Name: low-cost custom fabrication and mode-locked operation of an all-normal-dispersion femtosecond fiber laser for multiphoton microscopy
Uploaded: 2019-11-22T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Low-cost Custom Fabrication and Mode-locked Operation of an All-normal-dispersion Femtosecond Fiber Laser for Multiphoton Microscopy at JoVE.com

Vi takker DRs. E. Cronin-Furman og M. Weitzman (Olympus Corporation fra Americas Scientific Solutions Group) for at hjælpe med at erhverve billeder. Dette arbejde blev støttet af National Institutes of Health Grant K22CA181611 (til B.Q.S.) og Richard og Susan Smith Family Foundation (Newton, M.A.) Smith familie Award for topkvalitet inden for biomedicinsk forskning (til B.Q.S.).

1. Splice single mode fibre (SMF)
Bemærk: afsnit 1 består af generelle trin til at splitte SMFs. Dette er en ikke-væsentlige, men anbefales, skridt til at praktisere fiber splejsninger ved hjælp af billige fiber. Dette trin sikrer korrekt ydeevne af splejnings udstyret, før du bruger mere værdifulde fiberoptiske materialer.
<ol><li>Kløve den første fiber.<ol>
<li>Strip ca 30 mm af fiber med en fiber stripping værktøj. For skrøbelige fibre (f. eks. dobbelt beklædte fibre), kan en ...

<ol>
	<li>Savage, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+parametric+oscillators.">Optical parametric oscillators.</a> Nature Photonics. 4, 124 (2010).</li><li>Xu, C., Wise, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+fibre+lasers+for+nonlinear+microscopy.">Recent advances in fibre lasers for nonlinear microscopy.</a> Nature Photonics. 7, 875 (2013).</li><li>Kieu, K., Wise, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-fiber+normal-dispersion+femtosecond+laser.">All-fiber normal-dispersion femtosecond laser.</a> Optics Express. 16, 11453-11458 (2008).</li><li>Fekete, J., Cserteg, A., Szip&#337;ocs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-fiber+all-normal+dispersion+ytterbium+ring+oscillator.">All-fiber all-normal dispersion ytterbium ring oscillator.</a> Laser Physics Letters. 6, 49-53 (2009).</li><li>Krolopp, &. #. 1. 9. 3. ;., 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=Handheld+nonlinear+microscope+system+comprising+a+2+MHz+repetition+rate,+mode-locked+Yb-fiber+laser+for+in+vivo+biomedical+imaging.">Handheld nonlinear microscope system comprising a 2 MHz repetition rate, mode-locked Yb-fiber laser for in vivo biomedical imaging.</a> Biomedical Optics Express. 7, 3531-3542 (2016).</li><li>Fermann, M. E., Hartl, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+fibre+lasers.">Ultrafast fibre lasers.</a> Nature Photonics. 7, 868-874 (2013).</li><li>Szczepanek, J., Karda&#347;, T. M., Michalska, M., Radzewicz, C., Stepanenko, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+all-PM-fiber+laser+mode-locked+with+a+nonlinear+loop+mirror.">Simple all-PM-fiber laser mode-locked with a nonlinear loop mirror.</a> Optics Letters. 40, 3500-3503 (2015).</li><li>Bowen, P., Singh, H., Runge, A., Provo, R., Broderick, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mode-locked+femtosecond+all-normal+all-PM+Yb-doped+fiber+laser+at+1060+nm.">Mode-locked femtosecond all-normal all-PM Yb-doped fiber laser at 1060 nm.</a> Optics Communications. 364, 181-184 (2016).</li><li>Chong, A., Buckley, J., Renninger, W., Wise, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-normal-dispersion+femtosecond+fiber+laser.">All-normal-dispersion femtosecond fiber laser.</a> Optics Express. 14, 10095-10100 (2006).</li><li>Kieu, K., Renninger, W., Chong, A., Wise, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sub-100+fs+pulses+at+watt-level+powers+from+a+dissipative-soliton+fiber+laser.">Sub-100 fs pulses at watt-level powers from a dissipative-soliton fiber laser.</a> Optics Letters. 34, 593-595 (2009).</li><li>Wise, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Femtosecond+Fiber+Lasers+Based+on+Dissipative+Processes+for+Nonlinear+Microscopy.">Femtosecond Fiber Lasers Based on Dissipative Processes for Nonlinear Microscopy.</a> IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 18, 1412-1421 (2012).</li><li>Nielsen, C. K., Keiding, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-fiber+mode-locked+fiber+laser.">All-fiber mode-locked fiber laser.</a> Optics Letters. 32, 1474 (2007).</li><li>Liu, Z., Ziegler, Z. M., Wright, L. G., Wise, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Megawatt+peak+power+from+a+Mamyshev+oscillator.">Megawatt peak power from a Mamyshev oscillator.</a> Optica. 4, 649-654 (2017).</li><li>Sidorenko, P., Fu, W., Wright, L. G., Olivier, M., Wise, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-seeded,+multi-megawatt,+Mamyshev+oscillator.">Self-seeded, multi-megawatt, Mamyshev oscillator.</a> Optics Letters. 43, 2672-2675 (2018).</li><li>Li, X., 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=High-power+ultrafast+Yb:fiber+laser+frequency+combs+using+commercially+available+components+and+basic+fiber+tools.">High-power ultrafast Yb:fiber laser frequency combs using commercially available components and basic fiber tools.</a> Review of Scientific Instruments. 87, 093114 (2016).</li><li>Bale, B., Kieu, K., Kutz, J., Wise, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transition+dynamics+for+multi-pulsing+in+mode-locked+lasers.">Transition dynamics for multi-pulsing in mode-locked lasers.</a> Optics Express. 17, 23137-23146 (2009).</li><li>Davoudzadeh, N., Ducourthial, G., Spring, B. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Custom+fabrication+and+mode-locked+operation+of+a+femtosecond+fiber+laser+for+multiphoton+microscopy.">Custom fabrication and mode-locked operation of a femtosecond fiber laser for multiphoton microscopy.</a> Scientific Reports. 9, 4233 (2019).</li><li>Renninger, W., Chong, A., Wise, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Area+theorem+and+energy+quantization+for+dissipative+optical+solitons.">Area theorem and energy quantization for dissipative optical solitons.</a> Journal of the Optical Society of America. 27, 1978-1982 (2010).</li></ol>

