Name: design and fabrication of an optical fiber made of water
Uploaded: 2018-11-08T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water at JoVE.com

Dit onderzoek werd gesteund door het Israëlische ministerie van wetenschap, technologie & ruimte; ICore: het Israëlische Excellence center 'Cirkel van licht' verlenen nr. 1802/12, en door de Israëlische Science Foundation verleent nr. 2013/15. De auteurs bedanken Karen Adie Tankus (KAT) voor het bewerken van het nuttig.

Let op: Dit experiment houdt hoogspanning. Het is de verantwoordelijkheid van de lezer om te controleren of met de veiligheidsinstanties dat hun experiment regelgeving volgt voordat ik overga op de hoogspanning.
Opmerking: Elke vorm van polar vloeistof kan worden gebruikt voor de productie van vloeibare vezels, zoals ethanol, methanol, aceton of water. De polariteit van de vloeistof dicteert de stabiliteit en de diameter van de gemaakte vezel23,<sup class="xr...

<ol>
	<li>For Groundbreaking Achievements Concerning the Transmission of Light in Fibers for Optical Communication. The Nobel Prize in Physics Available from: <a target="_blank" href="https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2009/press.html">https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2009/press.html</a> (2009)</li><li>Temelkuran, B., Hart, S. D., Benoit, G., Joannopoulos, J. D., Fink, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wavelength-scalable+hollow+optical+fibres+with+large+photonic+bandgaps+for+CO2+laser+transmission.">Wavelength-scalable hollow optical fibres with large photonic bandgaps for CO2 laser transmission.</a> Nature. 420, 650-653 (2002).</li><li>Rundquist, 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+Generation+of+Coherent+Soft+X-rays.">Phase-Matched Generation of Coherent Soft X-rays.</a> Science. 280, 1412-1415 (1998).</li><li>Durfee, C. G., 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=Phase+Matching+of+High-Order+Harmonics+in+Hollow+Waveguides.">Phase Matching of High-Order Harmonics in Hollow Waveguides.</a> Physical Review Letters. 83, 2187-2190 (1999).</li><li>Dainese, 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=Stimulated+Brillouin+scattering+from+multi-GHz-guided+acoustic+phonons+in+nanostructured+photonic+crystal+fibres.">Stimulated Brillouin scattering from multi-GHz-guided acoustic phonons in nanostructured photonic crystal fibres.</a> Nature Physics. 2, 388-392 (2006).</li><li>Dudley, J. M. J., Genty, G., Coen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercontinuum+generation+in+photonic+crystal+fiber.">Supercontinuum generation in photonic crystal fiber.</a> Reviews of Modern Physics. 78, 1135-1184 (2006).</li><li>Wolfe, D. B., 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=Dynamic+control+of+liquid-core/Liquid-cladding+optical+waveguides.">Dynamic control of liquid-core/Liquid-cladding optical waveguides.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , 12434-12438 (2004).</li><li>Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origins+and+the+future+of+microfluidics.">The origins and the future of microfluidics.</a> Nature. 442, 368-373 (2006).</li><li>Ward, J. M., Yang, Y., Chormaic, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+Sensitive+Temperature+Measurements+With+Liquid-Core+Microbubble+Resonators.">Highly Sensitive Temperature Measurements With Liquid-Core Microbubble Resonators.</a> IEEE Photonics Technology Letters. 25, 2350-2353 (2013).</li><li>Fuchs, E. E. C., 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=The+floating+water+bridge.">The floating water bridge.</a> Journal of Physics D: Applied Physics. 40, 6112-6114 (2007).