Name: fabrication of 1-d photonic crystal cavity on a nanofiber using femtosecond laser-induced ablation
Uploaded: 2017-02-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation at JoVE.com

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).

DİKKAT: Koruyucu gözlük takılmalıdır ve kesinlikle direkt UV lamba maruz kalma ve femtosaniye lazer dahil olmak üzere tüm lazerler önlemek. kirlenmesini önlemek için bir temiz oda takım elbise ve eldiven giyin. belirlenen çöp kutusuna düzgün herhangi bir lif çöp bertaraf edin. 1. Nanolif Hazırlık <ol><li> 200 mm ile ayrılmış iki yerde, 5 mm uzunluğunda tek modlu optik fiberin bir polimer ceket şerit fiber kaplama stripper kullanın. temiz oda kullanarak iki mekanik sıyrılmış parça metanol batırılmış mendil temizleyin. aseton, bu iki şeritli parçalar arasında fiber batırın. lif ceket paramparça kadar 15 dakika - 10 bekleyin. aseton lif çıkarın ve metanol batırılmış mendil temiz oda kullanarak tüm soyulmuş kısmını temizleyin. </li><li> nanolif imal etmek Optik Nanofiber imalatı ekipmanları (ONME) iki aşamada üzerinde soyulmuş lif ayarlayın. <ol><li> elyaf haline prob lazer başlatın ve transmissio izlemekn fotodiyot kullanarak ve ADC kartı kullanarak bilgisayara iletim verilerini kaydetmek. ONME yazılımını kullanarak gaz akışını başlatmak ve alev tutuşturmak. 500 nm bel çapı ile konik lif imalatı için ONME yazılımı önceden optimize edilmiş parametre yükleyin ve fabrikasyon sürecini başlatmak. Not: ONME standart ısı ve çekme tekniği kullanılarak şevli fiber optik ürünü imal etmek için tasarlanmış ticari olarak temin edilebilen cihazdır. Bu elyaf çekmek için elyaf ve iki motorlu aşamaları ısı alev oksihidrik kullanır. Gaz akışı ve sahne hareketi bilgisayar programı tarafından kontrol edilir. önceden optimize edilmiş parametreler özel istek üzerine, satıcıdan elde edilebilir. </li></ol></li><li> imalattan sonra, UV kurutmalı epoksi kullanarak nanolif sahibine konik lif yakalamak. (Şekil 1a gösterilen) cam levha ile üst kapağı kullanılarak nanolif tutucu örtün. Temiz bir kutu içinde örnek koyun ve femtosaniye la transferser imalat ünitesi. </li></ol> 2. Femtosecond Lazer İmalatı <ol><li> fabrikasyon kurulum hizalama <ol><li> 15 mm yükseklikte fabrikasyon bankta bir cam plaka koyun. 1 mJ darbe enerjisine 5 saniye boyunca femtosecond lazer ışın tedavisi. beyaz ışık nesil ablasyon kaynaklı femtosaniye lazer ve cam plaka üzerinde bir hasar-line olarak ablasyon desen görünümünü tanımlayın. </li><li> fabrikasyon tezgah X-sahne kullanılarak cam plaka yüksekliğini değiştirerek aynı işlemi tekrarlayın. Her imalat için, yeni bir konuma imalat yapmak için 1 mm fabrikasyon tezgah Y-sahne çevirmek. </li><li> güçlü ablasyon hattı yüksekliği Bul. Bu pozisyonda, ince ayar katlama aynalar birinin eğim açısı ve pozisyon ablasyonu maksimize etmek. Ayrıca, ince ayar imalat tezgah X-aşamasının eğim ablasyonu maksimize etmek. NOT: katlama ayna eğim açısı USI ayarlanmışkinematik ayna tutucu ayar düğmeleri ve ayna konumunu ng monte edildiği Z-sahne çevirerek ayarlanır. </li><li> optimizasyon sonra, CCD kamera yazılımında ablasyon çizgisinin konumunu işaretlemek ve cam plakasını çıkarın. NOT: CCD kamera kontrol yazılımı çekilen görüntü üzerinde görüntü yakalama ve çizim işaretleri sağlar. Aynı zamanda yakalanan görüntünün ve işaretlerin veri kaydetme sağlar. fabrikasyon tezgah X-aşamalı mutlak pozisyon referansı sahip olmadığından, CCD görüntü X ekseninde pozisyon referans olarak kullanılır. CCD görüntü çözünürlüğü piksel başına 10 mm. </li><li> Platin (Pt) -coater kullanarak, mont 60 saniye boyunca cam