YCK proje NextPhase (ERC StG ​​278.616) ile Avrupa Araştırma Konseyi mali destek kabul eder. ANR proje ORA (BLAN 031.202) gelen, ve: Yazarlar ayrıca Proje SHYRO (10.076.201 Aksiyon R &amp; T R-S10/LN-0001-004/DA) aracılığıyla Centre National d&#39;Etudes Spatiales (CNES, Fransa) destek kabul Bölge de Franche-Comte, Fransa.

Protokol 5 ana aşamadan oluşur: ilk olarak, rezonatör fısıldayan-galeri-mod yapılır. Rezonatör parlatma ilerlemesini kontrol etmek için, yüzey devlet ölçümleri yapılmaktadır. Üçüncü aşamada, biz rezonatör ışık başlatacak bir araç imal. Bu iki temel araç üretilmektedir sonra, biz optik yüksek Q rezonans görselleştirmek için kullanabilirsiniz. Son olarak, yüksek güç girişi lazer ışını kullanarak, rezonatör doğrusal olmayan bir şekilde davranır ve Kerr tarak üretilmektedir. 1. Resonator parlatma Bu aşamada, rezonatör kristal bir optik pencere (MgF 2 veya optik bileşeni satıcılardan hazır CaF 2,) şeklinde ve parlak olduğunu. Bu parlatma işlemi yüksek kaliteli WGM rezonatörler dönüştürür. Özel parlatma kule Şema 1 &#39;de sunulmuştur. <ol><li> Bir tutkal kristal optik pencerehava yataklı mil motoru ile yapılabilir ki sopa. </li><li> Coat uygun parlatma destek doku ile bir V şeklinde metalik rehber ve su ile karıştırılarak 10 mikron aşındırıcı tozlar (alüminyum oksit, elmas veya silisyum karbür) dökün. Dönen bir disk (yaklaşık 5,000 rpm, 20 g basıncı) için bu kılavuzu Yaklaşım ve taşlama başlar. Maddi ve iplik hızına bağlı olarak, bu işlem 4 saat (MgF 2 için) 2 saat (CaF 2) sürebilir. Bu parlatma adım rezonatör olan iki dışbükey şekil verecektir. Bu adımın sonunda, disk Şema 2&#39;de yer alan şekle sahip olmalıdır. </li><li> Bir sonraki adım genellikle &quot;taşlama ve parlatma&quot; prosedürü 24 olarak adlandırılır. Bu, tipik olarak çapı 10 mikron, 3 mikron, 1 um, 250 nm, ve son olarak da 100 nm aşındırıcı parçacık önceki adımda tekrar oluşur. Destek doku küçük taneler için daha az sert olan, her bir parçacık büyüklüğüne adapte edilmelidir. Çizik önlemek içinve çizgiler, kılavuz yatay bir çeviri gerçekleştirilebilir. Arda taşlama ve parlatma her adımında, yüzeyin durumu iyileştirilmelidir. </li></ol> 2. Yüzey Devlet kontrol <ol><li> Bir optik mikroskop altında bir görsel kontrol bir yüzey devlet kontrolü için ilk adımdır: disk ilk aşamalarında gün ışığına opak, ancak, başarılı bir 1 mikron partikül parlatma sonra, disk şeffaf hale gelir ve yanlarından ışığı yansıtır: çok optik lehçe ulaşıldı olarak adlandırılan ve rezonatör kalitesi faktörü 10 5 olmalıdır - 10 6 aralığı. </li><li> Küçük aşındırıcı için göz bile standart bir mikroskop kullanılarak, yüzeyin durumunu değerlendirmek mümkün değildir. Bu noktada, yüzey durumu bir interferometrik ölçümü gereklidir. Bir Mirau interferometre objektif lens ile ve bir beyaz ışık kaynağı ile donatılmış bir mikroskop kullanın. Rezonatör imajı wi müdahalebir referans düzlemi inci, böylece yani dalga boyu, birkaç nanometre bir kısmını bir çözünürlüğe sahip her noktada bağımsız işleme aracı yüzeyi yükseklik değişen bir beyaz ışık faz ortaya. Bu ölçüm, ayrıca disk 25 eğriliği değerlendirmek için de kullanılabilir. </li><li> Örnek ve amacı arasındaki uzunluk değiştirerek, rezonatör yansıma optik faz belirlemek ve yüzeyin yükseklik değişimleri hesaplar. Bu, özel bir bilgisayar sayesinde otomatik olabilir ve yüzey yüksekliği haritasında numunenin pürüzlülük belirlenmesi için izin oluşturulur. Şekil 1&#39;de açıklandığı yüzey pürüzlülüğü izlemek ve girişim saçaklar en yumuşak mümkün olduğu zaman taşlama-parlatma işlemi