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

주의 : 안전 안경을 착용하고 엄격하게 직접 UV 램프에 노출과 펨토초 레이저를 포함한 모든 레이저를 피하십시오. 오염을 방지하기 위해 클린 룸 슈트와 장갑을 착용 할 것. 지정된 쓰레기통에서 제대로 모든 섬유 쓰레기를 폐기 할 것. 1. 나노 섬유의 제조 <ol><li> 200mm 의해 분리 된 두 위치에서 5 mm의 길이를위한 단일 모드 광섬유의 폴리머 재킷 스트립 섬유 코팅 스트리퍼를 사용한다. 클린 룸을 사용하여 두 기계적으로 제거 부분이 메탄올에 담근 닦아 청소합니다. 아세톤이 두 박탈 부분 사이의 섬유를 찍어. 섬유의 재킷이 붕괴까지 15 분 - 10 기다립니다. 아세톤에서 섬유를 가지고 메탄올에 담근 와이프 클린 룸을 사용하여 전체 벗겨진 부분을 청소합니다. </li><li> 나노 섬유를 제조하는 광학 나노 섬유 제조 장비 (ONME)의 두 단계에서 제거 섬유를 설정합니다. <ol><li> 섬유에 프로브 레이저를 실행하고 transmissio을 모니터링N 개의 포토 다이오드를 이용하여 ADC 카드를 사용하여 컴퓨터에서의 송신 데이터를 기록한다. ONME 소프트웨어를 이용하여 상기 가스 유동을 시작하고 불꽃을 점화. 500nm의 허리 직경 테이퍼 섬유의 제조를위한 ONME 소프트웨어에서 미리 최적화 된 파라미터를로드하고 제조 공정을 시작한다. 주 : ONME 표준 열 풀 기법을 사용하여 테이퍼 진 광섬유를 제조하기위한 시판되는 장치이다. 그것은 섬유를 뽑아 섬유와 두 개의 모터 스테이지를 가열하는 불꽃 산수소 사용합니다. 가스 흐름 및 스테이지 동작은 컴퓨터 프로그램에 의해 제어된다. 사전에 최적화 된 매개 변수는 특별 요청에 따라 공급 업체로부터 얻을 수있다. </li></ol></li><li> 제조 후, UV 경화 에폭시를 이용하여 나노 파이버 홀더 테이퍼 섬유 타기. 합니다 (그림 1a 참조) 유리 접시와 상단 덮개를 사용하여 나노 섬유 홀더를 커버. 깨끗한 상자 안에 샘플을 넣고 펨토초 라로 전송산이 제조 장치. </li></ol> 2. 펨토초 레이저 제작 <ol><li> 제조 설정의 정렬 <ol><li> 15mm의 높이로 제작 벤치 유리판을 넣어. 1 mJ의 펄스 에너지를 5 초 동안 펨토초 레이저를 조사. 백색광 세대 절제를 유도 펨토초 레이저 및 유리 접시에 손상을 줄뿐만 절제 패턴의 모양을 확인합니다. </li><li> 제조 벤치의 X 스테이지를 사용하여 유리 기판의 높이를 변경하는 절차를 반복한다. 각각의 제조를위한, 새로운 위치에 제작을 위해 1mm로 제작 벤치 Y 스테이지 변환. </li><li> 강한 절제 라인의 높이를 찾을 수 있습니다. 이 위치에서 미세 조정 폴딩 미러 중 하나의 틸트 각도와 위치를 박리를 최대화한다. 또한, 미세 조정 제조 벤치의 X-단계의 기울기는 절제을 극대화한다. 주 : 폴딩 미러의 경사각도가 USI를 튜닝키네마 틱 미러 홀더 조정 노브와 미러의 위치를 ​​ng를하는 실장되는 Z 스테이지를 변환함으로써 조정된다. </li><li> 최적화 후, CCD 카메라 소프트웨어에서 절제 라인의 위치를 ​​표시하고 유리판을 제거한다. 주 : CCD 카메라의 제어 소프트웨어는 캡처 된 이미지에 대한 이미지 포착 및 도면 표시를 가능하게한다. 또한, 상기 캡쳐 이미지와 표시의 데이터를 저장할 수있다. 제조 벤치의 X 스테이지가 절대 위치의 기준을 가지고 있지 않기 때문에, CCD 이미지는 X 축의 위치를 ​​기준으로서 사용된다. 이 CCD 이미지의 해상도, 픽셀 당 10 μm의 것이다. </li><li> 백금 (PT) -coater를 사용하여, 피막 (60)들에 대한 유리판의 유리판의 Pt 25 nm의 층을 증착한다. 이미지 사형 전자 현미경 (SEM)을 이용하여 유리판에 절제 패턴. 절제 패턴은 350 nm의 기간 (예상되는 간섭 무늬 패턴) 알와주기적인 구조를 표시하는 경우ignment이 최적화되어 있습니다. 주기적인 절제 패턴을 볼 때까지 낮은 펄스 에너지 (300 μJ에 이르기까지)에 대한 - 그렇지 않은 경우 (2.1.4 단계 2.1.1에서) 절차를 반복합니다. </li></ol></li><li> apodized PHC 공동의 제작 <ol><li> CCD 카메라에 표시된 절제 라인과 거의 평행 제조 벤치에 테이퍼 섬유를 놓습니다. </li><li> 테이퍼 섬유를 통해 프로브 레이저 (전력 = 1 mW의)을 전송하고 CCD 카메라에 테이퍼 섬유에서 산란을 관찰합니다. 강한 산란 부분 인해 서브 파장 직경에 나노 영역에 대응한다. </li><li> CCD 카메라에 표시된 박리 선 위치로 나노 파이버의 중심을 제조 벤치 Z 스테이지 번역. </li><li> 프로브 레이저를 끄고 최소 펄스 에너지 (&lt;10 μJ)로 펨토초 레이저를 조사. 펨토초 레이저 빔을 나노 겹쳐 Y 스테이지 번역. 오버랩은 나노, OBS의 조명에 의해 식별되고CCD 카메라에 erved. 주 : 나노 이제 펨토초 Y를 따라 레이저 빔 및 Z 축에 대하여 정렬된다. </li><li> 절제 라인 위치로 나노 파이버 위치를 중첩하도록 X 스테이지를 X 축에 따른 나노 파이버를 정렬 변환하기 위해 CCD 카메라의 표시. </li><li> 펨토초 레이저와 나노 섬유의 중복을 극대화 할 수있는 Y 스테이지를 번역합니다. 나노 섬유에서 두 개의 첫 주문의 반사를 관찰합니다 (상단 덮개의 유리 접시에 두 밝은 점으로 표시). 앞뒤로 Y 스테이지를 번역하면서이 반사 지점의 움직임을 관찰한다. 참고 :이 장소는 한쪽으로 이동할 경우, 나노 섬유는 절제 라인에 평행하지 않습니다. 이 경우, 박리 라인에 나노 평행하게 회전 스테이지를 회전한다. 