plaka cam plaka üzerinde Pt 25 nm katmanı yatırmak. Image tarama elektron mikroskobu (SEM) ile cam levha üzerine ablasyon deseni. ablasyon desen sonra 350 nm bir süre (beklenen girişim saçak deseni) al periyodik yapı gösteriyorsaignment optimize edilmiştir. periyodik ablasyon deseni görülene kadar düşük darbe enerjileri (300 μJ aşağı) için - Else (2.1.4 Adım 2.1.1) işlemi tekrarlayın. </li></ol></li><li> apodize PhC boşluğun Fabrikasyon <ol><li> CCD kamera üzerinde işaretlenmiş ablasyon hattına yaklaşık olarak paralel üretim bankta konik lif yerleştirin. </li><li> konik fiber üzerinden bir prob lazer (güç = 1 mW) gönderme ve CCD kamera üzerinde konik liften saçılmasını gözlemleyin. güçlü dağıtma parçası nedeniyle subwavelength çapına nano bölgeye karşılık gelir. </li><li> CCD kamera üzerinde işaretlenmiş ablasyon hat pozisyonuna nanolif ortalamak için imalat tezgah Z-sahne çevirmek. </li><li> Sonda lazer kapatın ve minimum darbe enerjisi (&lt;10 μJ) ile femtosaniye lazer ışın tedavisi. Femtosaniye lazer ışını ile nanolif üst üste Y-sahne çevirmek. örtüşme nanofiber, atıl yanması ile tanımlanırCCD kamera üzerinde erved. Not: nano artık femto saniye Y boyunca laser demeti ve Z-eksenine göre hizalanır. </li><li> ablasyon hat pozisyonuna nanolif konumunu üst üste X-sahne, X ekseni boyunca nanolif hizalamak çevirmek için CCD kamera üzerinde işaretlenmiş. </li><li> Femtosaniye lazer nanofiber örtüşmesi en üst düzeye çıkarmak için Y-sahne çevirmek. nanolif iki ilk siparişlerin yansıması gözlemlemek (üst kapağın cam plaka üzerine iki parlak noktalar olarak görünür). ileri geri Y-sahne çeviri yaparken bu yansıma noktalar hareketini gözlemleyin. NOT: Bu noktalar bir tarafa doğru hareket ederse o zaman nano ablasyon hattına paralel değildir. Bu durumda, kesip çıkarma hattına nano paralel hale dönme aşaması döndürün. Onlar paralel olduğunda, yansıma noktalar flaş olarak görünecektir. </li><li> ablasyon hattına nanolif paralel yaptıktan sonra, en üst düzeye çıkarmak için Y-sahne çevirmekkonik fiberin sonunda bir fotodiyot kullanılarak nanolif güdümlü modları içine dağılmış femtosaniye lazerin gücünü ölçerek, femtosaniye lazer ışını ile nanolif arasında örtüşmektedir. örtüşme maksimize sonra, imalat θ = 0.5 ° açısına dönüş sahne döndürün. NOT: Femtosaniye lazer ışını ile nanolif arasında maksimum örtüşme, bir nanolif güdümlü modları içine dağılmış femtosaniye lazer ışığının gücü maksimize edilmesi beklenebilir. </li><li> güç metre ile femtosaniye lazer Blok ve mJ 0.27 puls enerjisini ayarlayın. Tek çekim ışınlama moduna femtosaniye laser ayarlarını değiştirin. NOT: Bu modda, tek bir darbe, aksi takdirde hiçbir lazer çıkışı yoktur, yangın düğmesine basıldığında oluşturulur. <ol><li> lazer ışını yolu güç ölçer çıkarın ve tek bir femtosaniye lazer darbe ateş. Bu imalat işlemini tamamlar. </li></ol></li></ol></li><li> Fabricatikusur kaynaklı PhC boşluğun üzerine <ol><li> bölüm 2.1&#39;de anlatıldığı gibi bir cam levha üzerinde ablasyon gözlemleyerek kurulum hizasını kontrol edin. En güçlü ablasyon hattı için yüksekliğini bulduktan sonra, hemen faz maskesi önce lazer ışınının merkezinde 0.5 mm bakır tel yerleştirin. bakır tel Y ekseni boyunca (ablasyon hattına dik) olmalıdır. </li><li> Z ekseni boyunca bakır telin pozisyonunu değiştirmeden ise cam plaka üzerinde ablasyon deseni kontrol edin. ablasyon desen ablasyon hattının merkezinde tek bir boşluk gösterdiğinde bakır tel konumunu düzeltmek. </li><li> hizalama sonra bölüm 2.2&#39;de ayrıntılı prosedürü takip nanolif üzerinde femtosaniye lazer imalat gerçekleştirin. Bu imalat için, = 0 ° İçeride ISTV melerin RWMAIWi&#39;nin için fabrikasyon açısını ayarlamak. </li></ol></li></ol> Fabrikasyon Örneklerinin 3. Karakterizasyonu <ol><li> Optik özelliklerin ölçümü <ol><li> hazırlayın seŞekil 1b de gösterildiği gibi, optik ölçümler için tüp. Konik elyaf haline genişbant ışık kaynağı başlatın öncesi ve spektrum analizörü kullanılarak imal edildikten sonra iletim ve yansıma spektrumu ölçmek. imalattan sonra, iletim spektrumu fabrikasyon numunenin Bragg rezonans karşılık gelen bir stopband gösterecektir. </li><li> polarizasyonu seçmek ve iki ortogonal kutuplaşmalar X-pol ve Y-pol spektrumları almak için lif içi kutuplayıcının kürekler döndürün. NOT: (nano-kraterler boyunca polarizasyon) X-pol için stopband mavi-kaymıştır 21 (kısa dalga boyu doğru) olacaktır ve nanolif gelen saçılma güçlü olacaktır. Yani, spektrum ve CCD kamera bakarak kutuplaşmaları seçin. </li><li> Kutuplaşmaların biri için (Şekil 1b gösterilmiştir) PZT kullanarak konik lif germe iletim spektrumları alır. s tarafından spektrumları alın20 mikron maksimum germe uzunluğu kadar 2 um adımlarla konik lif tretching (PZT tarama aralığı ile sınırlıdır). Bragg rezonans kırmızı-kaymıştır konik lif germe (uzun dalga boyu doğru) olacağını gözlemleyin. Bu spektrumları itibaren, uzunluk germe birim başına Bragg rezonans kayması, hesaplayın. </li><li> kavite modları çözülmesi ve mutlak kavite iletimi ölçmek için, ayarlanabilir CW lazer kaynağı kullanın. Konik elyaf haline lazer başlatın ve bir fotodiyot kullanarak iletim izlemek. </li><li> Y-pol stopband kırmızı-yan kenarına lazer dalga boyu ayarlama ve iletim en aza indirmek için fiber satır içi polarize kullanın. Bu şekilde X-pol bileşeni bastırılır ve sadece Y-pol seçilir. 20 mikron - 0 konik lif gererken daha kırmızı-yan bant kenarı dışına ve iletim kayıt lazer dalga boyu ayarlayın. <ol><li> Lazer WaveL değiştirerek ölçümü tekrarlayınTüm stopband kaplanana kadar 0.3 nm &#39;lik adımlarla mavi tarafına ength. Bu verilerden, adım 3.1.3 ölçülen uzunluğu germe birim başına rezonans vardiyası için verileri kullanarak tüm spektrum yeniden. Not: 20 um ve kavite modları 0.05 arasında olan tipik serbest spektral aralığının ile şevli fiber gerilmesiyle 2 nm boşluğu modları vardiya ile birlikte tipik bir numunesinin, stopband (Bragg rezonans) için - 0.5 nM. konik lif germe 4 kavite modları - giriş lazer belirli bir dalga boyu için bir en az 3 ölçebilirsiniz. modları arasında frekans aralığı adım 3.1.3 ölçülen uzunluğu germe birim başına rezonans vardiyası için verilerinden anlaşılmaktadır. En az 2 0,3 nm adımlarla lazer dalga boyu değiştirilerek ölçüm tekrarı - 3 ardışık kavite modları ardışık ölçümlerde yeniden değerlemeye tabi tutulmaktadır. Bir mat sırasında ardışık ölçümler için iletim verileri kaplarken tarafından tüm spektrum yeniden yapabilirsinizYeniden ölçülen kavite modları ching konumu. </li></ol></li><li> Şimdi adım 3.1.5 ve 3.1.5.1 de belirtildiği gibi benzer bir prosedür kullanılarak diğer polarizasyon spektrumu ölçmek. </li></ol></li><li> fabrikasyon örneği Görüntüleme <ol><li> 2 cm uzunluğunda bir metal plaka üzerine imal örnek koyun ve UV kürlenebilen epoksi kullanarak metal plakaya şevli fiber iki uçlarını sabitler. Numunenin ışınlama yan gölge tarafı görüntülü böylece metal plakayı dönük olduğundan emin olun. </li><li> 30 s için kaplanması için örnek Pt kaplayıcı kullanarak ve yaklaşık 10 nm&#39;lik bir kalınlığa sahip Pt tabakası bırakmak. SEM içine örnek yerleştirin. tüm fabrikasyon bölge üzerinde her 0.1 mm numunenin SEM görüntü almak. </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.