durdurun. </li></ol> 3. Konik Çizim Rezonatördeki çift ışık için, çok küçük bir fiber optik gereklidir: çapı yaklaşık 3 mikron olmalıdır(Bir insan saçından daha yaklaşık 20 kat daha küçük). <ol><li> Yaklaşık 5 cm uzunluğuna plastik ve polimer kaplama kapalı bir standart tek modlu silika fiber (SMF) soyun. Izleme amaçları için, elyaf, giriş ve çıkışında bir fotodiyot bir lazer kaynağına bağlı olmalıdır. </li><li> İki bilgisayar kontrollü yüksek çözünürlüklü motorlara fiberin kaplanmamış bölümünün her iki boyutunu saptamak. Motorların bilgisayar arayüzü kullanarak, lif her iki tarafında birbirinden ayrılabilir, böylece onları sürekli hızlandırılmış hareket ile hareket yapılandırın. </li><li> Uzanan başlamadan önce yaklaşık 1 dakika boyunca oksijen kaynağı lamba ile iki sabitleme noktası arasındaki kaplanmamış fiber ısıtın. Alev çok küçük bir kez uzak konik darbe olmaması için nazik olmalıdır. </li><li> Motor hareketi başlatmak ve böylece lif germe. Çizim başladıktan sonra, bir bir lazer kaynağı ve bir fotodiyot kullanarak konik iletim izleyebilirsiniz: girişim desenleri olacaksürecinde ortaya, sıklıkları artacak, ve, son olarak, onlar 1 mikron yakın bir bel çapı için kaybolur. Bu aşamada, motor ve alev eş zamanlı olarak kesilmelidir. </li></ol> 4. WGM Resonator içinde bağlantısı Hafif Bu aşamada, konik rezonatördeki çift ışık için kullanılan ve Şekil 2&#39;de temsil edilen boşluğun, bir yüksek-Q eigenmode gözlemlemek. <ol><li> 3-eksenli Piezo kontrollü çeviri sahnede rezonatör Fix. En az 1 um arasında bir mesafe elyaf konik yaklaşım. Fiber konik ve rezonatörün göreli konumu, bir mikroskop sayesinde kontrol edilir, ve bir ayna dikey pozisyonlama ve eğim açısını kontrol etmek için kullanılır. </li><li> Görünür bir lazer diyot elyaf konik iletişime: kavrama verimlidir, Şekil 3&#39;te gösterildiği gibi, rezonatör, yanmaz. </li><li> Fiber konik bağlanınbir ucuna dar bir çizgi kalınlığı (rezonans çizgi kalınlığı daha dar) ve diğer ucunda bir osiloskop bağlı bir fotodiyot bir mod-hop ücretsiz lazer. Rezonatörün iletim tepki girişindeki dalga tarama ile elde edilebilir. Modları ve bunların Linewidths (yarı maksimum tam genişlik) rezonans frekansı arasındaki oranı hesaplanarak, elde edilen iletim spektrumu kullanılarak rezonatörün kalite faktörü değerlendirir. </li><li> Daha doğru ölçüm süpürme dalga boyu rezonatör içinde çürüyen rezonans ışık ve bir sonraki zamanda güçsüz ışık arasındaki etkileşimler elde etmek için yeterince hızlı olan &quot;kavite-ring-down&quot; deney 26 ile yapılır. Bir konik yerleştirme ve birleştirme Q faktörü artırmak ve Şekil 4 &#39;de gösterilen tipik bir model elde etmek için ince ayar rezonatör olabilir. Ilişkili uyum eğrisi rezonatör kalitesi faktörü verir. </li></ol&gt; 5. Tarak Yaratma Bu son aşamada, yüksek güç pompa lazer rezonatör olarak doğrusal olmayan etkileri heyecanlandırıyor. <ol><li> Ayarlanabilir lazer ve rezonatör arasında bir optik amplifikatör yerleştirin. </li><li> Giriş dalga boyu bir rezonans yanında olacak şekilde fotodiyot ve osiloskop sayesinde, lazer kaynağı ince ayar. </li><li> Yüksek çözünürlüklü optik spektrum analizi için çıkış lif bağlayın ve biraz pompa dalga boyu detuning ise giriş gücünü artırmak. Yeni frekans pompa tepe her iki tarafında görünecektir: Bu bir Kerr optik frekans tarak olduğunu. </li><li> Fotodiyot geri geçiş, yarattığımız farklı spektral modları arasında dayak gözlemleyebilirsiniz. Mikrodalga fırın bant geçiren filtre kullanarak, bir çok düşük gürültü ile bu elektrik sinyali bir saf frekans izole olabilir. </li></ol>