그들은 평행 할 때, 반사 반점은 플래시로 표시됩니다. </li><li> 절제 라인에 나노 평행하게 한 후,를 최대화하기 위해 Y 스테이지 번역테이퍼 섬유의 끝에서, 포토 다이오드를 사용하여 나노 섬유 안내 모드 내로 분산 펨토초 레이저의 파워를 측정함으로써, 펨토초 레이저 빔과 나노 파이버 사이에 중첩된다. 중복을 극대화 한 후, 제조 θ = 0.5 도의 각도로 회전 무대를 돌립니다. 주 : 펨토초 레이저 빔과 나노 파이버 사이의 최대 오버랩 들어, 하나의 나노 안내 모드 내로 분산 펨토초 레이저 광의 전력이 최대화 될 것으로 예상된다. </li><li> 전력계로 펨토초 레이저를 차단 mJ을 0.27으로 펄스 에너지를 설정한다. 단일 샷 조사 모드로 펨토초 레이저 설정을 변경합니다. 주 :이 모드에서는 단지 하나의 펄스가 그렇지 않으면 레이저 출력이없는 불 스위치를 누를 때 발생한다. <ol><li> 레이저 빔 경로에서 전력 미터를 분리 한 펨토초 레이저 펄스를 발생. 이는 제조 공정을 완료한다. </li></ol></li></ol></li><li> Fabricati결함에 의한 PHC 공동의에 <ol><li> 섹션 2.1에 설명 된대로 유리 접시에 절제를 관찰하여 설치의 정렬을 확인합니다. 강한 박리 라인 높이를 찾은 후, 단지 위상 마스크 전에 레이저 빔의 중심에 0.5 mm의 구리 와이어를 삽입한다. 구리 배선은 Y 축을 따라 (박리 선에 수직 인)되어야한다. </li><li> Z 축을 따라 구리 와이어의 위치를 ​​변경하면서 유리 기판의 박리 패턴을 확인한다. 절제 패턴 박리 라인의 중앙에 하나의 갭을 표시 할 때 구리 와이어의 위치를 ​​고정한다. </li><li> 정렬 후, 2.2 절에 설명 된 절차에 따라 나노 섬유의 펨토초 레이저 가공을 수행합니다. 이 제조를 들어, = 0 °의 θ하기 위해 제작의 각도를 설정합니다. </li></ol></li></ol> 제작 된 샘플 3. 특성 <ol><li> 광학 특성의 측정 <ol><li> 준비 선생도 1b에 도시 된 바와 같이, 광 측정 TUP. 테이퍼 섬유에 광대역 광원을 시작 전과 스펙트럼 분석기를 이용하여 제작 한 후, 투과 및 반사 스펙트럼을 측정한다. 제작 한 후, 투과 스펙트럼은 샘플 제조의 브래그 공진에 대응하는 스톱 밴드를 표시한다. </li><li> 편광를 선택하고 두 개의 직교 편광의 X-POL 및 Y-POL의 스펙트럼을 취할 섬유 인라인 편광판의 패를 돌립니다. 참고 : (나노 분화구를 따라 편광)을 X-폴은 정지 대역은 블루 시프트 (21) (짧은 파장으로)입니다 및 나노 섬유의 산란이 강한 것입니다. 그래서, 스펙트럼 CCD 카메라를보고 편광을 선택합니다. </li><li> 편광 중 하나, (도 1b에 도시 됨)를 이용하여 PZT 테이퍼 섬유를 연신하여 투과 스펙트럼을 취. 들에 의해 스펙트럼을 가지고20 μm의 최대 연신 길이까지 2 μm의 단계에 테이퍼 섬유를 tretching합니다 (PZT 스캔 범위에 의해 제한). 브래그 공명이 적색 편이 테이퍼 섬유를 연신하여 (긴 파장으로) 될 것으로 관찰한다. 이러한 스펙트럼으로부터, 길이의 단위 연신 브래그 공명 시프트를 계산한다. </li><li> 캐비티 모드를 해결 절대 캐비티 전송을 측정하기위한, 가변 CW 레이저 소스를 사용한다. 테이퍼 섬유에 레이저를 발사하고, 포토 다이오드를 사용하여 송신을 모니터링한다. </li><li> Y-POL 대한 정지 대역의 적색 측 가장자리 레이저 파장을 설정하고, 송신을 최소화하기 위해 섬유 인라인 편광자를 사용한다. 이러한 방식으로, X-POL 성분 억제 만 Y-POL 선택된다. 20 μm의 - 0에서 테이퍼 섬유를 스트레칭하는 동안 더 빨강 측 대역 가장자리의 출력 및 전송을 기록하기 위해 레이저 파장을 설정합니다. <ol><li> 레이저 wavel을 변경함으로써 측정을 반복전체 정지 대역이 덮여 때까지 0.3 나노 미터의 단계에 블루 측에 ength. 이들 데이터로부터, 단계 3.1.3에서 측정 된 길이를 연신 단위당 공진 시프트에 대한 데이터를 이용하여 전체 스펙트럼을 재구성. 참고 : 20 μm의 공동 모드 0.05 사이의 일반적인 무료 스펙트럼 범위에서 테이퍼 섬유 스트레칭으로 2 nm의에 의해 공동 모드 변화와 함께 전형적인 샘플, 정지 대역 (브래그 공명) 용 - 0.5 nm의. 테이퍼 섬유를 연신하여 4 캐비티 모드 - 입력 레이저의 특정 파장에 대한 하나 이상의 셋을 측정 할 수있다. 모드 사이의 주파수 간격은 단계 3.1.3에서 측정 된 길이를 연신 단위 공진 시프트의 데이터로부터 추정된다. 적어도이 0.3 nm 인 단계의 레이저 파장을 변경함으로써 측정을 반복 - 연속 3 캐비티 모드는 연속적인 측정에 다시 측정한다. 하나는 매트 동안 연속 측정을 위해 송신 데이터를 오버레이하여 전체 스펙트럼을 재구성 할재 측정 된 캐비티 모드 칭 위치. </li></ol></li><li> 지금 단계 3.1.5 및 3.1.5.1에 ​​언급 한 바와 같이 유사한 과정을 사용하여 다른 편광에 대한 스펙트럼을 측정한다. </li></ol></li><li> 제작 된 샘플을 이미징 <ol><li> 2 ㎝ 길이 금속판 제조 된 샘플을 넣고, UV 경화 에폭시를 사용하는 금속판에 테이퍼 광섬유의 양단을 고정한다. 샘플의 사출 측 그림자 측 결상되도록 금속판 대향 확인. </li><li> 30 초 동안 코팅 샘플을 백금 코터를 사용하여 약 10 nm 두께의 Pt 층을 증착. 주사 전자 현미경으로 샘플을 놓습니다. 전체 제작 영역에 걸쳐 모든 0.1 mm의 시료의 SEM 이미지를 가져 가라. </li></ol></li></ol>