</li><li>Fuchs, E. C., 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=The+Armstrong+experiment+revisited.">The Armstrong experiment revisited.</a> The European Physics Journal Special Topics. 223, 959-977 (2013).</li><li>Sirghi, L., Szoszkiewicz, R., Riedo, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volume+of+a+nanoscale+water+bridge.">Volume of a nanoscale water bridge.</a> Langmuir. 22, 1093-1098 (2006).</li><li>Woisetschl&#228;ger, J., Gatterer, K., Fuchs, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experiments+in+a+floating+water+bridge.">Experiments in a floating water bridge.</a> Experiments in Fluids. 48, 121-131 (2009).</li><li>Widom, A., Swain, J., Silverberg, J., Sivasubramanian, S., Srivastava, Y. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theory+of+the+Maxwell+pressure+tensor+and+the+tension+in+a+water+bridge.">Theory of the Maxwell pressure tensor and the tension in a water bridge.</a> Physical Review E: Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 80, 16301 (2009).</li><li>Aerov, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+the+water+bridge+does+not+collapse.">Why the water bridge does not collapse.</a> Physical Review E. Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 84, 36314 (2011).</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> Optics Letters. 22, 1129 (1997).</li><li>Spillane, S. M., Kippenberg, T. J., Painter, O. J., 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=Ideality+in+a+Fiber-Taper-Coupled+Microresonator+System+for+Application+to+Cavity+Quantum+Electrodynamics.">Ideality in a Fiber-Taper-Coupled Microresonator System for Application to Cavity Quantum Electrodynamics.</a> Physical Review Letters. 91, 43902 (2003).</li><li>Cohen, L. G., Schneider, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microlenses+for+coupling+junction+lasers+to+optical+fibers.">Microlenses for coupling junction lasers to optical fibers.</a> Applied Optics. 13, 89-94 (1974).</li><li>Vollmer, F., 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=Whispering-gallery-mode+biosensing:+label-free+detection+down+to+single+molecules.">Whispering-gallery-mode biosensing: label-free detection down to single molecules.</a> Nature Methods. 5, 591-596 (2008).</li><li>Fainman, Y., Lee, L. P., Psaltis, D., Yang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optofluidics: Fundamentals, Devices, and Applications. , (2010).</li><li>He, L., Ozdemir, S. K., Zhu, J., Kim, W., Yang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detecting+single+viruses+and+nanoparticles+using+whispering+gallery+microlasers.">Detecting single viruses and nanoparticles using whispering gallery microlasers.</a> Nature Nanotechnology. 6, 428-432 (2011).</li><li>Woisetschl&#228;ger, 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=Horizontal+bridges+in+polar+dielectric+liquids.">Horizontal bridges in polar dielectric liquids.</a> Experiments in Fluids. 52, 193-205 (2011).</li><li>Fuchs, E. C., Wexler, A. D., Agostinho, L. L. F., Ramek, M., Woisetschl&#228;ger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methanol,+Ethanol+and+Propanol+in+EHD+liquid+bridging.">Methanol, Ethanol and Propanol in EHD liquid bridging.</a> Journal of Physics: Conference Series. 329, 12003 (2011).</li><li>Douvidzon, M. L., Maayani, S., Martin, L. L., Carmon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+and+Capillary+Waves+Propagation+in+Water+Fibers.">Light and Capillary Waves Propagation in Water Fibers.</a> Science Reports. 7, 16633 (2017).</li><li>. Water Fibers Available from: <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/1609.03362">https://arxiv.org/abs/1609.03362</a> (2016)</li></ol>