Protokollerne skitseret her syntetisere knowhow og ekspertise, der har været almindelig praksis i laserfysik laboratorium i årtier, men som ofte er ukendt for mange biomedicinske forskere. Dette arbejde forsøger at gøre denne ultrahurtig fiber laserteknologi mere tilgængelig for det bredere samfund. ANDi fiber laser design er veletableret, som først udviklet i skelsættende værker af Wise og kolleger3. Men, implementeringer af denne teknologi af andre grupper har undertiden resulteret i rap...

Solid State at (FS) pulserede lasere er meget udbredt til mikroskopi og biologisk forskning. Et typisk eksempel er brugen af multifoton excitation (MPE) Fluorescens mikroskopi, hvor høj spidseffekt og lav gennemsnitlig effekt ønskes for at lette den MPE-processen, samtidig med at foto skade mekanismerne minimeres. Mange højtydende solid-state lasere er kommercielt tilgængelige, og når den kombineres med en optisk parametrisk oscillator (OPO), kan laser bølgelængden indstilles over en bred vifte1. For eksempel genererer kommercielle oscillator-OPO-systemer < 120 FS puls varigheder (typisk med en 80 MHz puls gentagelseshastighed) og > 1 W gennemsnitlig effekt fra 680 til 1.300 Nm. Men, omkostningerne ved disse kommercielle tunable FS laser systemer er betydelig (> $200000), og solid-state systemer generelt kræver vandkøling og er ikke bærbare til kliniske anvendelser.
Ultrashort pulserende fiber laserteknologi er modnet i de seneste par år. Omkostningerne ved en kommerciel FS pulserende fiber laser er typisk betydeligt lavere end solid-state lasere, omend uden mulighed for bred bølgelængde tuning ydes af solid-state systemer nævnt ovenfor. Bemærk, at fiberlasere kan parres med OPOs, når det ønskes (dvs. hybrid fiber-solid-state-systemer). Den store overflade-til-volumen forhold af fiberlasersystemer muliggør effektiv luftkøling2. Derfor fiberlasere er mere bærbare end solid-state systemer på grund af deres relativt lille størrelse og forenklet kølesystem. Desuden reducerer fusions splejningen af fiberkomponenterne systemkompleksitet og mekanisk drift i modsætning til den frie plads tilpasning af de optiske komponenter, som udgør Solid-State-enheder. Alle disse funktioner gør fiberlasere ideel til kliniske anvendelser. Faktisk, alle-fiberlasere er blevet udviklet til lav vedligeholdelse operation3,4,5, og All-polarisering-vedligeholdelse (PM)-fiberlasere er stabile til miljømæssige faktorer, herunder ændringer i temperatur og fugtighed samt mekaniske vibrationer2,6,7,8.
Her præsenteres en metode til at bygge en omkostningseffektiv FS pulserende ANDi fiber laser med kommercielt tilgængelige dele og standard fiber splejsning teknikker. Metoder til at karakterisere puls gentagelse sats, varighed, og sammenhæng (fuld tilstand-lås) er også præsenteret. Den resulterende fiber laser genererer tilstand-låste impulser, der kan komprimeres til 70 FS med en gentagelsesfrekvens på 31 MHz og en bølgelængde centreret ved 1.060 til 1.070 nm. Den maksimale effekt fra laser hulen er ca. 1 W. Den puls fysik af ANDi fiberlasere elegant udnytter ikke-lineære polarisering Evolution iboende til optisk fiber som en nøglekomponent i den mætnings absorberen2,3,9,10,11. Men det betyder, at ANDi design ikke er let implementeret ved hjælp af PM fiber (selv om en all-PM fiber implementering af ANDi mode-låsning er blevet rapporteret, omend med lav effekt og PS Pulse varighed12). Således kræver miljømæssig stabilitet betydelig ingeniørarbejde. Næste generations fiber laser design, såsom mamyshev oscillator, har potentialet til at tilbyde komplet miljømæssig stabilitet som all-PM-fiber enheder i stand til en Order-of-størrelses stigning i intracavity Pulse energi samt tilbyde betydelige fald i impuls varighed for at muliggøre applikationer, der er afhængige af bred puls Spectra13,14. Custom fabrikation af disse innovative nye FS fiber laser designs kræver knowhow og fiber splejsning erfaring.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Adapters, mirrors, posts, mounts, and translational stage (optomechanics)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>TR6-P5 (3x), AD12NT (2x), PFSQ20-03-M01, PFSQ05-03-M01, KMS, KM100C, KM100CL, KM200S, LT1, LT101, UPH2-P5, UPH3-P5 (2x)</td>