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

The authors have nothing to disclose.

나노 섬유의 렌즈 효과의 영향 (도 2 참조)하여 나노 섬유의 그림자 표면에 나노 크레이터 만드는 제조 기술에서 중요한 역할을한다. 나노 섬유의 렌즈 효과 효과는 폭 방향 (Y 축)에 기계적 불안정성 견고한 제조 공정을 만든다. 조사 시간은 단지 120 FS (즉, 펄스 폭)는 더욱이 의한 단발 조사에 다른 축을 따라 불안정성 제조에 영향을주지 않는다. 그 결과, 잘 정의 된주기와주기?...

나노 포토 닉 장치에서 빛의 강한 감금 광학 과학의 새로운 국경을 열었습니다. 현대 나노 기술 1 발진이 감지 광학 스위칭 애플리케이션 3의 1-D 및 2-D 광결정 (PHC) 새로운 잠재위한 공동의 제조를 사용할 수있다. 또한, 이러한 PHC 공동의 강한 빛 - 물질 상호 작용은 양자 정보 과학 4 새로운 길을 열었습니다. 그렇다 PHC 캐비티로부터 플라즈몬 nanocavities도 유망한 5, 6, 7에 도시 하였다. 그러나, 섬유 기반 통신 네트워크에 이러한 충치를 인터페이스하는 것은 도전 남아있다. 최근 몇 년 동안, 광학 나노 섬유로 알려진 서브 파장 직경과 테이퍼 단일 모드 광섬유, 유망 나노 포토 닉 장치로 떠오르고있다. 때문에 강한로나노 섬유 유도 필드와 주변 매질과 상호 작용하는 능력 횡 한정은 나노 널리 구성된 다양한 나노 포토 닉 애플리케이션 8 조사된다. 그 외에도에서, 그것은 또한 강력하게 조사하고 빛의 양자 조작에 구현 (9) 문제가된다. 나노 섬유 가이드 모드로 같은 양자 터, 단일 / 몇 레이저 냉각 원자와 단일 양자 도트에서 발광 효율 결합 연구, 10, 11, 12, 13, 14, 15이 증명되었다. 나노 섬유의 발광 물질의 상호 작용은 크게 나노 섬유 (16), (17) PHC 캐비티 구조를 구현함으로써 개선 될 수있다. s의 주요 장점UCH 시스템 용이 통신 네트워크에 통합 될 수있는 섬유 - 라인 기술이다. 테이퍼 나노 섬유를 통해 99.95 %의 광 투과율은 18 증명되었다. 그러나, 나노 파이버 전송 먼지 오염에 매우 민감하다. 따라서, 종래의 나노 기술을 이용하여 나노 섬유에 PHC 구조체의 제조는 매우 유익한 아니다. 집속 이온 빔 (FIB) 밀링을 사용하는 나노 섬유의 제조가 캐비티 (19), (20), 증명되었지만 광학 품질 및 재현성은 높지 않다. 이 비디오 프로토콜에서는 펨토초 레이저 어블 레이션을 이용하여 나노 섬유에 PHC 공동을 제조하기 위해 최근에 증명 (21, 22) 기법을 제안한다. 날조는 나노 파이버와 irrad에 펨토초 레이저의 2 광속 간섭 패턴을 생성하여 수행하나의 펨토초 레이저 펄스를 iating. 나노 섬유의 렌즈 효과의 영향은 나노 섬유의 그림자 표면에 박리 크레이터 생성 그러한 기술의 가능성에 중요한 역할을한다. 전형적인 샘플의 경우, 점차적으로 50에서 다양한 직경 350 나노 미터와 함께 기간과주기적인 나노 분화구 - 550 nm의 - 1mm의 길이에 걸쳐 250 내지 450의 주위에 직경이 나노 섬유에 제조된다. 나노 그러한 주기적 나노 크레이터는 1-D PHC 역할. 또한 나노 섬유에 apodized 결함 유도 PHC 공동을 제조하기 위해 나노 분화구 어레이의 프로파일을 제어하기위한 방법을 제시한다. 높은 광학 품질을 유지할 수 있도록 이러한 나노의 주요 측면은 전체 광학 제조된다. 또한, 제조 기계적 불안정성 등의 제조 결함으로 면역 기술을 단지 하나의 펨토초 레이저 펄스의 조사에 의해 수행된다. 또한이 PHC 나노의 자체 생산을 가능하게오염의 가능성을 최소화 할 수 있도록 섬유 공동. 이 프로토콜은 다른 사람이 구현 및 나노 기술의 새로운 유형을 적용하기위한 것입니다. 도 1a는 제조 셋업의 개략도를 도시한다. 제조 설치 및 정렬 절차의 세부 사항은, (22) (21)에서 논의된다. 400 nm의 중심 파장 120 FS 펄스 폭이 펨토초 레이저는 위상 마스크에 입사된다. 위상 마스크는 0 ± 1 주문에의 펨토초 레이저 빔을 분할합니다. 빔 블록은 0 차 빔을 차단하기 위해 사용된다. 폴딩 거울 대칭 간섭 패턴을 생성하기 위해, 나노 섬유의 위치에 ± 1 주문 재결합. 상기 위상 마스크의 피치는 700 ㎚이며, 따라서 간섭 패턴은 350 nm의 피치 (Λ G)을 갖는다. 원통형 렌즈는 파이버 따라 펨토초 레이저 빔을 집중한다. 에서 빔 크기 (Y 축)및 (Z 축)을 따라 나노 파이버는 각각 60 ㎛ 내지 5.6 mm이다. 테이퍼 섬유는 섬유를 연신 압전 액츄에이터 (PZT)를 구비 한 홀더에 장착된다. 유리 접시와 상단 덮개는 먼지로부터 나노 섬유를 보호하는 데 사용됩니다. 테이퍼 섬유와 홀더는 번역 (XYZ) 및 회전 (θ) 단계가 장착 된 제조 벤치에 고정되어있다. θ-단계는 YZ 평면의 나노 섬유 샘플의 회전을 할 수 있습니다. 상기 X 스테이지는 XY- 및 XZ면을 따라 경사 각도를 제어 할 수있다. CCD 카메라는 나노 파이버로부터 20cm의 거리에서 상기 나노 파이버 위치를 모니터링하는 XY 평면에서 45 °의 각도로 배치된다. 모든 실험은 먼지없는 환경을 달성하는 HEPA (고효율 미립자 체포) 필터가 장착 된 깨끗한 부스 내부에서 수행된다. 먼지가없는 상태에서는 나노 파이버의 송신을 유지하는 것이 필수적이다. 그림 1B는 광학 측정의 회로도를 보여줍니다. 테이퍼 섬유에 광섬유 결합 형 광원과 고분해능 스펙트럼 분석기를 이용하여 송신되고 반사 된 빛의 스펙트럼을 측정 : - 제조 동안에, 광학 특성 간단히 광대역 (900 내지 700 nm 파장 영역)을 실행하여 모니터링된다. 파장 가변 CW 레이저 소스 적절히 캐비티 모드를 해결 절대 캐비티 전송을 측정하기 위해 사용된다. 우리는 제조 및 특성에 대한 프로토콜을 제시한다. 프로토콜 섹션은 세 개의 하위 섹션, 제작 된 샘플의 나노 섬유 제조, 펨토초 레이저의 제조 및 특성에 분할된다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="828">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:309px;">Femtosecond Laser</td>