Tot slot, het grote voordeel en de uniciteit van deze techniek is het creëren van een vezel die gastheer van drie verschillende soorten golven: capillaire, akoestische en optische. Alle drie golven oscilleren in verschillende regelingen, opent de mogelijkheid voor multi-wave detectoren. Als voorbeeld, invloed airborne nanodeeltjes op de oppervlaktespanning van vloeistoffen. Al in het huidige stadium is het mogelijk om te controleren van wijzigingen in de oppervlaktespanning door variaties in de capillaire eigenfrequenti...

Sinds de doorbraak van optische vezels in communicatie, bekroond met een prijs van Nobel in 20091, groeide een reeks van vezel gebaseerde toepassingen naast. Vezels zijn tegenwoordig een noodzaak in laser chirurgie2, alsmede in coherente X-ray generatie3,4, begeleide-geluid5 en supercontinuum6. Natuurlijk, het onderzoek naar glasvezel uitgebreid met behulp van solids in exploitatie van vloeistoffen voor de begeleiding van de optische Golf, waar vloeistof gevulde microchannels en laminaire flow de eigenschappen van het vervoer van een vloeistof met de voordelen van de optische combineren ondervraging7,8,9. Echter, deze apparaten klem van de vloeistof tussen lichamen, en daarom verbieden te verkondigen zijn eigen karakter van de Golf, bekend als capillaire Golf.
Capillaire golven, vergelijkbaar zijn met die gezien wanneer het gooien van een steen in een vijver, zijn een belangrijke Golf in de natuur. Echter, als gevolg van de hindernissen voor het beheren van een vloeistof zonder demping van het oppervlak door middel van kanalen of vaste stoffen, worden ze nauwelijks gebruikt voor het opsporen of toepassing. In tegenstelling, heeft het apparaat gepresenteerd in dit protocol geen vaste grenzen; het wordt omringd door en stromen in de lucht, waardoor, bijgevolg, capillaire golven te ontwikkelen, uitdragen, en interactie met licht.
Om een water-vezel, is het noodzakelijk om terug te gaan naar een techniek die bekend staat als de brug zwevende water eerst gemeld in 189310, waar twee bekers gevuld met gedestilleerd water en verbonden met een hoogspanningsstation bron zullen vormen een fluidic, water draad-achtige verbinding tussen deze11. Water bruggen kunnen oplopen tot een lengte van 3 cm12 of worden zo dun als 20 nm13. Wat betreft de fysieke oorsprong, heeft het aangetoond dat oppervlak spanningen, evenals diëlektrische krachten, zijn beide verantwoordelijk voor de uitvoering van de brug gewicht14,15,16. U activeert de brug van water als een water-vezel, we paar licht met een adiabatically taps toelopende silica vezel17,18 en uit met een siliciumdioxide vezel lens19. Een dergelijk apparaat kunt optische, akoestische en capillaire golven, waardoor dit voordelige voor multi-wave detectoren en lab-on-chip20,21,22 toepassingen hosten.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1035">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td align="left" height="21" style="height:21px;width:497px;">Deioniyzed Water&#160;</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td align="left" style="width:167px;">18MOhm resistance</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td align="left" height="21" style="height:21px;width:497px;">Micropipettes, Borosilicate Glass, round, inner diameter 850 micron</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Produstrial.com</td>
			<td align="left" style="width:119px;">#133260</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td align="left" height="21" style="height:21px;width:497px;">Micropipettes, Borosilicate Glass, round, inner diameter 150 micron</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Produstrial.com</td>
			<td align="left" style="width:119px;">#133258</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td align="left" height="21" style="height:21px;width:497px;">High voltage, low current source, 3kV with 5 mA.</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Bertan</td>
			<td align="left" style="width:119px;">Model 215</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td align="left" height="21" style="height:21px;width:497px;">High voltage, low current source,&#160; 8 kV with 0.25 mA.</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Home build</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td align="left" height="21" style="height:21px;">Optical fiber</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Corning</td>
			<td align="left" style="width:119px;">HI 780 C</td>
			<td align="left">5 meter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td align="left" height="21" style="height:21px;">Optical fiber</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Thorlabs</td>
			<td align="left" style="width:119px;">FTO 30</td>
			<td align="left">5 meter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td align="left" height="21" style="height:21px;">Optical fiber</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Thorlabs</td>
			<td align="left" style="width:119px;">FTO 30</td>
			<td align="left">5 meter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#160;Fiber coupled laser</td>
			<td align="left" style="width:252px;">FIS</td>
			<td align="left" style="width:119px;">SMF 28E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td align="left" height="21" style="height:21px;width:497px;">Photoreceiver</td>
			<td align="left" style="width:252px;">New Port/ New Focus</td>
			<td align="left" style="width:119px;">1801-FS</td>
			<td align="left">with fiber connection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td align="left" height="21" style="height:21px;">Oscilloscope</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Agilent Technologies</td>
			<td align="left" style="width:119px;">DSO-X 3034A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td align="left" height="21" style="height:21px;">2 Degree of freedom tilt stagestage</td>
			<td align="left" style="width:252px;">New Port/ New Focus</td>
			<td align="left" style="width:119px;">M-562F-TILT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:497px;">3Degree of freedom linear micro translation stage&#160;&#160;</td>
			<td align="left" style="width:252px;">New Port/ New Focus</td>
			<td align="left" style="width:119px;">M-562F-XYZ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:497px;">A set of magnets</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:497px;">Objective 5X</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Mitutoyo&#160;</td>
			<td align="left" style="width:119px;">MY5X-802</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:497px;">Objective 20 x</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Mitutoyo&#160;</td>
			<td align="left" style="width:119px;">MY20X-804</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:497px;">Zoom</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Navitar</td>
			<td align="left" style="width:119px;">12x Zoom</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:497px;">Microscope tube</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Navitar</td>
			<td align="left" style="width:119px;">1-6015 standard tube</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:497px;">Isopropanol</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Sigma Aldrich</td>
			<td align="left" style="width:119px;">67-63-0</td>
			<td align="left">Spec Grad</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:497px;">2 x Bare Fiber holder</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Thorlabs</td>
			<td align="left" style="width:119px;">T711-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:497px;">2 x Translational Stage</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Thorlabs</td>
			<td align="left" style="width:119px;">DT12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:497px;">Block of PMMA for fabricating the water reservoir and pipette holder</td>
			<td style="width:252px;"></td>
			<td align="left" style="width:119px;"></td>
			<td align="left">150 x 60 x 10 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:497px;">PTFE-Tape</td>
			<td align="left" style="width:252px;">Gufero</td>
			<td align="right" style="width:119px;">240453</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:497px;">Fiber coupled, cw Laser Light Source</td>
			<td align="left" style="width:252px;">New Port/ New Focus</td>
			<td align="left" style="width:119px;">TLB-6712</td>
			<td align="left">765-781 nm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design and fabrication of an optical fiber made of water