Nano elyaflı bir merceksel etkisi (Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi), böylece nano gölge yüzeyi üzerinde nano kraterler oluşturma, imalat tekniğinde önemli bir rol oynar. nanofiber bir çekimsel etkisi de enine yönde (Y ekseni) herhangi bir mekanik istikrarsızlıklar sağlam imalat işlemi yapar. Işınlama süresi sadece 120 fs (yani darbe genişliği) &#39;dir Dahası nedeniyle tek-shot radyasyona, diğer eksen boyunca istikrarsızlıklar imalat etkilemez. Bunun ...

nanofotonik cihazlarda ışığın güçlü hapsi optik bilimi yeni ufuklar açtı. Modern Nanofabrikasyona teknolojileri, 1 lasing 2 algılama ve optik anahtarlama uygulamaları 3 1-D ve 2-D Fotonik Kristal (ÖYK) yeni umutları için boşluklar fabrikasyon sağlamıştır. Dahası, bu PhC boşluklarında güçlü ışık-madde etkileşimi kuantum enformasyon bilimi 4 için yeni yollar açtı. Yanı sıra, PhC boşluklardan, plasmonik nanocavities da umut verici bir potansiyel 5, 6, 7 göstermiştir. Ancak, fiber tabanlı iletişim ağına böyle boşluklar arabirim bir sorun olmaya devam etmektedir. Son yıllarda, bir optik nano olarak bilinen subwavelength çapı konik tek modlu fiber optik, umut vaat eden bir nanofotonik cihaz olarak ortaya çıkmıştır. Nedeniyle kuvvetlinanolif güdümlü alan ve çevre ortamı ile etkileşim yeteneği enine hapsi, nanolif benimsenmiş ve çeşitli nanofotonik uygulamalar 8 araştırılmıştır. Bunun dışında, aynı zamanda güçlü bir incelenmiş ve ışık kuantum manipülasyon için uygulanan ve 9 madde olduğunu. Nano destekli tarzlarına kuantum vericiler, tek / birkaç lazer soğutuldu atomlu tek kuantum noktaları, emisyonların etkili bağlama incelemiş ve 10, 11, 12, 13, 14, 15 olduğu gösterilmiştir. Nanolif ışık-madde etkileşimi önemli ölçüde nanolif 16, 17 PhC kavite yapısını uygulayarak geliştirilebilir. s için önemli bir avantajUCH bir sistem kolaylıkla iletişim ağına entegre edilebilir elyaf-in-line bir teknolojidir. Konik nano ile% 99.95 arasında ışık iletim 18 gösterilmiştir. Ancak, nanolif iletim toz ve kirlenme son derece duyarlıdır. Bu nedenle, geleneksel nanofabrikasyon tekniği kullanılarak nanolif üzerinde PhC yapısının imalat çok verimli değil. Odaklı İyon Işın (FİB) freze kullanılarak nanolif üzerinde kavite imalat 19, 20, gösterilmiş olmasına rağmen optik kalite ve uyarlık kadar yüksek değildir. Bu video protokolü, biz femtosaniye lazer ablasyon kullanarak nanolif üzerinde PhC boşluklar imal etmek bir süre önce ortaya 21, 22 teknik sunuyoruz. uydurma nanolif ve irrad üzerinde femtosaniye lazerin iki ışın girişim deseni oluşturarak gerçekleştirilirTek bir femtosaniye lazer darbesi iating. nanofiber bir çekimsel etkisi nanofiber gölge yüzeyinde ablasyon kraterler oluşturarak, bu tür tekniklerin fizibilite önemli bir rol oynar. Tipik bir örnek için, kademeli olarak 50 arasında değişen çap 350 nm ile bir süre periyodik nano kraterler - 550 nm - 1 mm uzunluğunda, 250 nm, 450 civarında çapa sahip bir nano ile imal edilir. nanolif böyle periyodik nano kraterler, 1-D PHC olarak hareket ederler. Biz de nanolif üzerinde apodize ve kusur kaynaklı PhC oyukları imal etmek nano krater dizisi profilini kontrol etmek için bir yöntem mevcut. yüksek optik kalitesi korunabilir, böylece bu tür nano fabrikasyon önemli bir yönü, tüm optik uydurma. Ayrıca, üretim, mekanik istikrarsızlıklar ve diğer imalat kusurları tekniği direnç sağlar sadece tek femto saniye lazer darbesi irradyasyonu ile yapılır. Ayrıca, bu PhC nano in-house üretilmesini sağlarkirlenme olasılığı minimize edilebilir, böylece fiber boşluğu. Bu protokol, diğerleri uygulamak ve nanofabrikasyon tekniğinin bu yeni tip adapte yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Şekil 1a imalat kurulum şematik diyagramını göstermektedir. Imalat kurulum ve hizalama prosedürleri detayları 22 21 tartışılmıştır. 400 nm dalga boyu merkezi ve 120 fs darbe genişliğinde bir femtosaniye laser bir faz maske olay oldu. faz maskesi 0 ve ± 1 siparişler için femtosaniye lazer ışını böler. Bir ışın bloğu 0 dereceden ışını engellemek için kullanılır. Katlanır ayna simetrik bir girişim deseni oluşturmak için, nano pozisyonunda ± 1-emir recombine. Faz maskenin Saha 700 nm, yani girişim deseni 350 nm&#39;lik bir adım (Λ G) sahiptir. silindirik mercek nanofiber boyunca femtosaniye lazer ışınını odaklanır. karşısında ışın boyutu (Y ekseni)ve (Z ekseni) boyunca nanolif sırasıyla 60 mm ve 5.6 mm dir. Konik elyaf elyafın gerilmesi için piezo aktüatör (PZT) ile donatılmış bir tutucu üzerine monte edilir. cam levha olan bir üst kapak toz nanolif korumak için kullanılır. konik fiber ile tutucu çeviri (XYZ) ve dönme (θ) aşamaları ile donatılmış bir fabrikasyon bankta sabittir. θ aşamalı YZ düzleminde nanofiber örnek dönmesini sağlar. X-aşamalı ayrıca karboksi- ve XZ-düzlemi boyunca eğim açılarını kontrol edebilirsiniz. Bir CCD kamerası nano 20 cm bir mesafede ve nano konumunu izlemek için XY düzleminde 45 ° &#39;lik bir açı ile yerleştirilir. Bütün deneyler tozsuz koşulları elde etmek HEPA (Yüksek verimli partikül tutuklama) filtreleri ile donatılmış temiz barakada yapılmaktadır. Tozsuz durum nanofiber iletimini sağlamak için esastır. Şekil 1b optik ölçümlerin şemasını göstermektedir. Konik elyaf haline fiber birleştiğinde ışık kaynağı ve yüksek çözünürlüklü spektrum analizörü kullanılarak iletilen ve yansıyan ışığın spektrumunu ölçme: - imalat sırasında, optik özellikler kısaca bir bant (900 nm 700 dalga boyu aralığında) açarak izlenmektedir. Bir ayarlanabilir CW lazer kaynağı düzgün kavite modları çözmek için ve mutlak kavite iletimini ölçmek için kullanılır. Biz üretim ve karakterizasyonu için protokol mevcut. protokol bölümü üç alt, fabrikasyon örneklerin nanolif hazırlanması, femtosaniye lazer imalat ve karakterizasyonu ayrılır.