			<td style="width:219px;">Coherent Inc.</td>
			<td style="width:236px;">Libra HE</td>
			<td style="width:64px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phase Mask</td>
			<td>Ibsen Photonics</td>
			<td>Custom Made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Optial Nanofiber Manufacturing Equipment&#160;&#160;</td>
			<td>Ishihara Sangyo</td>
			<td>ONME</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ADC Card</td>
			<td>PicoTech</td>
			<td>ADC-24</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Single mode fiber</td>
			<td>Fujikura</td>
			<td>FutureGuide-SM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Broadband source</td>
			<td>NKT Photonics</td>
			<td>SuperK EXTREME</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CW Tunable Laser</td>
			<td>Coherent Inc.</td>
			<td>MBR-110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Spectrum analyser (Transmission spectrum)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Nicolet 8700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Spectrum analyser (Reflection spectrum)</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>QE65000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CCD Camera</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>DCC1545M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Power Meter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>D3MM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Pt-Coater</td>
			<td>Vacuum Device Inc.</td>
			<td>MSP-1S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Scanning Electron Microscope</td>
			<td>Keyence</td>
			<td>VE-9800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">UV Curable Epoxy</td>
			<td>NTT-AT</td>
			<td>AT8105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Photodiode</td>
			<td>ThorLabs</td>
			<td>PDA 36A-EC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Clean room wipe</td>
			<td>TExWipe</td>
			<td>TX-404</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fiber coating stripper</td>
			<td>NTT-AT</td>
			<td>Fiber nippers 250 &#956;m&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Cover glass</td>
			<td>Matsunami Glass IND,LTD</td>
			<td>NEO micro cover glass 0.12-0.17 mm&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PZT</td>
			<td>NOLIAC</td>
			<td>NAC 2011-H20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Cylindrical lens stage</td>
			<td>NewPort</td>
			<td>M-481-A&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Y,Z stages</td>
			<td>Chuo Precision Industrial Co., LTD.</td>
			<td>LD-149-C7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Rotation stage</td>
			<td>SIGMA KOKI</td>
			<td>KSPB-1026MH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Z-stage(1), Z-stage(2)</td>
			<td>NewPort</td>
			<td>M-460P&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fiber coating stripper</td>
			<td>NTT-AT</td>
			<td>Fiber nippers 250 &#956;m&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of 1-d photonic crystal cavity on a nanofiber using femtosecond laser-induced ablation