In dit verslag, een optische vezel waarvan de kern bestaat uitsluitend uit water, terwijl de bekleding lucht is, is ontworpen en geproduceerd. In tegenstelling tot solid-bekleding apparaten zijn capillaire trillingen niet beperkt, waardoor de vezel muren te verplaatsen en te trillen. De vezel is opgebouwd door een hoge gelijkspanning (DC) spanning van enkele duizenden volt (kV) tussen twee waterreservoirs waarmee een zwevende water draad, bekend als een water-brug. Door de keuze van micropipetten is het mogelijk om te bepalen van de maximale diameter en de lengte van de vezel. Optische vezel couplers, aan beide zijden van de brug, activeren als een optische waveguide, waardoor onderzoekers om te controleren de water vezel capillaire lichaam golven door transmissie modulatie en, dus, veranderingen in de oppervlaktespanning afleiden.
Twee belangrijke golf types, capillaire en elektromagnetische, mede te beperken, wordt een nieuw pad van onderzoek in de interacties tussen licht en vloeistof-muur apparaten geopend. Water-ommuurde microdevices zijn een miljoen keer zachter dan hun stevige tegenhangers, dienovereenkomstig verbetering van de respons op minuut krachten.

De efficiëntie van de koppeling van een water-vezel naar een zeer multimode-glasvezel kunnen maar liefst 54%25,26. De efficiëntie van de koppeling naar een single-mode fiber is tot en met 12%25,26. Water vezels kunnen zo dun als 1.6 µm in diameter en kunnen hebben een lengte van 46 µm (Figuur 3)25,<sup cl...

Watch this Scientific Journal Video about Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water at JoVE.com

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

Ontwerp en fabricage van een optische vezel gemaakt van Water

Dit protocol beschrijft het ontwerp en de vervaardiging van een water-brug en de activering als een water-vezel. Het experiment toont aan dat capillaire resonanties van de water-vezel zijn optische transmissie moduleren.

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 ...