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

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının olmadığını beyan ederim.

Bu protokol onlara çift ışık, yüksek Q optik rezonatörler üretim sağlar ve çeşitli mikrodalga fotonik uygulamaları için doğrusal olmayan olayları tetikleyebilir. Kaba taşlama ilk adımı rezonatör için şeklini vermelidir. 10 mikron aşındırıcı öğütme tozu ile bir saat sonra, rezonatör jantının bir tarafında (Şema 2&#39;ye bakınız) uygun şekilli olmalıdır. Bir sonraki adım rezonatör yüzeyi pürüzsüz ve 1 mikron çaplı aşınd?...

Fısıldayan galeri modu rezonatörler diskleri veya mikro-ya da milimetrik yarıçapı 1,2,3,4 alanları bulunmaktadır. Rezonatör (nanometre boyutlu yüzey sertliği) neredeyse mükemmel şeklinde olması koşuluyla, lazer ışığı genellikle fısıldayan-galeri modları (WGMs) olarak adlandırılır kendi eigenmode, içinde toplam iç yansıma tarafından tuzağa olabilir. 11-05 Ekim son derece yüksek olabilir Q kalite faktörü, 10 7 arasında değişen süre serbest-spektral aralık (veya intermodal frekans), GHz gelen en rezonatör yarıçapı bağlı THz değişebilir. Yığma kendi benzersiz özelliğine ve hafif yavaşlama nedeniyle, WGM optik rezonatörler birçok optik sinyal işleme görevleri 3 gerçekleştirmek için kullanılmıştır: filtreleme, yükseltme, zaman geciktirici, vb. Üretim teknolojilerinin sürekli iyileştirme ile, kendi benzeri görülmemiş bir kalite faktörleri metroloji veya Quant daha da zorlu uygulamalar için uygun hale getirmekum tabanlı uygulamalar 6-13. Bu ultra-yüksek Q rezonatörler, lohusalık küçük hacimli, yüksek foton yoğunluğu ve uzun foton ömrü (Q ile orantılı), Kerr gibi, çeşitli doğrusal olmayan etkileri yoluyla çeşitli WGMs heyecanlandırmak olabilir çok güçlü bir ışık-madde etkileşimi, neden Örnek 14-19 için Raman ya da Brillouin. Galeri modu rezonatörler fısıldayan doğrusal olmayan olayları kullanarak ultra saf mikrodalga ve lightwave nesil için umut verici bir paradigma değişimi olarak önerilmiştir. Bu konuda temel bilim ve teknolojinin pek çok alanda kesişen olması disiplinlerden geniş bir yelpazede üzerindeki çok güçlü potansiyel etkisi açık bir göstergesidir. Özellikle, havacılık ve iletişim mühendisliği teknolojileri çok yönlü mikrodalga ve olağanüstü tutarlılık ile lightwave sinyal ihtiyacı şu anda. WGM teknolojisi mevcut veya diğer olası yöntemler üzerinde birçok avantajı vardır: kavramsal basitlik, higher sağlamlık, küçük güç tüketimi, uzun kullanım ömrü, müdahaleler için bağışıklık, çok kompakt hacim, frekans çok yönlülük, kolay çip entegrasyonu, hem de mikrodalga ve lightwave teknolojileri hem de standart fotonik bileşenlerin ana entegre etmek için güçlü bir potansiyel. Havacılık mühendisliğinde, kuvars osilatörler navigasyon sistemleri (uçaklar, uydular, uzay araçları, vb) ve algılama sistemleri (radar, sensörler, vb) için önemli mikrodalga kaynağı olarak ezici bir çoğunlukla baskındır. Ancak, oybirliğiyle kuvars osilatör frekans kararlılığı performansı, zemin ulaşıyor bugün kabul edilmektedir, ve önemli ölçüde artık iyileştirmek değil. Aynı doğrultuda, sıklıkları çok yönlülük sınırlıdır ve pek 40 GHz ötesinde ultra istikrarlı mikrodalga üretimi için izin verir. Mikrodalga fotonik osilatörler bu sınırlamaları aşmak için bekleniyor. Diğer taraftan, iletişim mühendislik, mikrodalga fotonic osilatörler ayrıca benzeri görülmemiş bir verimlilik ile lightwave / mikrodalga dönüştürme işlemi nerede optik haberleşme ağlarında anahtar bileşenleri olması beklenmektedir. Ayrıca ultra hızlı işlem etkinleştirmek lightwave teknolojisi kompakt tam optik bileşenlerin devam eden bir eğilim, uyumlu [yukarı / aşağı dönüştürme, karıştırma (de) modülasyonu, amplifikasyon, çoğullama, vb] olmadan büyük işlemek için ihtiyaç (ve daha sonra, yavaş) elektronlar. Fotonlar doğrusal olmayan medya üzerinden fotonlar kontrol kompakt fotonik devrelerin Bu kavram sınırlı optoelektronik işlem hızı karşı neredeyse sınırsız optik bant genişliği kaynaklanan darboğaz aşmak hedeflemektedir. Optik iletişim sistemleri de çok masa saati (düşük faz gürültü zaman jitter düşük eşdeğerdir) ve bant genişliği (bit hızlarını saat frekansı olarak artar) gereksinimlerini karşılamak için ultra düşük faz gürültü mikrodalga fırın için talep ediyorlar. Aslında, yüksek hızlı haberleşmeication ağlar, bu ultra-kararlı osilatörler birçok amaç (yukarı / aşağı frekans dönüşüm için yerel osilatör, şebeke senkronizasyonu, taşıyıcı sentezi, vb) için temel referanslar vardır. WGM rezonatörler Doğrusal olmayan olgular ayrıca Raman ve Brillouin lazerler gibi diğer uygulamalar için araştırma yeni ufuklar açın. Daha genel olarak, bu olayların optik boşluklar ve dalga kılavuzlarında doğrusal olmayan olayların geniş bir perspektif içinde birleşti, ve kristal veya silikon fotonik için verimli bir paradigma. Olabilir Torus benzeri WGMs içine güçlü hapsi ve fotonların çok uzun ömürlü de yoğun madde ve kuantum fiziği temel konuları araştırmak için test tezgahı mükemmel sunuyoruz. Elektromanyetik sinyaller hiç artan doğruluk için yarış da özetin özeti görelilik (Lorentz değişmezliği testleri) ile ilgili fizik soruları, ya da temel fiziksel sabitler ölçümü bir cevap katkıdand zamanla olası varyasyon. Bu makalede, kristal optik fısıldayan-galeri-modu (WGM) rezonatörler elde etmek için gerekli olan farklı adımlar açıklanmıştır ve karakterizasyonu açıklanmıştır. Ayrıca sunulan bu rezonatörler içine çift lazer ışığı için gerekli yüksek kaliteli konik lif elde etmek için protokoldür. Son olarak, mikrodalga fotonik, Kerr tarak kullanarak yani ultra istikrarlı mikrodalga nesil, alanında bu rezonatörler bir amiral gemisi uygulaması sunulmuş ve tartışılmıştır. İlk bölümde, ayrıntılı protokol ultra yüksek Q WGM rezonatörler elde etmek için takip. Bizim yöntem, lens veya teleskop aynaları gibi optik bileşenleri parlatmak için kullanılan standart tekniklere andırır bir eziyet ve lehçe yaklaşım, dayanır. İkinci bölümde yüzey pürüzlülüğünün karakterizasyonu için ayrılmıştır. Biz yüzey ölçmek için temassız beyaz ışık İnterferometrik profilometre kullanmak rsaçılma kaynaklı kayıpları yüzey ve böylece Q faktörü performans daha düşük olur oughness. Bu adım, parlatma kalitesini değerlendirmek için önemli bir deneysel bir testtir. Üçüncü bölüm rezonatördeki ışık başlatmak amacıyla imalat ile mikrometre aralığı içinde bir çapa sahip, konik silika fiber söz konusu olduğunda. Bu küçük çaplı ulaşmak için, ayrı fiber çekmek için aynı anda bilgisayar kontrollü motorlar kullanarak &quot;alev fırçalama&quot; tekniği, ve 20 konik olarak fiber alanı ısıtmak için bir oksijen kaynağı kabul. Dördüncü bölümde, rezonatör ve konik lif dalga boyu tarama lazer kullanarak fısıldayan galeri modları rezonans sinyal görselleştirmek için birbirlerine yaklaştı. Biz eşit uzaklıkta spektral hatları yapılmış bir spektrum ile, rezonatör, optik gücü artırılarak, biz Kerr optik frekans tarak oluşumu gözlemlemek kadar doğrusal olmayan olayları tetiklemek için yönetmek nasıl, beşinci bölümünde göstermektedir. E gibiYukarıdaki mphasized, bu Kerr tarak spektrumları bilim ve teknoloji 21-23 hem de çeşitli uygulamalar için uygun olan olağanüstü özelliklere sahiptir. Biz kimin intermodal frekans ultra-kararlı mikrodalga bir optik çok dalga boyu sinyal göstererek WGM rezonatörler en dikkat çekici uygulamalardan biri dikkate alacaktır.

