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

מחקר זה נתמך על ידי משרד המדע, הטכנולוגיה & שטח; ICore: המרכז הישראלי למצוינות "עיגול של אור" מענק מס 1802/12, על ידי קרן המדע הישראלי מענק מס 2013/15. המחברים מודים טנקוס הילה קרן (קאט) על העריכה מועיל.

התראה: הניסוי הזה כרוך במתח גבוה. . זאת האחריות של הקורא כדי לוודא עם הרשויות בטיחות כי הניסוי שלהם בעקבות תקנות לפני הפעלת מתח גבוה
הערה: כל סוג של נוזל הקוטב יכול להיות מנוצל כדי לייצר סיבים נוזלי, כגון אתנול, מתנול, אצטון או מים. הקוטביות של הנוזל מכתיב את היציבות ואת קוטר של...

<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>

לסיכום, היתרונות ואת ייחודו של טכניקה זו היא יצירת סיבים המארח שלושה סוגים שונים של גלי: נימי, אקוסטי, אופטי. כל שלושת הגלים נעים תחת משטרים שונים, פתח לאפשרות לגלאי מרובת גל. לדוגמה, חלקיקים באוויר להשפיע את מתח הפנים של נוזלים. כבר בשלב הנוכחי, זה אפשרי לעקוב אחר השינויים מתח הפנים דרך בוור?...

מאז פריצת הדרך של סיבים אופטיים בתקשורת, זכה בפרס נובל בשנת 20091, שורה של יישומים מבוססי סיבים גדל לצד. כיום, סיבים הם הכרח ניתוחי לייזר2, וכן קוהרנטי רנטגן דור3,4, מונחה-צליל5 ו supercontinuum6. באופן טבעי, המחקר על סיבים אופטיים מורחבת של ניצול מוצקים לתוך ניצול נוזלים להדרכת גל אופטי, איפה microchannels מלאות נוזל, זרימה שכבתית לשלב את מאפייני התחבורה של נוזל עם היתרונות של אופטי החקירה7,8,9. עם זאת, התקנים אלה תהדק את הנוזל בין מוצקים, לכן, אוסר את זה כדי להביע את אופי גל משלו, המכונה גל נימי.
צינור קפילר גלים, דומים לאלה לראות כאשר יידה אבן לתוך בריכה, הם גל חשוב בטבע. עם זאת, בשל הקשיים של שליטה נוזל בלי לשבור את פני השטח שלו דרך ערוצי או מוצקים, הם בקושי מנוצלים עבור זיהוי או יישום. לעומת זאת, המכשיר הוצג פרוטוקול זה יש גבולות מוצק; הוא מוקף, זורם באוויר, המאפשר, לכן, גלים נימי לפתח, להפיץ ולקיים אינטראקציה עם אור.
ליצור סיבים המים, יש צורך לחזור טכניקה המכונה גשר צף במים, דיווח ב- 189310, שבו שני ספלים מלאים מים מזוקקים, מחובר למקור מתח גבוה יהוו מים fluidic, חוט כמו החיבור ביניהם11. גשרים מים יכולים להגיע גם עד באורך של 3 ס מ12 או להיות רזה כמו 20 nm13. לגבי המקור הפיזי, הוכח כי השטח מתיחויות, כמו גם כוחות מבודד, הם שניהם אחראי על נושא של הגשר משקל14,15,16. כדי להפעיל את הגשר מים כמו סיבים מים, אנחנו זוג אור עם17,סיבים סיליקה adiabatically מחודדות18 , החוצה עם סיליקה סיבים עדשה19. מתקן כזה יכול לארח גלים אקוסטיים, נימי, אופטי, שהופך אותו יתרון בגלאי הגלים מרובות ויישומים22 21,מעבדה על שבב20,.

<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

בדו ח זה, סיב אופטי אשר הליבה מורכבת אך ורק מים, בעוד חיפוי אוויר, הוא מעוצב ומיוצר. לעומת מכשירים מוצק-חיפוי, תנודות נימי אינם מוגבלים, המאפשר את הקירות סיבים להזיז רטט. הסיבים הוא נבנה על ידי מתח גבוה זרם ישר (DC) של כמה אלפי וולט (kV) בין שני מאגרי מים שיוצרת חוט צף במים, המכונה גשר מים. דרך הבחירה של micropipettes, זה אפשרי לשלוט את קוטר מקסימלי ואורך הסיבים. לשלוחות סיב אופטי, משני צידי הגשר, להפעיל אותו כמו גלבו אופטי, ומאפשר לחוקרים לפקח על הגלים הגוף נימי סיבים מים דרך שידור אפנון ו, לכן, והולמס שינויי מתח.
שיתוף באמצעות כליאת גל חשוב לשני סוגים, נימי, אלקטרומגנטית, נפתח מסלול חדש של מחקר ביחסי הגומלין בין אור ומכשירי נוזלי-קיר. Microdevices עם קירות מים, רכים פי מיליון מאשר מקביליהם מוצק, בהתאם לשיפור תגובת כוחות דקה.

