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

Denna forskning stöddes av den israeliska ministeriet för vetenskap, teknik och utrymme; ICore: det israeliska Excellence Centret 'Circle of Light' bevilja nr 1802/12, och av israeliska Science Foundation bevilja nr 2013/15. Författarna vill tacka Karen Adie Tankus (KAT) för bra redigering.

Varning: Detta experiment innebär högspänning. Det är läsarens ansvar att kontrollera med de säkerhetsansvariga myndigheterna att deras experiment följer reglerna innan du slår på den höga spänningen.
Obs: Någon form av polar vätska kan utnyttjas för att producera flytande fibrer, såsom etanol, metanol, aceton eller vatten. Polariteten av vätskan dikterar den stabilitet och diameter på den skapa fiber23,24. För bästa...

<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>

Avslutningsvis, den stora fördelen och unika med denna teknik skapar en fiber som är värd tre olika sorters vågor: kapillär, akustiska och optiska. Alla tre vågor oscillerar i olika ordningar, öppna möjligheten för flera våg detektorer. Som ett exempel påverkar luftburna nanopartiklar ytspänning vätskor. Redan i det nuvarande skedet är det möjligt att övervaka förändringar i ytspänning genom variationer i den kapillära egenfrekvensen. Dessutom är vatten-walled enheter en miljon gånger mjukare än si...

Sedan genombrottet av optiska fibrer i kommunikation, belönad med Nobelpriset i 20091, växte en rad fiber-baserade program tillsammans med. Fibrer är numera en nödvändighet i laser operationer2samt i sammanhängande röntgen generation3,4, guidade-ljud5 och supercontinuum6. Naturligt, forskning om fiberoptik expanderat från att använda fasta ämnen till att utnyttja vätskor för optisk våg guidning, där vattenfyllda mikrokanaler och laminär kombinerar egenskaperna transport i en vätska med fördelarna med optiska förhör7,8,9. Emellertid, dessa enheter klämma vätskan mellan fasta ämnen och därför förbjuda den att uttrycka sin egen våg karaktär, kallas kapillär våg.
Kapillär vågor, liknande de som setts när du kastar en sten i en damm, är en viktig våg i naturen. Dock på grund av hinder för att kontrollera en vätska utan att dämpa dess yta genom kanaler eller fasta ämnen, är de knappast utnyttjas för upptäckt eller program. Däremot har den enhet som presenteras i detta protokoll inga fasta gränser; Det är omgivet av och flöden i luften, att låta, därför kapillär vågor att utveckla, sprida och interagera med ljus.
För att fabricera en vatten-fiber, det är nödvändigt att gå tillbaka till en teknik som kallas flytande vatten bron, först rapporterats i 189310, där två bägare fylld med destillerat vatten och ansluten till en hög spänning källa kommer att bilda en fluidic, vatten tråd-liknande anslutning mellan dem11. Vatten broar kan nå en längd upp till 3 cm12 eller vara så tunna som 20 nm13. När det gäller fysiska ursprunget, har det visats att ytan spänningar, liksom dielektriska styrkor, är båda ansvarar för bryggans vikt14,15,16. För att aktivera bron vatten som en vatten-fiber, vi par ljus in med en adiabatically avsmalnande kiseldioxid fiber17,18 och ut med en kvarts fiber objektiv19. Sådan enhet kan vara värd akustiska, kapillär och optiska vågor, vilket gör det fördelaktigt för flera våg detektorer och lab-on-chip20,21,22 program.

<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

I detta betänkande, en optisk fiber som kärnan görs enbart av vatten, medan beklädnad är luft, har utformats och tillverkats. I motsats till solid-beklädnad enheter är kapillär svängningar inte begränsade, så att fiber väggarna att flytta och vibrera. Fibern är konstruerad av en hög likström (DC) spänning på flera tusen volt (kV) mellan två vattenreservoarer som skapar en flytande vatten tråd, känd som en vatten-bridge. Genom valet av Mikropipetter är det möjligt att styra maximal diameter och längd av fiber. Optisk fiber kopplare, på båda sidor av bron och aktivera den som en optiska vågledare, så att forskare att övervaka vatten fiber kapillär kropp vågorna genom överföring modulering och, därför, härleda förändringar i ytspänning.
Tillsammans begränsa två viktiga våg typer, kapillär och elektromagnetisk, öppnar en ny väg för forskning i samspelet mellan ljus och vätska-vägg enheter. Vatten-walled microdevices är en miljon gånger mjukare än motsvarigheterna solid, med detta förbättra svaret på minuten krafter.