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

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

Biz Femtosaniye lazer kaynaklı ablasyon kullanarak subwavelength çaplı konik optik fiberler, optik nano, 1-D Fotonik Kristal (ÖYK) boşluklar üretmek için bir protokol mevcut. Biz periyodik nano kraterler binlerce sadece tek bir femtosaniye lazer darbesi ile ışınlama yoluyla bir optik nanolif fabrikasyon olduğunu göstermektedir. Tipik bir örnek için, kademeli olarak 50 arasında değişen çap 350 nm ile bir süre periyodik nano kraterler - 550 nm - 1 mm uzunluğunda, 250 nm, 450 civarında çapa sahip bir nano ile imal edilir. Böyle bir nano fabrikasyon bir önemli yönü nanofiber kendisi silindirik bir mercek gibi davranır ve gölge yüzeyinde femtosaniye lazer ışını odaklanır olmasıdır. Ayrıca, tek çekim fabrikasyon mekanik istikrarsızlıklar ve diğer imalat kusurları için bağışıklık yapar. nanolif böyle periyodik nano kraterler, 1-D PHC olarak hareket ve stopband dışında yüksek iletim korurken, güçlü ve geniş bant yansıma etkinleştirmek. Biz de nanolif üzerinde apodize ve kusur kaynaklı PhC oyukları imal etmek nano krater dizisi profilini kontrol etmek için bir yöntem mevcut. nanolif tabanlı PhC boşlukların ve fiber ağlarına verimli entegrasyon, enine ve boyuna hem de bu alanda güçlü hapsi, nanofotonik uygulamalar ve kuantum bilgi bilimi için yeni olanaklar açabilir.

Şekil 2, imal edilmiş nano numunenin tipik bir kesit SEM görüntüsünü gösterir. Periyodik nano kraterler girişim deseni iyi gelen 350 nm periyodik ile nanofiber gölge tarafına oluştuğunu göstermektedir. ilave numunenin büyütülmüş bir görünümünü göstermektedir. Nano-kraterler şekli neredeyse dairesel ve tipik bir nano-krater çapı yaklaşık 210 nm. Şekil 3a, apodize ...

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

Biz Femtosaniye lazer kaynaklı ablasyon kullanılarak subwavelength çapı silis lifleri (optik nanolifler) 1-D fotonik kristal boşlukları imal edilmesi için bir protokol mevcut.

Femtosaniye Lazer kaynaklı Ablasyonu kullanarak nanolif 1-D Fotonik Kristal Kavitenin Fabrikasyon

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 Görüntüleme.  University of Electro-Communications.  Biz Femtosaniye lazer kaynaklı ablasyon kullanılarak subwavelength çapı silis lifleri (optik nanolifler) 1-D fotonik kristal boşlukları imal edilmesi için bir protokol mevcut. 

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

Fabrication of Silica Ultra High Quality Factor Microresonators

Whispering gallery resonant cavities confine light in circular orbits at their periphery.1-2 The photon storage lifetime in the cavity, quantified by the quality factor (Q) of the cavity, can be in excess of 500ns for cavities with Q factors above 100 million. As a result of their low material losses, silica microcavities have demonstrated some of the longest photon lifetimes to date1-2. Since a portion of the circulating light extends outside the resonator, these devices can also be used to probe the surroundings. This interaction has enabled numerous experiments in biology, such as single molecule biodetection and antibody-antigen kinetics, as well as discoveries in other fields, such as development of ultra-low-threshold microlasers, characterization of thin films, and cavity quantum electrodynamics studies.3-7
The two primary silica resonant cavity geometries are the microsphere and the microtoroid. Both devices rely on a carbon dioxide laser reflow step to achieve their ultra-high-Q factors (Q&gt;100 million).1-2,8-9 However, there are several notable differences between the two structures. Silica microspheres are free-standing, supported by a single optical fiber, whereas silica microtoroids can be fabricated on a silicon wafer in large arrays using a combination of lithography and etching steps. These differences influence which device is optimal for a given experiment.
Here, we present detailed fabrication protocols for both types of resonant cavities. While the fabrication of microsphere resonant cavities is fairly straightforward, the fabrication of microtoroid resonant cavities requires additional specialized equipment and facilities (cleanroom). Therefore, this additional requirement may also influence which device is selected for a given experiment.
Introduction
An optical resonator efficiently confines light at specific wavelengths, known as the resonant wavelengths of the device. 1-2 The common figure of merit for these optical resonators is the quality factor or Q. This term describes the photon lifetime (&tau;o) within the resonator, which is directly related to the resonator's optical losses. Therefore, an optical resonator with a high Q factor has low optical losses, long photon lifetimes, and very low photon decay rates (1/&tau;o). As a result of the long photon lifetimes, it is possible to build-up extremely large circulating optical field intensities in these devices. This very unique property has allowed these devices to be used as laser sources and integrated biosensors.10
A unique sub-class of resonators is the whispering gallery mode optical microcavity. In these devices, the light is confined in circular orbits at the periphery. Therefore, the field is not completely confined within the device, but evanesces into the environment. Whispering gallery mode optical cavities have demonstrated some of the highest quality factors of any optical resonant cavity to date.9,11 Therefore, these devices are used throughout science and engineering, including in fundamental physics studies and in telecommunications as well as in biodetection experiments. 3-7,12
Optical microcavities can be fabricated from a wide range of materials and in a wide variety of geometries. A few examples include silica and silicon microtoroids, silicon, silicon nitride, and silica microdisks, micropillars, and silica and polymer microrings.13-17 The range in quality factor (Q) varies as dramatically as the geometry. Although both geometry and high Q are important considerations in any field, in many applications, there is far greater leverage in boosting device performance through Q enhancement. Among the numerous options detailed previously, the silica microsphere and the silica microtoroid resonator have achieved some of the highest Q factors to date.1,9 Additionally, as a result of the extremely low optical loss of silica from the visible through the near-IR, both microspheres and microtoroids are able to maintain their Q factors over a wide range of testing wavelengths.18 Finally, because silica is inherently biocompatible, it is routinely used in biodetection experiments.
In addition to high material absorption, there are several other potential loss mechanisms, including surface roughness, radiation loss, and contamination loss.2 Through an optimization of the device size, it is possible to eliminate radiation losses, which arise from poor optical field confinement within the device. Similarly, by storing a device in an appropriately clean environment, contamination of the surface can be minimized. Therefore, in addition to material loss, surface scattering is the primary loss mechanism of concern.2,8
In silica devices, surface scattering is minimized by using a laser reflow technique, which melts the silica through surface tension induced reflow. While spherical optical resonators have been studied for many years, it is only with recent advances in fabrication technologies that researchers been able to fabricate high quality silica optical toroidal microresonators (Q&gt;100 million) on a silicon substrate, thus paving the way for integration with microfluidics.1
The present series of protocols details how to fabricate both silica microsphere and microtoroid resonant cavities. While silica microsphere resonant cavities are well-established, microtoroid resonant cavities were only recently invented.1 As many of the fundamental methods used to fabricate the microsphere are also used in the more complex microtoroid fabrication procedure, by including both in a single protocol it will enable researchers to more easily trouble-shoot their experiments.

We describe the use of a carbon dioxide laser reflow technique to fabricate silica resonant cavities, including free-standing microspheres and on-chip microtoroids. The reflow method removes surface imperfections, allowing long photon lifetimes within both devices. The resulting devices have ultra high quality factors, enabling applications ranging from telecommunications to biodetection.

Silika Ultra Yüksek Kalite Faktörü Microresonators Fabrikasyon

Whispering gallery resonant cavities confine light in circular orbits at their periphery.1-2 The photon storage lifetime in the cavity, quantified by the ...

Mühendislik

A Method to Fabricate Disconnected Silver Nanostructures in 3D

The standard nanofabrication toolkit includes techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating metal patterns on a submicron scale requires a combination of nanofabrication tools and several material processing steps. For example, steps to create planar metal structures using ultraviolet photolithography and electron-beam lithography can include sample exposure, sample development, metal deposition, and metal liftoff. To create 3D metal structures, the sequence is repeated multiple times. The complexity and difficulty of stacking and aligning multiple layers limits practical implementations of 3D metal structuring using standard nanofabrication tools. Femtosecond-laser direct-writing has emerged as a pre-eminent technique for 3D nanofabrication.1,2 Femtosecond lasers are frequently used to create 3D patterns in polymers and glasses.3-7 However, 3D metal direct-writing remains a challenge. Here, we describe a method to fabricate silver nanostructures embedded inside a polymer matrix using a femtosecond laser centered at 800 nm. The method enables the fabrication of patterns not feasible using other techniques, such as 3D arrays of disconnected silver voxels.8 Disconnected 3D metal patterns are useful for metamaterials where unit cells are not in contact with each other,9 such as coupled metal dot10,11or coupled metal rod12,13 resonators. Potential applications include negative index metamaterials, invisibility cloaks, and perfect lenses.
In femtosecond-laser direct-writing, the laser wavelength is chosen such that photons are not linearly absorbed in the target medium. When the laser pulse duration is compressed to the femtosecond time scale and the radiation is tightly focused inside the target, the extremely high intensity induces nonlinear absorption. Multiple photons are absorbed simultaneously to cause electronic transitions that lead to material modification within the focused region. Using this approach, one can form structures in the bulk of a material rather than on its surface.
Most work on 3D direct metal writing has focused on creating self-supported metal structures.14-16 The method described here yields sub-micrometer silver structures that do not need to be self-supported because they are embedded inside a matrix. A doped polymer matrix is prepared using a mixture of silver nitrate (AgNO3), polyvinylpyrrolidone (PVP) and water (H2O). Samples are then patterned by irradiation with an 11-MHz femtosecond laser producing 50-fs pulses. During irradiation, photoreduction of silver ions is induced through nonlinear absorption, creating an aggregate of silver nanoparticles in the focal region. Using this approach we create silver patterns embedded in a doped PVP matrix. Adding 3D translation of the sample extends the patterning to three dimensions.

Femtosecond-laser direct-writing is frequently used to create three-dimensional (3D) patterns in polymers and glasses. However, patterning metals in 3D remains a challenge. We describe a method for fabricating silver nanostructures embedded inside a polymer matrix using a femtosecond laser centered at 800 nm.

3D Disconnected Gümüş Nanoyapılar Fabrikasyona için Bir Yöntem

The standard nanofabrication toolkit includes  techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating  metal patterns on a ...

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).

Fotonik Kristal Yavaş Işık Dalga Kılavuzları Ve Çürükler Üretimi ve Karakterizasyonu

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 ...

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition of metal oxides with tunable morphology, structure, density and stoichiometry by a proper control of the plasma plume expansion dynamics. Such versatility can be exploited to produce nanostructured films from compact and dense to nanoporous characterized by a hierarchical assembly of nano-sized clusters. In particular we describe the detailed methodology to fabricate two types of Al-doped ZnO (AZO) films as transparent electrodes in photovoltaic devices: 1) at low O2 pressure, compact films with electrical conductivity and optical transparency close to the state of the art transparent conducting oxides (TCO) can be deposited at room temperature, to be compatible with thermally sensitive materials such as polymers used in organic photovoltaics (OPVs); 2) highly light scattering hierarchical structures resembling a forest of nano-trees are produced at higher pressures. Such structures show high Haze factor (&gt;80%) and may be exploited to enhance the light trapping capability. The method here described for AZO films can be applied to other metal oxides relevant for technological applications such as TiO2, Al2O3, WO3 and Ag4O4.

We describe the experimental method to deposit nanostructured oxide thin films by nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas. By using this method Al-doped ZnO (AZO) films, from compact to hierarchically structured as nano-tree forests, can be deposited.

Fabrikasyon Pulsed Lazer Biriktirme tarafından Transparent letken Oksitler Nano-mühendislik

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, interface precipitation, and mini-emulsion. In all methods, well-defined, micrometer-sized spheres are obtained from a self-assembling process in solution. The vapor diffusion method can result in spheres with the highest sphericity and surface smoothness, yet the types of the polymers able to form these spheres are limited. On the other hand, in the mini-emulsion method, microspheres can be made from various types of polymers, even from highly crystalline polymers with coplanar, &#960;-conjugated backbones. The photoluminescent (PL) properties from single isolated microspheres are unusual: the PL is confined inside the spheres, propagates at the circumference of the spheres via the total internal reflection at the polymer/air interface, and self-interferes to show sharp and periodic resonant PL lines. These resonating modes are so-called "whispering gallery modes" (WGMs). This work demonstrates how to measure WGM PL from single isolated spheres using the micro-photoluminescence (&#181;-PL) technique. In this technique, a focused laser beam irradiates a single microsphere, and the luminescence is detected by a spectrometer. A micromanipulation technique is then used to connect the microspheres one by one and to demonstrate the intersphere PL propagation and color conversion from coupled microspheres upon excitation at the perimeter of one sphere and detection of PL from the other microsphere. These techniques, &#181;-PL and micromanipulation, are useful for experiments on micro-optic application using polymer materials.

Protocols for the synthesis of microspheres from polymers, the manipulation of microspheres, and micro-photoluminescence measurements are presented.

Optik Rezonatör ve Lazer Uygulamalarında Polimer Mikrokürelerin Üretimi

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Femtosecond Laser Filaments for Use in Sub-Diffraction-Limited Imaging and Remote Sensing

Probing remote matter with laser light is a ubiquitous technique used in circumstances as diverse as laser-induced breakdown spectroscopy and barcode scanners. In classical optics, the intensity that can be brought to bear on a remote target is limited by the spot size of the laser at the distance of the target. This spot size has a lower bound determined by the diffraction limit of classical optics. However, amplified femtosecond laser pulses generate intensity sufficient to modify the refractive index of the ambient air and undergo self-focusing. This self-focusing effect leads to the generation of highly intense laser filaments which maintain their intensity and small sub-millimeter diameter size at distances well beyond the classical Rayleigh length. Such intensity provides the capability of remote scanning, imaging, sensing, and spectroscopy with enhanced spatial resolution. We describe a technique for generating filaments with a femtosecond regenerative chirped-pulse amplifier, and for using the resulting filament to conduct imaging and spectroscopic measurements at remote distances of at least several meters.

High-intensity femtosecond pulses of laser light can undergo cycles of Kerr self-focusing and plasma defocusing, propagating an intense sub-millimeter-diameter beam over long distances. We describe a technique for generating and using these filaments to perform remote imaging and sensing beyond the classical diffraction limits of linear optics.

Femtosecond lazer filamentler alt Diffraction sınırlı görüntüleme ve Uzaktan algılama kullanmak için

Probing remote matter with laser light is a ubiquitous technique used in circumstances as diverse as laser-induced breakdown spectroscopy and barcode ...

Low-cost Custom Fabrication and Mode-locked Operation of an All-normal-dispersion Femtosecond Fiber Laser for Multiphoton Microscopy

A protocol is presented to build a custom low-cost yet high-performance femtosecond (fs) fiber laser. This all-normal-dispersion (ANDi) ytterbium-doped fiber laser is built completely using commercially available parts, including $8,000 in fiber optic and pump laser components, plus $4,800 in standard optical components and extra-cavity accessories. Researchers new to fiber optic device fabrication may also consider investing in basic fiber splicing and laser pulse characterization equipment (~$63,000). Important for optimal laser operation, methods to verify true versus apparent (partial or noise-like) mode-locked performance are presented. This system achieves 70 fs pulse duration with a center wavelength of approximately 1,070 nm and a pulse repetition rate of 31 MHz. This fiber laser exhibits the peak performance that may be obtained for an easily assembled fiber laser system, which makes this design ideal for research laboratories aiming to develop compact and portable fs laser technologies that enable new implementations of clinical multiphoton microscopy and fs surgery.

A method is presented to build a custom low-cost, mode-locked femtosecond fiber laser for potential applications in multiphoton microscopy, endoscopy, and photomedicine. This laser is built using commercially available parts and basic splicing techniques.

Multifoton Mikroskopisi için Tüm Normal Dağılımlı Femtosecond Fiber Lazerin Düşük Maliyetli Özel İmalat ve Mode-kilitli Çalışması

A protocol is presented to build a custom low-cost yet high-performance femtosecond (fs) fiber laser. This all-normal-dispersion (ANDi) ytterbium-doped ...

Fabrication of Nanoheight Channels Incorporating Surface Acoustic Wave Actuation via Lithium Niobate for Acoustic Nanofluidics

Controlled nanoscale manipulation of fluids is known to be exceptionally difficult due to the dominance of surface and viscous forces. Megahertz-order surface acoustic wave (SAW) devices generate tremendous acceleration on their surface, up to 108 m/s2, in turn responsible for many of the observed effects that have come to define acoustofluidics: acoustic streaming and acoustic radiation forces. These effects have been used for particle, cell, and fluid manipulation at the microscale, although more recently SAW has been used to produce similar phenomena at the nanoscale through an entirely different set of mechanisms. Controllable nanoscale fluid manipulation offers a broad range of opportunities in ultrafast fluid pumping and biomacromolecule dynamics useful for physical and biological applications. Here, we demonstrate nanoscale-height channel fabrication via room-temperature lithium niobate (LN) bonding integrated with a SAW device. We describe the entire experimental process including nano-height channel fabrication via dry etching, plasma-activated bonding on lithium niobate, the appropriate optical setup for subsequent imaging, and SAW actuation. We show representative results for fluid capillary filling and fluid draining in a nanoscale channel induced by SAW. This procedure offers a practical protocol for nanoscale channel fabrication and integration with SAW devices useful to build upon for future nanofluidics applications.

We demonstrate fabrication of nanoheight channels with the integration of surface acoustic wave actuation devices upon lithium niobate for acoustic nanofluidics via liftoff photolithography, nano-depth reactive ion etching, and room-temperature plasma surface-activated multilayer bonding of single-crystal lithium niobate, a process similarly useful for bonding lithium niobate to oxides.

Akustik Nanofluidics için Lityum Niyobat ile Yüzey Akustik Dalga Aktüasyon Birleştiren Nanoheight Kanallarıimalatı

Controlled nanoscale manipulation of fluids is known to be exceptionally difficult due to the dominance of surface and viscous forces. Megahertz-order ...

Eser Gaz Spektroskopisinde Uygulama için Bir Fabry-Pérot Etalon İmalatı

Fabrication of a Low-Cost, Fiber-Coupled, and Air-Spaced Fabry-P&#233;rot Etalon

Fabry-P&#233;rot etalons (FPE) have found their way into many applications. In fields such as spectroscopy, telecommunications, and astronomy, FPEs are used for their high sensitivity as well as their exceptional filtering capability. However, air-spaced etalons with high finesse are usually built by specialized facilities. Their production requires a clean room, special glass handling, and coating machinery, meaning commercially available FPEs are sold for a high price. In this article, a new and cost-effective method to fabricate fiber-coupled FPEs with standard photonic laboratory equipment is presented. The protocol should serve as a step-by-step guide for the construction and characterization of these FPEs. We hope this&#160;will enable researchers to conduct fast and cost-effective prototyping of FPEs for various fields of application. The FPE, as presented here, is used for spectroscopic applications. As shown in the representative results section via proof of principle measurements of water vapor in ambient air, this FPE has a finesse of 15, which is sufficient for the photothermal detection of trace concentrations of gases.

Yazar Spot Işığı: Düşük Maliyetli, Elyaf Bağlantılı ve Hava Aralıklı Fabry-Pérot Etalon'un İmalatı  

This protocol describes the construction of a low-cost, discrete, fiber-coupled, and air-spaced Fabry-Perot etalon with various applications, such as in trace-gas spectroscopy. The fabrication is possible in any facility with standard optical laboratory equipment available.

Düşük maliyetli, fiber bağlantılı ve hava aralıklı Fabry-Pérot etalon imalatı

Fabry-P&#233;rot etalons (FPE) have found their way into many applications. In fields such as spectroscopy, telecommunications, and astronomy, FPEs are ...

Femtosaniye Lazer kaynaklı Ablasyonu kullanarak nanolif 1-D Fotonik Kristal Kavitenin Fabrikasyon

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Silika Ultra Yüksek Kalite Faktörü Microresonators Fabrikasyon

3D Disconnected Gümüş Nanoyapılar Fabrikasyona için Bir Yöntem

Fotonik Kristal Yavaş Işık Dalga Kılavuzları Ve Çürükler Üretimi ve Karakterizasyonu

Fabrikasyon Pulsed Lazer Biriktirme tarafından Transparent letken Oksitler Nano-mühendislik

Optik Rezonatör ve Lazer Uygulamalarında Polimer Mikrokürelerin Üretimi

Femtosecond lazer filamentler alt Diffraction sınırlı görüntüleme ve Uzaktan algılama kullanmak için

Multifoton Mikroskopisi için Tüm Normal Dağılımlı Femtosecond Fiber Lazerin Düşük Maliyetli Özel İmalat ve Mode-kilitli Çalışması

Akustik Nanofluidics için Lityum Niyobat ile Yüzey Akustik Dalga Aktüasyon Birleştiren Nanoheight Kanallarıimalatı

Düşük maliyetli, fiber bağlantılı ve hava aralıklı Fabry-Pérot etalon imalatı

Düşük maliyetli, fiber bağlantılı ve hava aralıklı Fabry-Pérot etalon imalatı