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

microwave photonics systems based on whispering-gallery-mode resonators

Mikrodalga fotonik sistemleri mikrodalga ve optik sinyalleri arasındaki etkileşim üzerinde temelde güveniyor. Bu sistemler son derece havacılık ve iletişim mühendisliği, algılama, metroloji, doğrusal olmayan fotonik ve kuantum optik olarak teknoloji ve uygulamalı bilim çeşitli alanlarda, için umut vericidir. Bu yazıda, ultra-yüksek Q fısıldayan galeri modu rezonatörler dayalı mikrodalga fotonik sistemleri kurmak için laboratuvarda kullanılan başlıca teknikler mevcut. Bu tür ilk lensler veya teleskop aynaları gibi optik bileşenleri parlatmak için kullanılan olanlar yakın bir eziyet-ve-lehçe tekniği dayanmaktadır rezonatör parlatma, için protokoldür bu makalede ayrıntılı. Daha sonra, hangi parlatma kalitesini karakterize etmek için önemli bir parametre bir beyaz ışık İnterferometrik profilometre önlemler yüzey pürüzlülüğü olduğunu. Rezonatörde ışık başlatmak amacıyla, mikrometre aralığında çapa sahip konik bir silika elyaf kullanılır. Bu küçük çaplı ulaşmak içins, biz ayrı fiber çekmek için aynı anda bilgisayar kontrollü motorlar kullanarak &quot;alev fırçalama&quot; tekniği, ve konik olmak için fiber alanı ısıtmak için bir oksijen kaynağı kabul. Rezonatör ve konik lif daha sonra dalga boyu tarama lazer kullanarak fısıldayan galeri modları rezonans sinyal görselleştirmek için birbirlerine yaklaştı. Bir Kerr optik frekans tarak oluşumu eşit uzaklıkta spektral hatları yapılmış bir spektrum ile görülmektedir kadar rezonatör, doğrusal olmayan olayların içinde optik güç artırarak tetiklenir. Bu Kerr tarak spektrumları bilim ve teknolojide çeşitli uygulamalar için uygun olan olağanüstü özelliklere sahiptir. Bu ultra-kararlı mikrodalga frekans sentezi ile ilgili uygulama göz önünde ve intermodal GHz frekansa sahip bir Kerr tarağın üretimi göstermektedir.