우리는 펨토초 레이저 유발 절제하여 서브 파장 직경 테이퍼 광섬유, 광학 나노 파이버, 1-D 광결정 (PHC) 공동을 제조하는 프로토콜을 제시한다. 우리는주기적인 나노 분화구의 수천 단지 하나의 펨토초 레이저 펄스를 조사하여 광학 나노 섬유를 제조하는 것으로 나타났다. 전형적인 샘플의 경우, 점차적으로 50에서 다양한 직경 350 나노 미터와 함께 기간과주기적인 나노 분화구 - 550 nm의 - 1mm의 길이에 걸쳐 250 내지 450의 주위에 직경이 나노 섬유에 제조된다. 이러한 나노의 주요 양태는 나노 파이버 자체가 원통형 렌즈로서 작용하고 그림자 표면에 펨토초 레이저 빔을 초점을 맞추고있다. 또, 단발 제조 기계적 불안정성 등의 제조 결함으로는 면역한다. 나노 그러한 주기적 나노 크레이터는 1-D PHC 역할과 정지 대역에서 높은 투과율을 유지하면서 강력한 광대역 반사 있도록. 또한 나노 섬유에 apodized 결함 유도 PHC 공동을 제조하기 위해 나노 분화구 어레이의 프로파일을 제어하기위한 방법을 제시한다. 나노 섬유 기반 PHC 캐비티와 광 네트워크의 효율적인 통합 횡 방향 및 종 방향 양쪽 필드의 강한 제한은 나노 포토 닉 애플리케이션 양자 정보학의 새로운 가능성을 열고있다.

