 공명은을위한 나노 기둥 기반 분할 링 공진기의 제작

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

Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the Earth&#39;s magnetic field, for manufacturing a cementitious composite reinforced with aligned steel fibers. Aligned steel fiber reinforced cementitious composites (ASFRC) were prepared by applying a uniform electromagnetic field to fresh mortar containing short steel fibers, whereby the short steel fibers were driven to rotate in alignment with the magnetic field. The degree of alignment of steel fibers in hardened ASFRC was assessed both by counting steel fibers in fractured cross-sections and by X-ray computed tomography analysis. The results from the two methods show that the steel fibers in ASFRC were highly aligned while the steel fibers in non-magnetically treated composites were randomly distributed. The aligned steel fibers had a much higher reinforcing efficiency, and the composites, therefore, exhibited significantly enhanced flexural strength and toughness. The ASFRC is thus superior to SFRC in that it can withstand greater tensile stress and more effectively resist cracking.

This protocol describes an approach for manufacturing aligned steel fiber reinforced cementitious composite by applying a uniform electromagnetic field. Aligned steel fiber reinforced cementitious composite exhibits superior mechanical properties to ordinary fiber reinforced concrete.

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the ...

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.

섬유에 대 한 품질 관리를 향상 시키기 위해 설치 방법 강화 폴리머 스파이크 앵커

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.

3 차원 초음파 바늘 팁 광섬유 초음파 수신기와 함께 추적

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

Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl dimethyl azlactone) (PGMA-b-PVDMA), are presented. Due to the high reactivity of azlactone groups towards amine, thiol, and hydroxyl groups, PGMA-b-PVDMA surfaces can be modified with secondary molecules to create chemically or biologically functionalized interfaces for a variety of applications. Previous reports of patterned PGMA-b-PVDMA interfaces have used traditional top-down patterning techniques that generate non-uniform films and poorly controlled background chemistries. Here, we describe customized patterning techniques that enable precise deposition of highly uniform PGMA-b-PVDMA films in backgrounds that are chemically inert or that have biomolecule-repellent properties. Importantly, these methods are designed to deposit PGMA-b-PVDMA films in a manner that completely preserves azlactone functionality through each processing step. Patterned films show well-controlled thicknesses that correspond to polymer brushes (~90 nm) or to highly crosslinked structures (~1-10 &#956;m). Brush patterns are generated using either the parylene lift-off or interface directed assembly methods described and are useful for precise modulation of overall chemical surface reactivity by adjusting either the PGMA-b-PVDMA pattern density or the length of the VDMA block. In contrast, the thick, crosslinked PGMA-b-PVDMA patterns are obtained using a customized micro-contact printing technique and offer the benefit of higher loading or capture of secondary material due to higher surface area to volume ratios. Detailed experimental steps, critical film characterizations, and trouble-shooting guides for each fabrication method are discussed.

Surface fabrication methods for patterned deposition of nanometer thick brushes or micron thick, crosslinked films of an azlactone block co-polymer are reported. Critical experimental steps, representative results, and limitations of each method are discussed. These methods are useful for creating functional interfaces with tailored physical features and tunable surface reactivity.

브러쉬 모양의 반응 표면 날조 및 Azlactone 기능성된 블록 공동 고분자의 가교 된 영화

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl ...

One-Step Approach to Fabricating Polydimethylsiloxane Microfluidic Channels of Different Geometric Sections by Sequential Wet Etching Processes

Polydimethylsiloxane (PDMS) materials are substantially exploited to fabricate microfluidic devices by using soft lithography replica molding techniques. Customized channel layout designs are necessary for specific functions and integrated performance of microfluidic devices in numerous biomedical and chemical applications (e.g., cell culture, biosensing, chemical synthesis, and liquid handling). Owing to the nature of molding approaches using silicon wafers with photoresist layers patterned by photolithography as master molds, the microfluidic channels commonly have regular cross sections of rectangular shapes with identical heights. Typically, channels with multiple heights or different geometric sections are designed to possess particular functions and to perform in various microfluidic applications (e.g., hydrophoresis is used for sorting particles and in continuous flows for separating blood cells6,7,8,9). Therefore, a great deal of effort has been made in constructing channels with various sections through multiple-step approaches like photolithography using several photoresist layers and assembly of different PDMS thin sheets. Nevertheless, such multiple-step approaches usually involve tedious procedures and extensive instrumentation. Furthermore, the fabricated devices may not perform consistently and the resulted experimental data may be unpredictable. Here, a one-step approach is developed for the straightforward fabrication of microfluidic channels with different geometric cross sections through PDMS sequential wet etching processes, that introduces etchant into channels of planned single-layer layouts embedded in PDMS materials. Compared to the existing methods for manufacturing PDMS microfluidic channels with different geometries, the developed one-step approach can significantly simplify the process to fabricate channels with non-rectangular sections or various heights. Consequently, the technique is a way of constructing complex microfluidic channels, which provides a fabrication solution for the advancement of innovative microfluidic systems.

Several methods are available for the fabrication of channels of non-rectangular sections embedded in polydimethylsiloxane microfluidic devices. Most of them involve multistep manufacturing and extensive alignment. In this paper, a one-step approach is reported for fabricating microfluidic channels of different geometric cross sections by polydimethylsiloxane sequential wet etching.

1 단계 접근입니다 미세 채널 순차적 습식된 에칭 프로세스에 의해 다른 형상 섹션의 조작

Polydimethylsiloxane (PDMS) materials are substantially exploited to fabricate microfluidic devices by using soft lithography replica molding techniques. ...

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.

물으로 만든 광섬유의 설계 및 제조

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 ...