Bu beş adım protokolü mikrodalga fotonik uygulamaları için çok yüksek kalite faktörleri ile WGM rezonatörler elde sağlar. Programı 2 temsil olarak ilk adım, rezonatör istenilen şekil vermek amaçlamaktadır. Burada ana zorluk olan jant böylece kuvvetle mekanik bir açıdan yapısal kırılganlık yol açmadan, tuzak fotonlar sınırlandırmak olabilir yeterince keskin bir disk üretimdir. Bu boyut ve şekil ve dökme malzeme geniş bir değişkenlik diskleri t...

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

Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators

Ultra-yüksek Q fısıldayan galeri modu rezonatörler dayalı mikrodalga fotonik sistemleri kurmak için laboratuarda geliştirilen özel teknikler sunulmaktadır. Bu rezonatörler almak ve karakterize etmek için protokoller ayrıntılı olarak, ve mikrodalga fotonik uygulamaları bazı bir açıklama verilir.

Mikrodalga Fotonik Sistemleri Whispering-galeri-mod Rezonatörler dayanarak

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

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

Research

JoVE Journal

Engineering

16.8K Görüntüleme.  FEMTO-ST Institute. Ultra-yüksek Q fısıldayan galeri modu rezonatörler dayalı mikrodalga fotonik sistemleri kurmak için laboratuarda geliştirilen özel teknikler sunulmaktadır. Bu rezonatörler almak ve karakterize etmek için protokoller ayrıntılı olarak, ve mikrodalga fotonik uygulamaları bazı bir açıklama verilir.

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

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

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

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

Fiber Çizim Yöntemi Kullanma Fabricating meta malzeme

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

Mühendislik

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

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

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

Galeri Modu Polimerik Mikro-optik Elektrik Alan Sensörleri Whispering Gelişimi

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

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit a strong degradation after annealing due to the occurrence of void formation at the contact/SiO2 interface. This void formation can cause cracking and delamination of the metal film, which can increase the resistance or lead to a complete failure of the NW device. In order to address issues associated with void formation, a technique was developed that removes Ni/Au contact metal films from the substrates to allow for the examination and characterization of the contact/substrate and contact/NW interfaces of single GaN NW devices. This procedure determines the degree of adhesion of the contact films to the substrate and NWs and allows for the characterization of the morphology and composition of the contact interface with the substrate and nanowires. This technique is also useful for assessing the amount of residual contamination that remains from the NW suspension and from photolithographic processes on the NW-SiO2 surface prior to metal deposition. The detailed steps of this procedure are presented for the removal of annealed Ni/Au contacts to Mg-doped GaN NWs on a SiO2 substrate.

A technique was developed that removes Ni/Au contact metal films from their substrate to allow for the examination and characterization of the contact/substrate and contact/NW interfaces of single GaN nanowire devices.

Tek GaN Nanotel Cihazlar İletişim arabirimleri Analizi

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

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

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

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

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

&#39;Nauplius Hareketi&#39;ni analiz<em&gt; Artemia salina</em&gt; &#39;Plasmonik Nanopartiküller Optik İzleme tarafından

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

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

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

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

Sıvı Ortamda Darbeli UV Lazer Radyasyonla Silikon Yüzey Islanabilirliği Seçici Alan Değişikliği

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

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

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

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

Çok çekirdekli Fibers Bragg Izgaralar Yazma

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

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

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

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

Süperiletken Rezonatörler Fabrikasyon ve Karakterizasyonu

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

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

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

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

Mikrosferik Whispering Galeri Modu Rezonatörler içinde Uyarılmış Stokes ve Antistokes Raman saçılması

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

Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors

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

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

Lüminesans merkezli Nem Sensörler olarak Nanostructured Ag-zeolit ​​kompozitler

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

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

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

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

Terahertz Metamalzemeler de Yerdeğiştirme Akımı aracılığı Rezonansları için Nanopillar Tabanlı Bölünmüş Yüzük Rezonatörler Fabrikasyon

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