도 2는 제조 된 나노 섬유 샘플의 대표적인 부분의 SEM 화상을 나타낸다. 이는 주기적 나노 크레이터 간섭 줄무늬에 잘 대응하는 350 ㎚의 주기로, 나노 섬유의 그림자 측에 형성되어 있음을 보여준다. 삽입 된 샘플의 확대도를 나타낸다. 나노 크레이터 형상은 거의 원형이며, 전형적인 나노 구멍의 직경은 약 210 ㎚이다. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-pag...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation at JoVE.com

Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation

우리는 펨토초 레이저 유발 절제하여 파장 이하 직경의 실리카 섬유 (나노 파이버 광)의 1-D 광결정 공동을 제조하는 프로토콜을 제시한다.

펨토초 레이저에 의한 절제를 사용하여 나노 섬유에 1-D 광자 크리스탈 캐비티의 제작

We present a protocol for fabricating 1-D Photonic Crystal (PhC) cavities on subwavelength-diameter tapered optical fibers, optical nanofibers, using ...

fabrication-1-d-photonic-crystal-cavity-on-nanofiber-using

Research

JoVE Journal

Engineering

9.7K 조회수.  University of Electro-Communications.  우리는 펨토초 레이저 유발 절제하여 파장 이하 직경의 실리카 섬유 (나노 파이버 광)의 1-D 광결정 공동을 제조하는 프로토콜을 제시한다. 

비디오: Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation

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).

광자 크리스탈 느린 경 Waveguides 그리고 안의 공간의 제조 및 특성

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 ...

연구

공학

Measurement of Coherence Decay in GaMnAs Using Femtosecond Four-wave Mixing

The application of femtosecond four-wave mixing to the study of fundamental properties of diluted magnetic semiconductors ((s,p)-d hybridization, spin-flip scattering) is described, using experiments on GaMnAs as a prototype III-Mn-V system.&#160; Spectrally-resolved and time-resolved experimental configurations are described, including the use of zero-background autocorrelation techniques for pulse optimization.&#160; The etching process used to prepare GaMnAs samples for four-wave mixing experiments is also highlighted.&#160; The high temporal resolution of this technique, afforded by the use of short (20 fsec) optical pulses, permits the rapid spin-flip scattering process in this system to be studied directly in the time domain, providing new insight into the strong exchange coupling responsible for carrier-mediated ferromagnetism.&#160; We also show that spectral resolution of the four-wave mixing signal allows one to extract clear signatures of (s,p)-d hybridization in this system, unlike linear spectroscopy techniques.&#160;&#160; This increased sensitivity is due to the nonlinearity of the technique, which suppresses defect-related contributions to the optical response. This method may be used to measure the time scale for coherence decay (tied to the fastest scattering processes) in a wide variety of semiconductor systems of interest for next generation electronics and optoelectronics.

The technique of femtosecond four-wave mixing is described, including spectrally-resolved and time-resolved configurations. We illustrate the utility of this technique for the investigation of crucial physical properties in the III-V diluted magnetic semiconductors, afforded by its nonlinearity and high temporal resolution.

The application of femtosecond four-wave mixing to the study of fundamental properties of diluted magnetic semiconductors ((s,p)-d hybridization, ...

Using Microwave and Macroscopic Samples of Dielectric Solids to Study the Photonic Properties of Disordered Photonic Bandgap Materials

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). In this article we will describe the methods for constructing and characterizing macroscopic disordered photonic structures using microwaves. The microwave regime offers the most convenient experimental sample size to build and test PBG media. Easily manipulated dielectric lattice components extend flexibility in building various 2D structures on top of pre-printed plastic templates. Once built, the structures could be quickly modified with point and line defects to make freeform waveguides and filters. Testing is done using a widely available Vector Network Analyzer and pairs of microwave horn antennas. Due to the scale invariance property of electromagnetic fields, the results we obtained in the microwave region can be directly applied to infrared and optical regions. Our approach is simple but delivers exciting new insight into the nature of light and disordered matter interaction.

Our representative results include the first experimental demonstration of the existence of a complete and isotropic PBG in a two-dimensional (2D) hyperuniform disordered dielectric structure. Additionally we demonstrate experimentally the ability of this novel photonic structure to guide electromagnetic waves (EM) through freeform waveguides of arbitrary shape.

Disordered structures offer new mechanisms for forming photonic bandgaps and unprecedented freedom in functional-defect designs. To circumvent the computational challenges of disordered systems, we construct modular macroscopic samples of the new class of PBG materials and use microwaves to characterize their scale-invariant photonic properties, in an easy and inexpensive manner.

무질서 광 밴드 갭 (photonic bandgap) 재료의 광자 속성을 연구에 전자 레인지 및 유전체 고체의 육안 샘플을 사용하여

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). ...

Laser-induced Forward Transfer for Flip-chip Packaging of Single Dies

Flip-chip (FC) packaging is a key technology for realizing high performance, ultra-miniaturized and high-density circuits in the micro-electronics industry. In this technique the chip and/or the substrate is bumped and the two are bonded via these conductive bumps. Many bumping techniques have been developed and intensively investigated since the introduction of the FC technology in 19601 such as stencil printing, stud bumping, evaporation and electroless/electroplating2. Despite the progress that these methods have made they all suffer from one or more than one drawbacks that need to be addressed such as cost, complex processing steps, high processing temperatures, manufacturing time and most importantly the lack of flexibility. In this paper, we demonstrate a simple and cost-effective laser-based bump forming technique known as Laser-induced Forward Transfer (LIFT)3. Using the LIFT technique a wide range of bump materials can be printed in a single-step with great flexibility, high speed and accuracy at RT. In addition, LIFT enables the bumping and bonding down to chip-scale, which is critical for fabricating ultra-miniature circuitry.