היעילות צימוד מסיב מים לסיב כינוייהם מאוד יכול להיות גבוה ככל 54%25,26. היעילות צימוד לסיב במצב יחיד היא עד 12%25,26. סיבי המים יכול להיות רזה כמו 1.6 מיקרומטר בקוטר יכול להיות באורך של25,46 מיקרומטר ...

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

עיצוב, ייצור של סיב אופטי עשויים מים

פרוטוקול זה מתאר את תכנון וייצור של גשר מים והפעלה שלה כמו סיבים מים. הניסוי מדגים כי נימי מגנטיים של סיבי מים לווסת את התשדורת אופטי.

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 ...

שיטה זו מתארת את יצירתו של גשר מים ואת תפעולו כסיבי מים. סיבי המים אין חומר מעונן והוא צף בחופשיות באוויר. המשמעות של סיבי המים היא שהיא מגבילה במשותף גלים נימיים ואלקטרומגנטיים ולכן פותחת מגרש משחקים חדש למחקר באינטראקציות בין מכשירי בארות קלות ונוזליות.השג שתי לוחות PMMA כדי להפוך את המאגרים. חותכים כל צלחת לאותו גודל ומקדחים חללים בצד אחד של כל אחד בדוגמאות משולשות. החללים צריכים להיות בקוטר של שבעה מילימטרים ובעומק של 8 מ"מ.הדבק מגנטים מחבר לתוך כל החללים בכל צלחת. כאשר נעשה, להפוך את הצלחות מעל כך המגנטים נמצאים בתחתית. לאחר מכן, צור מהדק פיפטה עבור כל צלחת.עבור מהדק, לחתוך חתיכת PMMA ולהדביק שני מגנטים כדי להתאים את המגנטים של מאגר. הפוך מחבר חשמלי עבור כל צלחת על ידי עטיפת מגנטים בנייר כסף מתכתי. נקו היטב את כל האזורים והמחברים בכל מאגר עם אלכוהול ומים דה-מיונים.מכה לייבש את המשטחים עם חנקן. לכסות את מאגרי המים ואת כל המהדקים עם קלטת PTFE, כדי למנוע דליפות. עכשיו, הר מאגר אחד על חמש דרגות של חופש מיקרו מיקום שלב.להדמיה, מקם את שני המאגרים תחת מיקרוסקופ אופטי עם יעד שדה רחוק. מאחורי כל מאגר, הגדר מהדקי סיבים אופטיים על שלבי תרגום ליניאריים. קבל סיבים חד-מצביים להמצאת המחדד.בנוסף, קבל את micropipette שנבחר לניסוי. השתמש חשפנית סיבים לחשוף 10 עד 15 מילימטרים של סיבים חשופים. לאחר ניקוי הקצה המופשט של הסיבים, להשחיל אותו דרך micropipette.לאחר מכן, קח את הסיבים לתחנה מתחדדת. מסדרים למשוך את קטע הסיבים משני הצדדים בשש מאיות של מילימטר לשנייה. בעת משיכה, השתמש בלהבת מימן כדי להתחדד הסיבים מתחת לקריטריונים של מצב יחיד.מכבים את הלהבה, ואז מגבירים בזהירות את המתח בסיבים עד שהיא נשברת בנקודה הדקה ביותר שלה. השיפוע לשימוש כמזוג אופטי צריך להיות קטן יותר מאחד מעל 20. עכשיו, פנה לייצור מזוג עדשות הסיבים.זה דורש 1, 550 אנימטרים סיבים במצב יחיד עם קצה חשוף יחד עם micropipette השני שנבחר לניסוי. מעבירים את קצה הסיבים המנוקים דרך המיקרופיט. לאחר מכן, לקחת את הסיבים ש splicer היתוך חשמלי למקם את הקצה החשוף בפנים.מחממים את הקצה עד שסיבי הזכוכית הופכים לנוזלים. עצור לאחר הזכוכית הופך נוזלי ויוצר צורה מעוגל, עדשת סיבי זכוכית. בשלב זה, להרכיב את האלמנטים של המנגנון.התחל עם המאגר בשלב המיקום. מקם את micropipette עם 1, 550 סיבים אנימטר כך קצה אחד הוא באזור המאגר. אבטח אותו עם מהדק PMMA.ודא כי עדשת סיבי הזכוכית נמצאת מתחת למיקרוסקופ. יש את הקצה השני של הסיבים יחד עם מד כוח מהודק לשלב תרגום ליניארי. על המאגר השני, מהדקים את המיקרופיט ואת הסיבים החרוכים במקום עם הקצה התחדד מתחת למיקרוסקופ.הקצה השני שלה צריך גם להיות מהודק לשלב תרגום ליניארי יחד עם לייזר גל רציף 780 ננומטר. עכשיו, למלא את המאגרים במים deionized. כל מאגר יכול להכיל 100 עד 300 מיקרוליטרים.ודא כי אין בועות באף אחד micropipettes. כוונן את מיקום המיקרו כדי ליצור מגע נוזלי בין המיקרופיטים. תמונה זו מספקת דוגמה למגע נוזלי.המשך לאחר אישור הקשר. עוד להתאים את הסיבים ואת מיקום מיקרו כדי להשיג שידור של אור לייזר. לעשות זאת על ידי החדרת מזוגות סיבים לתוך סיבי המים.יישור המערכת אינו פשוט כפי שהוא נראה. סיבי המים והמיזמים אינם נמשכים זה לזה. כדי להשיג שידור טוב, יש לדחוף את המיזמים בכוח לתוך סיבי המים.עבור חיבורים חשמליים, מקם את המחברים המגנטיים בכל מאגר. הם צריכים להיות מאובטחים מגנטית ונייר הכסף שלהם צריך להיות מלחצי תנין במקום. השתמש בכבלי חשמל כדי לחבר את המהדקים למסופי מקור מתח גבוה.ברגע שהכל מוכן, לאט להגדיל את המתח. התאימו את שלב מיקום המיקרו כדי להגדיל לאט את המרחק בין המיקרופיטים. לאחר מכן, בצע מדידת הספק כדי לקבוע את יעילות הצימוד ולאחר מכן נתק את מד הכוח.במקומו, חבר מקלט צילום למחבר סיבי הפלט. הצג את הפלט של מקלט התמונה על אוסצילוסקופ. שיא מדידות מעקב זמן של האור המועבר המייצג את תנודות סיבי המים נימי.השתמש בהגדרת מיקרוסקופ התצוגה העליונה כדי לאפיין את הגיאומטריה של סיבי המים. סיבים המיוצרים בשיטה זו יכולים להיות באורך של מילימטר אחד בקוטר של כ-40 מיקרומטר. הם יכולים להיות גם כ 50 מיקרומטר אורך עם קוטר של כ 1.5 מיקרומטר.מדידת צבע פלואורסצנטית זו מאשרת העברת אור דרך נפח סיבי המים. מדידה נוספת מדגימה פיזור פני השטח עקב גלים נימיים בגבול הפאזה הנוזלית של סיבי המים. ההשלכות של טכניקה זו משתרעות לכיוון גלאי גלים רבים.הגלאים הנוכחיים משתמשים בסוג אחד של גל. סיבי המים מארחים שלושה סוגים שונים של גלים, נימי, אקוסטי ואופטי, אשר יכולים להחליף אנרגיה ולחקור אחד את השני. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לשים לב לייצור של מיזמים אופטיים.כמו כן, הפעלת הניסוי כרוכה בסיכון של שבירה או פגיעה מזוגות סיבים מחודדים, מכנית או דרך קשת חשמלית. בדרך כלל, אנשים חדשים בשיטה זו ייאבקו כי התנגדות גבוהה למים חשמליים חיונית לניסוי זה. אפילו כמויות קטנות של יונים בנוזל יגרמו לקריסת גשר המים.אל תשכח כי עבודה עם מתח גבוה ואור לייזר גבוה יכול להיות מסוכן מאוד אמצעי זהירות, כגון התקעה חשמלית נכונה והגנה על העיניים, תמיד צריך להילקח בעת ביצוע הליך זה.

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

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 ...

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

עיצוב, ייצור, וניסויית אפיון של פולטי Terahertz פוטו Plasmonic

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

ייצור ואפיון של סיבים אופטיים הפרעות פולימר ללוקליזציה רוחבית אנדרסון אור

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

דפוסים באמצעות מעברי Saturable אופטיים - ייצור ואפיון

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

ייצור ותפעול של מסוע ננו-אופטי

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

ייצור של פולימרים microspheres עבור מהוד אופטי ויישומי לייזר

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

ייצור של תא אופטי מייבש עבור התאים Spectroscopic ניתוח

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

בעלות נמוכה ייצור מותאם אישית ומצב-הפעלה נעולה של כל נורמלי-נפיצה לייזר סיבים שנייה עבור מיקרוסקופ רב פוטון

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

ייצור ועיצוב עץ מבוסס ביצועים גבוהים מרוכבים

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

מדידה של צורות מצב כלדני בשיטת מנוף אופטי

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