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

Esta pesquisa foi apoiada pelo Ministério israelense da ciência, tecnologia e espaço; ICore: o centro de excelência israelense 'Círculo de luz' conceder n º 1802/12 e pela Fundação de ciência israelense conceder n º 2013/15. Os autores graças a Karen Adie Tankus (KAT) para a edição útil.

Atenção: Este experimento envolve alta tensão. É responsabilidade do leitor para verificar com as autoridades de segurança que o experimento segue regulamentos antes de ligar a alta tensão.
Nota: Qualquer tipo de líquido polar pode ser utilizado para produzir fibras de líquidos, tais como etanol, metanol, acetona ou água. A polaridade do líquido dita a estabilidade e o diâmetro do fibra criado23,24. Para melhores resultados,...

<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>

Para concluir, a grande vantagem e a singularidade desta técnica é criar uma fibra que abriga três diferentes tipos de ondas: capilar, acústico e óptico. Todas as três ondas oscilam em diferentes regimes, abrindo a possibilidade para detectores de multi-ondas. Como exemplo, nanopartículas no ar afetam a tensão superficial dos líquidos. Já na fase atual, é possível monitorar alterações na tensão de superfície através de variações no eigenfrequency capilar. Além disso, dispositivos de paredes de água s...

Desde a descoberta de fibras ópticas em comunicação, premiado com um Nobel de 20091, uma série de aplicativos baseados em fibra cresceu ao lado. Hoje em dia, as fibras são uma necessidade em cirurgias com laser2, além de coerente raio x geração3,4, guiado-som5 e supercontinuum6. Naturalmente, a pesquisa sobre fibra óptica expandida de utilizando sólidos em líquidos para guiar de onda óptica, onde microcanais cheio de líquido e fluxo laminar combinam as propriedades de transporte de um líquido com as vantagens da óptica a explorar interrogatório de8,7,9. No entanto, esses dispositivos fixar o líquido entre sólidos e, portanto, proíbem-lo de expressar seu próprio caráter de onda, conhecido como onda capilar.
Ondas capilares, semelhantes aos observados quando jogar uma pedra num lago, são uma importante onda na natureza. No entanto, devido os obstáculos de controlar um líquido sem exorcizar sua superfície através de canais ou sólidos, eles quase não são utilizados para detecção ou aplicativo. Em contraste, o dispositivo apresentado neste protocolo não tem sólidas limites; é cercada por e fluxos de ar, permitindo, portanto, ondas capilares desenvolver, propagam e interagirem com a luz.
Para fabricar uma fibra de água, é necessário voltar a uma técnica conhecida como a ponte de água flutuante, relatada pela primeira vez em 189310, onde dois copos cheios de água destilada e conectem a uma fonte de alta tensão irá formar uma água fluídico, como fio conexão entre os11. Pontes de água podem chegar até um comprimento de 3 cm12 ou ser tão finas quanto 20 nm13. Quanto à origem física, ficou demonstrado que as tensões de superfície, bem como forças dielétricas, são ambos responsáveis pela execução peso14,15,16 da ponte. Para ativar a ponte de água como uma fibra de água, nós casal luz com uma fibra de sílica adiabaticamente cônico17,18 e sair com uma sílica fibra lente19. Tal dispositivo pode hospedar ondas ópticas, acústicas e capilares, tornando-se vantajoso para detectores de multi-ondas e lab-on-chip20,21,22 aplicações.

<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

Neste relatório, uma fibra óptica de que o núcleo é feito exclusivamente de água, enquanto que o revestimento é ar, é projetado e fabricado. Em contraste com o revestimento sólido dispositivos, oscilações capilares não são restritas, permitindo que as paredes de fibra mover e vibrar. A fibra é construída por uma tensão de alta corrente contínua (CC) de vários milhares de volts (kV) entre dois reservatórios de água cria um thread de água flutuante, conhecido como uma ponte de água. Através da escolha de micropipetas, é possível controlar o diâmetro máximo e comprimento da fibra. Acopladores de fibra óptica, em ambos os lados da ponte, ativá-lo como um waveguide ótico, permitindo que os pesquisadores monitorar as ondas de corpo capilar de fibra de água através da modulação da transmissão e, portanto, deduzir mudanças na tensão superficial.
Confinar co dois tipos importantes de onda, capilares e eletromagnéticos, abre um novo caminho de pesquisa nas interações entre a luz e dispositivos de líquido-parede. Microdevices paredes de água são um milhão de vezes mais macios do que suas contrapartes sólidos, consequentemente, melhorando a resposta ao minutos forças.