Koppling effektivitet från en vatten-fiber till en mycket multimode fiber kan vara så hög som 54%25,26. Koppling effektivitet till en single-mode fiber är upp till 12%25,26. Vatten fibrer kan vara tunn som 1,6 µm i diameter och kan ha en längd 46 µm (figur 3)25,26, eller de kan ...

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

Konstruktion och tillverkning av en optisk Fiber gjord av vatten

Det här protokollet beskriver design och tillverkning av en vatten-bron och dess aktivering som ett vatten-fiber. Experimentet visar att kapillär resonanser av vatten fiber modulera dess optisk överföring.

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 ...

Denna metod beskriver skapandet av en vattenbro och dess aktivering som en vattenfiber. Vattenfibern har inget grumligt material och flyter fritt i luft. Betydelsen av vattenfibern är att den co-begränsar kapillär och elektromagnetiska vågor och därför öppnar en ny lekplats för forskning i samspelet mellan ljus och flytande brunnsanordningar.Skaffa två PMMA-plattor för att göra reservoarerna. Skär varje platta till samma storlek och borra håligheter på ena sidan av varje i en triangulär mönster. Hålrummen ska vara sju millimeter i diameter och åtta millimeter djupa.Limkopplingsmagneter i alla hålrum i varje platta. När du är klar, vänd plattorna över så att magneterna är på botten. Därefter skapar en pipettklämma för varje platta.För en klämma, skär en bit PMMA och limma två magneter för att matcha magneterna i en reservoar. Gör en elektrisk kontakt för varje platta genom att linda magneter i metallisk folie. Rengör noggrant alla områden och kontaktdon på varje reservoar med alkohol och avjoniserat vatten.Föna ytorna med kvävgas. Täck över vattenreservoarerna och alla klämmor med PTFE-tejp för att undvika läckor. Nu, montera en reservoar på en fem graders frihet mikro positionering skede.För bildbehandling, placera de två reservoarerna under ett optiskt mikroskop med ett långt fältmål. Bakom varje reservoar, ställa in optiska fiberklämmor på linjära översättningsstadium. Få single-mode fiber för fabricering av avsmalnande kopplare.Dessutom få mikropipette valt för experimentet. Använd en fiber strippa för att exponera 10 till 15 millimeter av den nakna fibern. Efter rengöring av fiberns avskalade ände, trä den genom mikropipettet.Ta sedan fibern till en avsmalnande station. Ordna för att dra fibersegmentet från båda sidor vid sex hundradelar av en millimeter per sekund. Medan du drar, använd en vätelåga för att avsmalna fibern under enkellägeskriterier.Stäng av lågan, sedan försiktigt öka spänningen i fibern tills den går sönder på sin tunnaste plats. Lutningen för användning som optiskt kopplare ska vara mindre än en över 20. Nu, vänd dig till att fabricera fiberlinsens kopplare.Detta kräver 1, 550 animetrar enda läge fiber med en exponerad spets tillsammans med en andra micropipette valt för experimentet. För den rengjorda fiberspetsen genom mikropipettet. Därefter tar du fibern till en elektrisk fusionssplicer och placerar den exponerade spetsen inuti.Värm spetsen tills glasfiberänden blir flytande. Stanna efter att glaset blir flytande och bildar en rundad form, glasfiberlinsen. Vid denna punkt, montera elementen i apparaten.Börja med reservoaren på positioneringsstadiet. Placera mikropipette med 1, 550 animeter fiber så ena änden är i reservoarregionen. Säkra den med PMMA-klämman.Se till att glasfiberlinsen är under mikroskopet. Ha den andra änden av fibern kopplade till en kraftmätare och fastklämd till ett linjärt översättningsstadium. På den andra behållaren, kläm mikropipette och avsmalnande fiber på plats med avsmalnande änden under mikroskopet.Dess andra änden bör också klämmas fast på en linjär översättning skede och kopplas till en 780 nanometer kontinuerlig våglaser. Nu, fyll reservoarerna med avjoniserat vatten. Varje reservoar kan rymma 100 till 300 mikroliter.Se till att det inte finns några bubblor i någon av mikropipettes. Justera mikro-lägesställaren för att etablera en fluidisk kontakt mellan mikropipetterna. Den här bilden ger ett exempel på fluidisk kontakt.Fortsätt när kontakten har bekräftats. Justera fibrerna och mikro-lägesställaren ytterligare för att uppnå överföring av laserljus. Gör detta genom att föra in fiber couplers i vattenfibern.Att anpassa systemet är inte så enkelt som det verkar. Vattenfibern och kopplarna attraheras inte av varandra. För att uppnå god överföring, måste man driva kopplarna kraftfullt i vattenfibern.För elektriska anslutningar, placera de magnetiska kontakterna på varje reservoar. De bör vara magnetiskt säkrade och deras folie bör ha krokodilklämmor på plats. Använd elektriska kablar för att ansluta klämmorna till polerna i en högspänningskälla.När allt är klart, långsamt öka spänningen. Justera mikropositioneringsstadiet så att avståndet mellan mikropipetterna långsamt ökar. Därefter tar du en effektmätning för att bestämma kopplingseffektiviteten, koppla sedan bort effektmätaren.I dess ställe, anslut en fotomottagare till utgångsfiberkopplare. Visa utdata från fotomottagaren på ett oscilloskop. Registrera tidsspårningsmätningar av det överförda ljuset som representerar de kapillära vattenfibersvängningarna.Använd den övre vyn mikroskop setup för att karakterisera geometrin av vattenfibern. Fibrer som produceras med denna metod kan vara så länge som en millimeter med en diameter på ca 40 mikrometer. De kan också vara ca 50 mikrometer i längd med en diameter på ca 1,5 mikrometer.Denna fluorescerande färgämne mätning bekräftar ljustransmission genom vattenfibern volym. En annan mätning visar ytspridning på grund av kapillärvågor vid vattnet fiber flytande fas gränsen. Konsekvenserna av denna teknik sträcker sig mot multivågdetektorer.Nuvarande detektorer utnyttja en typ av våg. Vattenfibern är värd för tre olika sorters vågor, kapillär, akustisk och optisk, som kan utbyta energi och förhöra varandra. Samtidigt försöker detta förfarande, Är det viktigt att komma ihåg att ägna stor uppmärksamhet åt tillverkning av den optiska kopplare.Också, kör experimentet innebär en risk för att bryta eller skada avsmalnande fiber couplers, mekaniskt eller genom en elektrisk båge. Generellt, individer nya till denna metod kommer att kämpa eftersom hög elektriska vatten resistivitet är avgörande för detta experiment. Även små mängder joner i vätskan kommer att orsaka vattenbron att kollapsa.Glöm inte att arbeta med höga spänningar och hög effekt laserljus kan vara extremt farligt och försiktighetsåtgärder, såsom korrekt elektrisk jordning och ögonskydd, bör alltid vidtas när du utför denna procedur.

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Tillverka Metamaterial med den metod fiberdragning

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

Konstruktion, tillverkning, och experimentell karakterisering av Plasmoniska photoconductive terahertz sändare

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

Tillverkning och karakterisering av oordnade Polymer optiska fibrer för Tvärgående Anderson Lokalisering av ljus

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

Mönstring via Optiska mätt Transitions - tillverkning och 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

Tillverkning och drift av en Nano-optisk 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

Tillverkning av polymera mikrosfärer för optisk resonator och laserapplikationer

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

Tillverkning av en optisk Cell torktumlare för spektroskopianalyser i cellerna

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

Låg kostnad Custom Fabrication och mode-låst drift av en all-normal-dispersion Femtosecond fiber laser för Multiphoton Microscopy

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

Fabrication and Design of Wood-Based High-Performance Composites

Tillverkning och konstruktion av träbaserade högpresterande kompositer

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

Mätning av Chladni Mode Shapes med en optisk levermetod

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