Deze methode beschrijft de oprichting van een waterbrug en de bediening ervan als een watervezel. De watervezel heeft geen troebel materiaal en zweeft vrij in de lucht. Het belang van de watervezel is dat het co-beperkt capillaire en elektromagnetische golven en opent daarom een nieuwe speeltuin voor onderzoek in de interacties tussen licht en vloeistof put apparaten.Verkrijg twee PMMA-platen om de reservoirs te maken. Snijd elke plaat op dezelfde grootte en boorholtes aan de ene kant van elk in een driehoekige patronen. De holtes moeten zeven millimeter in diameter en acht millimeter diep zijn.Lijm connector magneten in alle holtes in elke plaat. Draai de platen om zodat de magneten aan de onderkant zitten. Maak vervolgens een pipetklem voor elke plaat.Voor een klem, snijd een stuk PMMA en lijm twee magneten aan de magneten van een reservoir wedstrijd. Maak voor elke plaat een elektrische connector door magneten in metaalfolie te verpakken. Grondig reinigen van alle gebieden en connectoren op elk reservoir met alcohol en gedeïoniseerd water.Blaas de oppervlakken met stikstof. Bedek de waterreservoirs en alle klemmen met PTFE-tape om lekken te voorkomen. Nu, monteer een reservoir op een vijf graden van vrijheid micro positionering stadium.Voor beeldvorming, plaats de twee reservoirs onder een optische microscoop met een ver gebiedsdoelstelling. Achter elk reservoir, het opzetten van glasvezel klemmen op lineaire vertaling fasen. Krijg single-mode vezels voor het fabriceren van de taps toelopende koppeling.Bovendien, krijgen de micropipet gekozen voor het experiment. Gebruik een vezel stripper bloot 10 tot 15 millimeter van de kale vezel. Na het reinigen van de vezel gestript einde, draad het door de micropipet.Breng vervolgens de vezel naar een taps toelopend station. Schik om het vezelsegment van beide kanten bij zes honderdsten van een millimeter per seconde te trekken. Gebruik tijdens het trekken een waterstofvlam om de vezel onder criteria met één modus aan te trekken.Zet de vlam uit en verhoog vervolgens voorzichtig de spanning in de vezel totdat deze op zijn dunste plek breekt. De helling voor gebruik als optische koppeling moet kleiner zijn dan een meer dan 20. Nu, draai aan het vervaardigen van de vezellenskoppeling.Dit vereist 1, 550 animeters single mode vezel met een blootgestelde tip samen met een tweede micropipette gekozen voor het experiment. Geef de gereinigde vezeltip door de micropipet. Neem vervolgens de vezel naar een elektrische fusie splicer en plaats de blootgestelde tip binnen.Verwarm de punt tot het glasvezeleinde vloeibaar wordt. Stop nadat het glas vloeibaar wordt en een afgeronde vorm vormt, de glasvezellens. Op dit punt, monteren van de elementen van het apparaat.Begin met het reservoir op de positioneringsfase. Plaats de micropipet met de 1, 550 animeter vezel, zodat een uiteinde is in het reservoir regio. Zet hem vast met de PMMA klem.Zorg ervoor dat de glasvezellens onder de microscoop ligt. Laat het andere uiteinde van de vezel gekoppeld aan een vermogensmeter en vastgeklemd aan een lineaire vertaalfase. Op het andere reservoir, klem de micropipet en taps toelopende vezel op zijn plaats met de taps toelopende uiteinde onder de microscoop.Het andere uiteinde moet ook worden geklemd aan een lineaire vertaling fase en gekoppeld aan een 780 nanometer continue golflaser. Vul de reservoirs met gedeïsized water. Elk reservoir kan 100 tot 300 microliter bevatten.Zorg ervoor dat er geen bubbels in een van de micropipetten. Pas de micropositioner aan om een vloeiend contact tussen de micropipetten tot stand te brengen. Deze afbeelding geeft een voorbeeld van vloeiend contact.Ga verder zodra het contact is bevestigd. Pas de vezels en micro positioner verder aan om de overdracht van laserlicht te bereiken. Doe dit door het inbrengen van de vezel koppelingen in de watervezel.Het uitlijnen van het systeem is niet zo eenvoudig als het lijkt. De watervezel en de koppelingen voelen zich niet tot elkaar aangetrokken. Om een goede transmissie te bereiken, moet men de koppelingen krachtig in de watervezel duwen.Voor elektrische aansluitingen plaatst u de magnetische connectoren op elk reservoir. Ze moeten magnetisch worden vastgezet en hun folie moet krokodillenklemmen op hun plaats hebben. Gebruik elektrische kabels om de klemmen aan te sluiten op de terminals van een hoogspanningsbron.Zodra alles klaar is, langzaam verhogen van de spanning. Pas de micropositioneringsfase aan om de afstand tussen de micropipetten langzaam te vergroten. Neem vervolgens een vermogensmeting om de koppelingsefficiëntie te bepalen en koppel vervolgens de vermogensmeter los.Sluit in plaats daarvan een foto-ontvanger aan op de output fiber koppeling. Geef de uitvoer van de foto-ontvanger weer op een oscilloscoop. Record tijd sporen metingen van het uitgezonden licht dat de capillaire watervezel oscillaties vertegenwoordigt.Gebruik de bovenste weergave microscoop setup om de geometrie van de watervezel te karakteriseren. Vezels geproduceerd met deze methode kan zo lang zijn als een millimeter met een diameter van ongeveer 40 micrometer. Ze kunnen ook ongeveer 50 micrometer lang zijn met een diameter van ongeveer 1,5 micrometer.Deze fluorescerende kleurstofmeting bevestigt lichtoverdracht door het watervezelvolume. Een andere meting toont oppervlakteverstrooiing als gevolg van capillaire golven op de watervezel vloeibare fase grens. De implicaties van deze techniek breiden zich uit tot multigolfdetectoren.Huidige detectoren maken gebruik van een soort golf. De watervezel herbergt drie verschillende soorten golven, capillaire, akoestische en optische, die energie kunnen uitwisselen en elkaar ondervragen. Tijdens een poging tot deze procedure, is het belangrijk om te onthouden om veel aandacht te besteden aan de fabricage van de optische koppelingen.Ook het uitvoeren van het experiment gaat een risico van het breken of beschadiging van de taps toelopende vezel koppelingen, mechanisch of via een elektrische boog. Over het algemeen, individuen nieuw op deze methode zal worstelen, omdat hoge elektrische water weerstand is cruciaal voor dit experiment. Zelfs kleine hoeveelheden ionen in de vloeistof zal leiden tot de waterbrug instorten.Vergeet niet dat het werken met hoge spanningen en hoogaangedreven laserlicht zeer gevaarlijk kan zijn en voorzorgsmaatregelen, zoals een goede elektrische aarding en oogbescherming, moeten altijd worden genomen tijdens het uitvoeren van deze procedure.