			<td>Standard optical components</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Advanced optical fiber cleaver</td>
			<td>AFL</td>
			<td>CT-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autocorrelator</td>
			<td>Femtochrome</td>
			<td>FR-103XL/IR/FA/CDA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beamsplitter mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>BSH1/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Factory fusion splicer</td>
			<td>AFL</td>
			<td>FSM-100P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber collimators</td>
			<td>OZ Optics (Canada)</td>
			<td>LPC-08-1064-6/125-S-1.6-7.5AS-60-X-1-2-HPC</td>
			<td>3x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber-coupled,high-speed photodiode detector</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>DET08CFC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Free-space isolator</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>IO-5-1050-HP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Free-space isolator</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>IO-3D-1050-VLP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Half waveplate</td>
			<td>Union Optics (China)</td>
			<td>WPZ2312</td>
			<td>2x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High power multimode fiber pump module</td>
			<td>Gauss Lasers (China)</td>
			<td>Pump-MM-976-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High power pump and signal combiner</td>
			<td>ITF Technology (Canada)</td>
			<td>MMC02112DF1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Index matching gel</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>G608N3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical spectrum analyzer</td>
			<td>Keysight</td>
			<td>Agilent 70951B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Keysight</td>
			<td>Agilent 54845A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Passive double clad fiber(5/130 &#956;m)</td>
			<td>ITF Technology (Canada)</td>
			<td>MMC02112DF1</td>
			<td>3m, Included with combiner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarizing beamsplitter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PBS253</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quarter waveplates</td>
			<td>Union Optics (China)</td>
			<td>WPZ4312</td>
			<td>2x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quartz birefringent filter plate</td>
			<td>Newlight (Canada)</td>
			<td>BIR1060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RF spectrum analyzer</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>RSA306B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single mode fiber (6/125 &#956;m)</td>
			<td>OZ Optics (Canada)</td>
			<td>LPC-08-1064-6/125-S-1.6-7.5AS-60-X-1-2-HPC</td>
			<td>1m, Included with collimators</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single mode fiber coupler</td>
			<td>AFW (Australia)</td>
			<td>FOSC-2-64-30-L-1-H64-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transmission diffraction grating 1</td>
			<td>LightSmyth</td>
			<td>T-1000-1040-3212-94</td>
			<td>For compressor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transmission diffraction grating 2</td>
			<td>LightSmyth</td>
			<td>T-1000-1040-60x12.3-94</td>
			<td>For compressor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waveplate rotation mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>RSP1/M</td>
			<td>4x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ytterbium-doped single mode double clad fiber</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>YB1200-6/125DC</td>
			<td>3m</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

low-cost custom fabrication and mode-locked operation of an all-normal-dispersion femtosecond fiber laser for multiphoton microscopy