A eficiência de acoplamento de uma fibra de água para uma fibra altamente multimoda pode ser tão elevada como 54%25,26. A eficiência de acoplamento para uma fibra de modo único é 12%25,26. Fibras de água podem ser tão finas quanto 1,6 µm de diâmetro e podem ter um comprimento de 46 µm (Figura 3)25,...

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

Projeto e fabricação de uma fibra óptica feito de água

Este protocolo descreve a concepção e o fabrico de uma ponte de água e sua ativação como uma fibra de água. A experiência demonstra que as ressonâncias capilares da fibra água modulam sua transmissão óptica.

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 ...

Este método descreve a criação de uma ponte de água e sua atuação como uma fibra de água. A fibra de água não tem material nublado e está flutuando livremente no ar. O significado da fibra de água é que ela co-limita ondas capilares e eletromagnéticas e, portanto, abre um novo playground para pesquisas nas interações entre dispositivos de poços leves e líquidos.Obtenha duas placas pmma para fazer os reservatórios. Corte cada placa para o mesmo tamanho e fure cavidades em um lado de cada um em padrões triangulares. As cavidades devem ter sete milímetros de diâmetro e oito milímetros de profundidade.Cole ímãs conectores em todas as cavidades de cada placa. Quando terminar, vire as placas para que os ímãs estejam na parte inferior. Em seguida, crie um grampo de pipeta para cada placa.Para um grampo, corte um pedaço de PMMA e cole dois ímãs para combinar com os ímãs de um reservatório. Faça um conector elétrico para cada placa embrulhando ímãs em papel alumínio metálico. Limpe minuciosamente todas as áreas e conectores de cada reservatório com álcool e água desionizada.Seque as superfícies com nitrogênio. Cubra os reservatórios de água e todos os grampos com fita PTFE para evitar vazamentos. Agora, monte um reservatório em um estágio de micro posicionamento de liberdade de cinco graus.Para imagem, posicione os dois reservatórios sob um microscópio óptico com um objetivo de campo distante. Atrás de cada reservatório, configure grampos de fibra óptica em estágios de tradução linear. Obtenha fibra de modo único para fabricar o acobrador afilado.Além disso, obter a micropipette escolhida para o experimento. Use uma stripper de fibra para expor de 10 a 15 milímetros da fibra nua. Depois de limpar a extremidade despojada da fibra, enfie-a através da micropipette.Em seguida, leve a fibra para uma estação de afunilamento. Disponha para puxar o segmento de fibra de ambos os lados a seis centésimos de milímetro por segundo. Durante a puxar, use uma chama de hidrogênio para afunilar a fibra abaixo dos critérios de modo único.Desligue a chama e aumente cuidadosamente a tensão na fibra até que ela se rompa no seu ponto mais fino. A inclinação para uso como acotodo óptico deve ser menor que uma sobre 20. Agora, vire-se para fabricar o acobrador de lentes de fibra.Isso requer 1.550 animeters de fibra de modo único com uma ponta exposta, juntamente com uma segunda micropipette escolhida para o experimento. Passe a ponta de fibra limpa através da micropipette. Em seguida, leve a fibra para um emenda de fusão elétrica e coloque a ponta exposta dentro.Aqueça a ponta até que a extremidade da fibra de vidro se torne líquida. Pare depois que o vidro se tornar líquido e formar uma forma arredondada, a lente de fibra de vidro. Neste ponto, monte os elementos do aparelho.Comece com o reservatório no estágio de posicionamento. Posicione a micropipette com a fibra de 1.550 animeter para que uma extremidade esteja na região do reservatório. Fixá-lo com o grampo PMMA.Certifique-se de que a lente de fibra de vidro está sob o microscópio. Tenha a outra extremidade da fibra acoplada a um medidor de potência e presa a um estágio de tradução linear. No outro reservatório, fixar a micropipette e a fibra afilada no lugar com a extremidade afilada sob o microscópio.Sua outra extremidade também deve ser presa a um estágio de tradução linear e acoplada a um laser de onda contínua de 780 nanômetros. Agora, encha os reservatórios com água deionizada. Cada reservatório pode conter de 100 a 300 microliters.Certifique-se de que não há bolhas em nenhum dos micropipettos. Ajuste o micro posicionador para estabelecer um contato fluido entre os micropipetos. Esta imagem fornece um exemplo de contato fluido.Continue assim que o contato for confirmado. Ajuste ainda mais as fibras e o micro posicionador para conseguir a transmissão da luz laser. Faça isso inserindo os acoplamentos de fibra na fibra de água.Alinhar o sistema não é tão simples quanto parece. A fibra de água e os acoplados não são atraídos um pelo outro. Para conseguir uma boa transmissão, é preciso empurrar os acopladores com força para dentro da fibra de água.Para conexões elétricas, coloque os conectores magnéticos em cada reservatório. Eles devem ser magneticamente protegidos e sua folha deve ter grampos de crocodilo no lugar. Use cabos elétricos para conectar os grampos aos terminais de uma fonte de alta tensão.Uma vez que tudo esteja pronto, aumente lentamente a tensão. Ajuste o estágio de micro posicionamento para aumentar lentamente a distância entre os micropipettos. Em seguida, faça uma medição de energia para determinar a eficiência do acoplamento e desconecte o medidor de alimentação.Em seu lugar, conecte um receptor de fotos ao acoturador de fibra de saída. Exibir a saída do receptor de fotos em um osciloscópio. Regiões de rastreamento de tempo recorde da luz transmitida que representa as oscilações da fibra de água capilar.Use a configuração do microscópio de visão superior para caracterizar a geometria da fibra de água. As fibras produzidas com este método podem ser de até um milímetro com um diâmetro de cerca de 40 micrômetros. Eles também podem ter cerca de 50 micrômetros de comprimento com um diâmetro de cerca de 1,5 micrômetros.Esta medição de corante fluorescente confirma a transmissão de luz através do volume de fibra de água. Outra medição demonstra a dispersão da superfície devido às ondas capilares no limite da fase líquida da fibra de água. As implicações dessa técnica se estendem para detectores de ondas multi.Os detectores atuais utilizam um tipo de onda. A fibra de água hospeda três tipos diferentes de ondas, capilares, acústicas e ópticas, que podem trocar energia e interrogar umas às outras. Ao tentar esse procedimento, é importante lembrar de prestar muita atenção à fabricação dos aconteciantes ópticos.Além disso, executar o experimento envolve o risco de quebrar ou danificar os acobradores de fibra afilado, mecanicamente ou através de um arco elétrico. Geralmente, indivíduos novos neste método lutarão porque a alta resistividade da água elétrica é crucial para este experimento. Mesmo pequenas quantidades de íons no líquido farão com que a ponte de água desabará.Não se esqueça que trabalhar com altas tensões e luz laser de alta potência pode ser extremamente perigoso e as precauções, como aterramento elétrico adequado e proteção ocular, devem ser sempre tomadas durante a realização deste procedimento.

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Os metamateriais usando o método de fabricação Desenho de Fibra

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

Engenharia

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

Projeto, fabricação e Experimental Caracterização de plasmônicos Emissores Terahertz Photoconductive

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

Fabricação e caracterização de polímeros desordenados fibras ópticas para Transverse Anderson localização da Luz

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

Patterning via ópticos de saturação Transitions - Fabricação e caracterização

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

Fabricação e operação de uma Correia Transportadora Nano-óptica

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

Fabricação de Microsferas de Polímeros para Resonadores Ópticos e Aplicações Laser

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

Fabricação de uma célula ótica secador para as células de análise espectroscópica

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

Fabricação personalizada de baixo custo e operação bloqueada pelo modo de um laser de fibra femtosecond de dispersão normal para microscopia multifoton

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

Fabricação e design de compósitos de alto desempenho baseados em madeira

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

Medição de formas do modo Chladni com um método de alavanca óptica

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