We demonstrate the use of the Laser-induced Forward Transfer (LIFT) technique for flip-chip assembly of optoelectronic components. This approach provides a simple, cost-effective, low-temperature, fast and flexible solution for fine-pitch bumping and bonding on chip-scale for achieving high-density circuits for optoelectronic applications.

단일 다이스의 플립 칩 패키징을위한 레이저 유도 앞으로 전송

Flip-chip (FC) packaging is a key technology for realizing high performance, ultra-miniaturized and high-density circuits in the micro-electronics ...

Laser-induced Forward Transfer of Ag Nanopaste

Over the past decade, there has been much development of non-lithographic methods1-3 for printing metallic inks or other functional materials. Many of these processes such as inkjet3 and laser-induced forward transfer (LIFT)4 have become increasingly popular as interest in printable electronics and maskless patterning has grown. These additive manufacturing processes are inexpensive, environmentally friendly, and well suited for rapid prototyping, when compared to more traditional semiconductor processing techniques. While most direct-write processes are confined to two-dimensional structures and cannot handle materials with high viscosity (particularly inkjet), LIFT can transcend both constraints if performed properly. Congruent transfer of three dimensional pixels (called voxels), also referred to as laser decal transfer (LDT)5-9, has recently been demonstrated with the LIFT technique using highly viscous Ag nanopastes to fabricate freestanding interconnects, complex voxel shapes, and high-aspect-ratio structures. In this paper, we demonstrate a simple yet versatile process for fabricating a variety of micro- and macroscale Ag structures. Structures include simple shapes for patterning electrical contacts, bridging and cantilever structures, high-aspect-ratio structures, and single-shot, large area transfers using a commercial digital micromirror device (DMD) chip.

We demonstrate the use of the Laser-induced forward transfer technique (LIFT) for the printing of high-viscosity Ag paste. This technique offers a simple, low temperature, robust process for non-lithographically printing microscale 2D and 3D structures.

의 Ag Nanopaste의 레이저 유도 앞으로 전송

Over the past decade, there has been much development of non-lithographic methods1-3 for printing metallic inks or other functional materials. Many of ...

Resonance Fluorescence of an InGaAs Quantum Dot in a Planar Cavity Using Orthogonal Excitation and Detection

The ability to perform simultaneous resonant excitation and fluorescence detection is important for quantum optical measurements of quantum dots (QDs). Resonant excitation without fluorescence detection &#8211; for example, a differential transmission measurement &#8211; can determine some properties of the emitting system, but does not allow applications or measurements based on the emitted photons. For example, the measurement of photon correlations, observation of the Mollow triplet, and realization of single photon sources all require collection of the fluorescence. Incoherent excitation with fluorescence detection &#8211; for example, above band-gap excitation &#8211; can be used to create single photon sources, but the disturbance of the environment due to the excitation reduces the indistinguishability of the photons. Single photon sources based on QDs will have to be resonantly excited to have high photon indistinguishability, and simultaneous collection of the photons will be necessary to make use of them. We demonstrate a method to resonantly excite a single QD embedded in a planar cavity by coupling the excitation beam into this cavity from the cleaved face of the sample while collecting the fluorescence along the sample&#39;s surface normal direction. By carefully matching the excitation beam to the waveguide mode of the cavity, the excitation light can couple into the cavity and interact with the QD. The scattered photons can couple to the Fabry-Perot mode of the cavity and escape in the surface normal direction. This method allows complete freedom in the detection polarization, but the excitation polarization is restricted by the propagation direction of the excitation beam. The fluorescence from the wetting layer provides a guide to align the collection path with respect to the excitation beam. The orthogonality of the excitation and detection modes enables resonant excitation of a single QD with negligible laser scattering background.

Resonant excitation of a single self-assembled quantum dot can be achieved using an excitation mode orthogonal to the fluorescence collection mode. We demonstrate a method using the waveguide and Fabry-Perot modes of a planar microcavity surrounding the quantum dots. The method allows complete freedom in the detection polarization.

직교 여기 및 탐지를 사용 하 여 평면 캐비티에 InGaAs 양자 점의 공명 형광

The ability to perform simultaneous resonant excitation and fluorescence detection is important for quantum optical measurements of quantum dots (QDs). ...