En protokol præsenteres for at opbygge en brugerdefineret lav-cost endnu højtydende at (FS) fiber laser. Denne all-normal-dispersion (ANDi) ytterbium-doped fiber laser er bygget helt ved hjælp af kommercielt tilgængelige dele, herunder $8.000 i fiberoptiske og pumpe laser komponenter, plus $4.800 i standard optiske komponenter og ekstra-hulrum tilbehør. Forskere nye til fiberoptisk enhed fabrikation kan også overveje at investere i grundlæggende fiber splejsning og laser Pulse karakterisering udstyr (~ $63.000). Vigtigt for optimal laser drift, metoder til at verificere true versus tilsyneladende (delvis eller støj-lignende) tilstand-låst præstation præsenteres. Dette system opnår 70 FS impuls varighed med en midterbølge længde på ca. 1.070 nm og en puls gentagelseshastighed på 31 MHz. Denne fiber laser udviser peak ydeevne, der kan opnås for en let monteret fiberlasersystem, hvilket gør dette design ideel til forskningslaboratorier til formål at udvikle kompakte og bærbare FS laser teknologier, der muliggør nye implementeringer af multifoton-mikroskopi og FS-kirurgi.

Det er afgørende at verificere tilstand-låst operation ved afslutningen af fiber laser fabrikation procedurer. Underskrifter af optimal FS Pulse generation og laser stabilitet er som følger: for det første kan udgangs pulsen være tilstrækkeligt karakteriseret ved instrumentering skitseret i trin 6. Puls spektret output fra laser oscillator bør centreres nær 1.070 nm med den karakteristiske kat-øre eller Batman form, der indikerer tilstand-låsning som forudsagt ved numerisk simul...

Watch this Scientific Journal Video about Low-cost Custom Fabrication and Mode-locked Operation of an All-normal-dispersion Femtosecond Fiber Laser for Multiphoton Microscopy at JoVE.com

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

En metode er præsenteret for at bygge en brugerdefineret lavpris, mode-låst at fiber laser til potentielle anvendelser i multiphoton Microscopy, endoskopi, og Photomedicine. Denne laser er bygget ved hjælp af kommercielt tilgængelige dele og grundlæggende splejsning teknikker.

Lavpris Custom fabrikation og tilstand-låst drift af en all-normal-dispersion Femtosecond fiber laser til 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 ...