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Fabriceren Metamaterialen Met behulp van de Fiber tekenmethode

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

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

Ontwerp, fabricage en karakterisatie van Plasmonische Fotogeleidende Terahertz emitters

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

Fabricage en karakterisering van wanordelijke polymeer optische vezels voor Transversale Anderson lokalisatie van Licht

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

Patterning via Optical Saturable Transitions - Fabrication and Characterization

Patroonvorming via Optical Verzadigbare Transitions - fabricage en karakterisering

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical ...

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

Fabricage en exploitatie van een Nano-Optical transportband

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

Fabricage van Polymer Microsferen voor Optische Resonator en Laser Applicaties

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

Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells

Fabricage van een optische cel droger voor de analyse van de spectroscopische cellen

Optical cells, which are experimental instruments, are small, square tubes sealed on one side. A sample is placed in this tube, and a measurement is ...

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

Goedkope Custom fabricage en modus-vergrendelde werking van een all-Normal-dispersie Femtosecond Fiber laser voor Multiphoton microscopie

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 and Design of Wood-Based High-Performance Composites

Fabricage en ontwerp van op hout gebaseerde hoogwaardige composieten

Delignified densified wood is a new promising and sustainable material that possesses the potential to replace synthetic materials, such as glass fiber ...

Measurement of Chladni Mode Shapes with an Optical Lever Method

Meting van Chladni-modusvormen met een optische hefboommethode

Quantitatively determining the Chladni pattern of an elastic plate is of great interest in both physical science and engineering applications. In this ...