Preparation of Large-area Vertical 2D Crystal Hetero-structures Through the Sulfurization of Transition Metal Films for Device Fabrication

We have demonstrated that through the sulfurization of transition metal films such as molybdenum (Mo) and tungsten (W), large-area and uniform transition metal dichalcogenides (TMDs) MoS2 and WS2 can be prepared on sapphire substrates. By controlling the metal film thicknesses, good layer number controllability, down to a single layer of TMDs, can be obtained using this growth technique. Based on the results obtained from the Mo film sulfurized under the sulfur deficient condition, there are two mechanisms of (a) planar MoS2 growth and (b) Mo oxide segregation observed during the sulfurization procedure. When the background sulfur is sufficient, planar TMD growth is the dominant growth mechanism, which will result in a uniform MoS2 film after the sulfurization procedure. If the background sulfur is deficient, Mo oxide segregation will be the dominant growth mechanism at the initial stage of the sulfurization procedure. In this case, the sample with Mo oxide clusters covered with few-layer MoS2 will be obtained. After sequential Mo deposition/sulfurization and W deposition/sulfurization procedures, vertical WS2/MoS2 hetero-structures are established using this growth technique. Raman peaks corresponding to WS2 and MoS2, respectively, and the identical layer number of the hetero-structure with the summation of individual 2D materials have confirmed the successful establishment of the vertical 2D crystal hetero-structure. After transferring the WS2/MoS2 film onto a SiO2/Si substrate with pre-patterned source/drain electrodes, a bottom-gate transistor is fabricated. Compared with the transistor with only MoS2 channels, the higher drain currents of the device with the WS2/MoS2 hetero-structure have exhibited that with the introduction of 2D crystal hetero-structures, superior device performance can be obtained. The results have revealed the potential of this growth technique for the practical application of 2D crystals.

Through the sulfurization of pre-deposited transition metals, large-area and vertical 2D crystal hetero-structures can be fabricated. The film transferring and device fabrication procedures are also demonstrated in this report.

큰 지역 수직 2D 크리스탈 Hetero-구조 장치 제조에 전이 금속 영화 Sulfurization의 준비

We have demonstrated that through the sulfurization of transition metal films such as molybdenum (Mo) and tungsten (W), large-area and uniform transition ...

A Fabrication and Measurement Method for a Flexible Ferroelectric Element Based on Van Der Waals Heteroepitaxy

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on high-density data storage and low-power consumption capabilities. However, the high-quality oxide based nonvolatile memory on flexible substrates is often constrained by the material characteristics and the inevitable high-temperature fabrication process. In this paper, a protocol is proposed to directly grow an epitaxial yet flexible lead zirconium titanate memory element on muscovite mica. The versatile deposition technique and measurement method enable the fabrication of flexible yet single-crystalline non-volatile memory elements necessary for the next generation of smart devices.

In this paper, we present a protocol to directly grow an epitaxial yet flexible lead zirconium titanate memory element on muscovite mica.

제조 및 반 데르 발스 Heteroepitaxy에 따라 유연한 Ferroelectric 요소에 대 한 측정 방법

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on ...

Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, but several challenging points remain, such as a low absorption efficiency due to a thin active layer and low flexibility. We present an advanced method to fabricate a flexible phototransistor array with an improved electrical performance. The outstanding electrical performance is driven by a low dark current owing to deep impurity doping. Stretchable and flexible metal interconnectors simultaneously offer electrical and mechanical stabilities in a highly deformed state. The protocol explicitly describes the fabrication process of the phototransistor using a thin silicon membrane. By measuring I-V characteristics of the completed device in deformed states, we demonstrate that this approach improves the mechanical and electrical stabilities of the phototransistor array. We expect that this approach to a flexible phototransistor can be widely used for the applications of not only next-generation imaging systems/optoelectronics but also wearable devices such as tactile/pressure/temperature sensors and health monitors.

We present a detailed method to fabricate a deformable lateral NIPIN phototransistor array for curved image sensors. The phototransistor array with an open mesh form, which is composed of thin silicon islands and stretchable metal interconnectors, provides flexibility and stretchability. The parameter analyzer characterizes the electrical property of the fabricated phototransistor.

측면 NIPIN 포토 트랜지스터에 따라 유연한 이미지 센서의 제조

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, ...

Fabrication of Magnetic Nanostructures on Silicon Nitride Membranes for Magnetic Vortex Studies Using Transmission Microscopy Techniques

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared on transparent membranes which are very fragile and difficult to manipulate. We present processes for the fabrication of samples with magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for Lorentz transmission electron microscopy and magnetic transmission x-ray microscopy studies. The samples are prepared on silicon nitride membranes and the fabrication consists of a spin coating, UV and electron-beam lithography, the chemical development of the resist, and the evaporation of the magnetic material followed by a lift-off process forming the final magnetic structures. The samples for the Lorentz transmission electron microscopy consist of magnetic nanodiscs prepared in a single lithography step. The samples for the magnetic x-ray transmission microscopy are used for time-resolved magnetization dynamic experiments, and magnetic nanodiscs are placed on a waveguide which is used for the generation of repeatable magnetic field pulses by passing an electric current through the waveguide. The waveguide is created in an extra lithography step.

A protocol for the fabrication of magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for transmission electron microscopy (TEM) and magnetic transmission x-ray microscopy (MTXM) studies is presented.

자기 소용돌이 연구 전송 현미경 검사 법 기술을 사용 하 여 실리콘 질 화 막에 자석 Nanostructures의 제조

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared ...