Name: fabricating metamaterials using the fiber drawing method
Uploaded: 2012-10-18T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method at JoVE.com

מחקר זה נתמך במסגרת התכנית של המועצה למחקר האוסטרלי דיסקברי פרויקטי המימון (מספר פרויקט DP120103942). BTK וAA הם מקבלי מועצה למחקר אוסטרלית עתיד מלגה (FT0991895) ומלגת מחקר האוסטרלי (DP1093789) בהתאמה.

סקירה מרוכבים אינדיום / PMMA הסיב (3 איור) מיוצר על ידי ציור ערימה של סיבי PMMA כולל כבל אחד אינדיום (איור 2), שהם עצמם צריכים להיות מוכנים מצינורות וחוטי חשמל זמינים PMMA. הצעדים שהוצגו הם: <ol class="ualpha" style=";text-align:right;direction:rt...

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

הטכניקה המוצגת כאן מאפשרת ייצור של קילומטרים של metamaterials הרצוף תלת ממדי עם גדלי תכונה microscale, בעל תשובת plasmonic (ולכן permittivity חשמלי מותאם) THz הטווח, יעילות מתנהגת כמסנן גבוה לעבור. זו יכולה להיות מאופיינת בניסוי באמצעות ספקטרוסקופיית terahertz תחום בזמן 11. metamaterials כאלה סיב...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב / חומרים </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> אינדיום 99.99% תיל, קוטר 1 מ&quot;מ </td><td> התמחות AIM </td><td> על פי דרישה </td><td> <a href="http://www.aimspecialty.com" target="_blank">www.aimspecialty.com</a> <a href="http://www.aimspecialty.com/Portals/0/Files/Indium.pdf" target="_blank">http://www.aimspecialty.com/Portals/0/Files/Indium.pdf</a> </td></tr><tr><td> 2-Propanol (Isopropanol) </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> מספר מוצר 190764 </td><td> <a href="http://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/products.html?TablePage=17292086" target="_blank">http://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/products.html?TablePage=17292086</a> </td></tr><tr><td> דבק </td><td> סטייפלס </td><td></td><td></td></tr><tr><td> קלטת אחת הגלישה PTFE, 5 המ&quot;ל x 12 x 0.2 MMW MMT </td><td> RS רכיבים </td><td> מספר נייר RS 231-964 </td><td> <a href="http://uk.rs-online.com/web/p/ptfe-tapes/0231964/" target="_blank">http://uk.rs-online.com/web/p/ptfe-tapes/0231964/</a> </td></tr><tr><td> קלטת רדיד אלומיניום 50 מיקרון </td><td> קידום קלטות דבקות </td><td> AT506 </td><td> <a href="http://www.advancetapes.com/Products/types/9/page1/81" target="_blank">http://www.advancetapes.com/Products/types/9/page1/81</a> </td></tr><tr><td> Blu-tak </td><td> Bostik </td><td></td><td> <a href="http://www.blutack.com/index.html" target="_blank">http://www.blutack.com/index.html</a> </td></tr><tr><td> Araldite סט מהיר </td><td> Selleys </td><td></td><td> <a href="http://selleys.com.au/adhesives/household-adhesive/araldite/quick-set" target="_blank">http://selleys.com.au/adhesives/household-adhesive/araldite/quick-set</a> </td></tr><tr><td> צינורות PMMA: - זיהוי 6 מ&quot;מ, 12 מ&quot;מ OD - זיהוי 9 מ&quot;מ, 12 מ&quot;מ OD </td><td> B &amp; M פלסטיקה: ייצור פלסטיק </td><td> על פי דרישה </td><td> <a href="http://www.bmplastics.com.au/about-us.htm" target="_blank">http://www.bmplastics.com.au/about-us.htm</a> </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> דרישות ציוד </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td><ul style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיקו מגדל סיב עם תנורים של טמפרטורות מקסימום של לפחות 200 מעלות צלזיוס (Heathway פולימר הגרלת מגדל עם preform ומתקנים לצייר Fibre). תצלום של תיקו המגדל מוצג באיור 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תנור חישול של טמפרטורות מקסימום של לפחות 90 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיקרוסקופ אופטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אקדח אוויר חם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משאבת ואקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מאריך preform למעלה (צינור מתכת באורך 30 סנטימטר וקוטר מ&quot;מ 12). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגרלה ראשיתמאריך תחתון (צינור מתכת באורך 100 סנטימטרים ובקוטר מ&quot;מ 12). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מאריך משני תיקו תחתון (PMMA צינור באורך סנטימטר וקוטרו 20 מ&quot;מ 12). </li></ul></td></tr></tbody></table>

fabricating metamaterials using the fiber drawing method

Metamaterials הם חומרי מעשה ידי אדם מורכב, מפוברקים על ידי הרכבת רכיבים קטנים בהרבה מאורך הגל שבו הם פועלים 1. הם חייבים תכונות האלקטרומגנטיות שלהם למבנה של בוחריהם, במקום את האטומים המרכיבים אותם. לדוגמה, חוטי מתכת משנה גל ניתן לארגן להחזיק permittivity חשמלי יעיל שהוא חיובי או שלילי בתדר נתון, בניגוד למתכות עצמן 2. שליטה חסרת תקדים זה על התנהגותו של אור יכולה להוביל למספר המכשירים שלו, כגון גלימות היעלמות 3, חומרים שבירים שליליים 4, ועדשות שיפתרו אובייקטים מתחת לגבול ההשתברות 5. עם זאת, metamaterials הפועל בתדרים אופטיים, אינפרא אדומים באמצע וterahertz עשוי קונבנציונלי באמצעות ננו וטכניקות ייצור המייקר שהנן יקרים ולייצר דגימות שנמצאות ברוב מעטי CENtimetres בגודל 6-7. כאן אנו מציגים שיטת ייצור כדי לייצר מאה מטרים של חוט המתכת metamaterials בצורת סיבים, אשר מפגינה תגובת plasmonic terahertz 8. אנו משלבים ולצייר ערימה-טכניקה המשמשת ליצירת סיבים אופטיים פולימר microstructured 9 עם תהליך טיילור תילי 10, באמצעות חוטי אינדיום בתוך polymethylmethacrylate צינורות (PMMA). PMMA נבחר משום שהוא קל לטפל, דיאלקטרי drawable עם תכונות אופטיות מתאימות באזור terahertz; אינדיום כי יש לו טמפרטורת התכה של 156.6 ° C שמתאים לcodrawing עם PMMA. אנו כוללים חוט אינדיום בקוטר 1 מ&quot;מ ו99.99% טוהרים בצינור בקוטר PMMA 1 מ&quot;מ פנימי (ID) וקוטר 12 מ&quot;מ מחוץ (OD) אשר נחתם בקצה אחד. הצינור פונה ונמשך מטה לקוטר חיצוני של 1.2 מ&quot;מ. אז סיבי התוצאה הוא לחתוך לחתיכות קטנות יותר, וערמו לתוך צינור PMMA גדול יותר. מערך זה הוא חתום באחדסוף והאכיל אותו לתוך כבשן בעוד נמשכים במהירות, צמצום הקוטר של המבנה על ידי גורם של 10, והגדלת האורך בפקטור של 100. סיבים כאלה בעלי תכונות על מייקרו וננו הסולם, מטבעם גמישים, המוני הפקה, ויכול להיות ארוג להפגין תכונות אלקטרומגנטיות שאינה נמצאות בטבע. הם מייצגים פלטפורמה מבטיחה למספר מכשירי רומן מterahertz לתדרים אופטיים, כגון סיבים בלתי נראים, מטליות קדם שבירות שליליות ארוגות, ועדשות סופר פתרון.

סיבי metamaterial הופקו באמצעות הטכניקה שתוארה. הם הורכבו מpreform של 1 מ&quot;מ PMMA סיבים המכילים 100 חוטי אינדיום רציפים קוטר מיקרומטר, שמוצגים באיור 2, אשר בתורו את עצמם נמשכים מpreform של 1 מ&quot;מ חוטי אינדיום כלולים בתוך מעייל 10 מ&quot;מ פולימר, שהופק על ידי מנגב צינורות פולימר...

Watch this Scientific Journal Video about Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method at JoVE.com

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials בתדרי terahertz להציע הזדמנויות ייחודיות, אבל הם מאתגרים לפברק בתפזורת. אנחנו מתאימים את הליך הייצור לסיבים אופטיים פולימר microstructured בזול כדי להמציא metamaterials פוטנציאל בקנה מידה תעשייתי. אנו מייצרים סיבי polymethylmethacrylate המכילים ~ 10 חוטי אינדיום קוטר מיקרומטר מופרדים על ידי ~ 100 מיקרומטר, שמציג תגובת plasmonic terahertz.

Metamaterials בודה בשיטת ציור הסיבים

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Colloidal Synthesis of Nanopatch Antennas for Applications in Plasmonics and Nanophotonics

סינתזה קולואיד של אנטנות Nanopatch עבור יישומים plasmonics ו Nanophotonics

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

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

המצאה של מהודי טבעת פיצול Nanopillar מבוסס על התזוזה נוכחית מתווכת רזוננסים ב Metamaterials Terahertz

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

Installation Method to Enhance Quality Control for Fiber Reinforced Polymer Spike Anchors

שיטת התקנה כדי לשפר את בקרת איכות עבור סיבים מחוזק פולימר ספייק עוגנים

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they ...

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

בדיית משטחים תגובתי עם מברשת, תפור סרטים של פולימרים שיתוף בלוק Azlactone-Functionalized

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

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

הגישה של צעד אחד בדיית Polydimethylsiloxane Microfluidic אפיקי מקטעים גיאומטריים שונים בתהליכים רציפים איכול רטוב

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

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

עיצוב, ייצור של סיב אופטי עשויים מים

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with ...

Drawing and Hydrophobicity-patterning Long Polydimethylsiloxane Silicone Filaments

ציור, Hydrophobicity-המתבנת הרבה חוטים Polydimethylsiloxane סיליקון

Polydimethylsiloxane (PDMS) silicone is a versatile polymer that cannot readily be formed into long filaments. Traditional spinning methods fail because ...

Fabricating van der Waals Heterostructures with Precise Rotational Alignment

בדיית ואן דר ואלס הטרובנים עם יישור סיבוב מדויק

In this work we describe a technique for creating new crystals (van der Waals heterostructures) by stacking distinct ultrathin layered 2D materials. We ...

Fabrication of a Fabry-P&#233;rot Etalon for Application in Trace-Gas Spectroscopy

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

ייצור אטאלון פברי-פרוט בעלות נמוכה, מצומד סיבים ומרווח באוויר

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