Femtosecond puls lasere har brede applikationer i multiphoton fejlcroscopy. Denne protokol kan bruges til at fremstille en femtosecond all-normal dispersion fiber laser, der er kompakt, robust og billig. Sammenlignet med kommercielle solid-state ultrahurtige lasere, laser produceret i denne teknik koster meget mindre, fordi den kun består af kommercielt tilgængelige dele.Også, fiber lasere behøver ikke vandkøling, så størrelsen af systemet er mindre. Sidst men ikke mindst kræver fiberkomponenterne ikke justering, hvilket gør systemet robust over for vibrationer. I modsætning til kommercielt tilgængelige systemer, denne laser ikke har et dæksel til at blokere uønskede bjælker.Erfarne personale er nødvendige for at samle og betjene laseren. Nogle eksperimenter synes at være ureproducerbare, fordi det er meget sandsynligt, at gå glip af nogle unødvendige detaljer, når du følger skriftlige instruktioner. I videodemonstration vil seerne ikke gå glip af noget.Start med at splejse enkelt-mode fibre, eller SMF'er, for at sikre korrekt udførelse af splejsning udstyr, før mere værdifulde fiberoptiske materialer anvendes. Strip ca 30 millimeter af fiberen med en fiber-stripping værktøj. Hvis du arbejder med skrøbelige fibre, kan et barberblad bruges til omhyggeligt at skrælle bufferen af.Brug en fnugfri væv med ethanol eller isopropanol til at rense strippet fiber. En summende lyd, mens aftørring indikerer, at fiberen er tilstrækkelig ren. Derefter placere fiber holderen på fiber kløver og sørg for, at bladet, fiber klemme af kløver, og fiberholderen er alle rene.Læg forsigtigt fiberen i fiberholderen, hvilket efterlader ca. 25 millimeter strippet ren fiber i den frie ende af kløveren for at klemme. Luk forsigtigt fiberklemmen på kløveren. For at undgå overskydende spænding på fiberen skal klemmen genåbnes og lukkes.Tryk på cut-knappen, hvord.'fl., og kløveren skærer automatisk fiberen. Brug pincet med plast-afrundede spidser til at flytte stykket skåret ud fra fiber til en sharps bortskaffelse beholder og overføre fiber indehaveren til fusion splicer. Gentag proceduren for at kløve den anden fiber.De to fibre, der skal splejses sammen, skulle have kløvet ender imod hinanden af fiber holdere i fiber splicer. Luk splejsningsdækket, og angiv parametre som kernediameter, tilstandsfeltdiameter og beklædningsdiameter. Indstil justeringsmetoden til Beklædning, tryk på knappen Indstil, hvorrettet justering automatisk.Tryk på knappen Indstil ved hvert stop for at bekræfte justeringens kvalitet. Splejsning vil ske automatisk. Kontroller kvaliteten af splejsning ved hjælp af kvalitetskontrol af splicer samt kameraet visning af regionen.En god splejsning har en ensartet beklædning grænse og ensartet lysstyrke langs fiberen, således at ingen splejsning juncture er synlig. Åbn derefter splicer-dækslet og en af fiberholderne. Eventuelt kan en fiber ærme tilføjes for at beskytte splejsning og varmelegeme af splicer kan bruges til at forme ærmet på fiberen.Splejse mejetærskeren output til ytterbium-doteret aktiv fiber. Følg den tidligere beskrevne procedure for at kløve mejetærskeren output fiber. På grund af formen af sin beklædning, bør den aktive fiber først kløvet og splejset med et stykke single-mode fiber, som senere vil blive fjernet.Skær single-mode fiber omkring to centimeter fra splejsning punkt med en wirecutter. Derefter fratage hele længden af single-mode fiber og 0,5 centimeter af den aktive fiber, som vil forlade den aktive fiber udjævnet med to centimeter af bufferless single-mode fiber. Læg den aktive fiber i kløveren og sørg for, at kun enkelt-mode fiber er fastspændt af fiber klemme.Fra dette punkt, følg den tidligere beskrevne procedure for kløvning og splejsning af fiberen. Sikkerhed har højeste prioritet. Husk at lægge hvert stykke fiberfragment i den skarpe objektboks.Også, laser sikkerhedsbriller bør advare, når pumpen er i drift. Tænd for oscilloskopet, og indstil instrumentet til vekselstrømskoblingstilstand med udløsningsniveauet indstillet til 30 millivolt. Flyt den optiske spektrumanalysatorfotodiodeinputfiber til monokromatisk input, og indstil enheden til OSA-tilstand.Lås derefter laserens fase ved at justere bølgepladerne. Roter kvartbølgeplade 2 flere grader frem og tilbage. Modelåsningsspektret består af to stabile toppe med et plateau mellem sig.I mellemtiden observere en stabil puls tog på oscilloskopet. Hvis modelåsningsspektret ikke observeres, skal kvartbølgepladen roteres 1 flere grader i én retning, og det forrige trin gentages. Hvis spektret stadig ikke observeres, skal du dreje birefringent-filteret flere grader og gentage processen.Mode-låst drift blev verificeret ved afslutningen af fiber laser fabrikation. Pulsspektret output fra laser oscillator var centreret nær 1070 nanometer med den karakteristiske kat øre form, som indikerer mode-låsning som forudsagt af numerisk simulering. Som en yderligere diagnostik for modelåsning blev pulsvarigheden og impulsreventeeffektspektrene målt ved hjælp af henholdsvis autokorrelatoren og radiofrekvensspektret analysatoren.Pulsvarigheder på 70 femtosesekunder blev målt. Pulsstabilitet blev testet ved løbende at overvåge den gennemsnitlige udgangseffekt og pulsspektret. Når laseropsætningen blev monteret på et flydende optisk bord med vibrationsdæmpning, var strømafdriften mindre end 3,5 % over 24 timer uden aktiv køling.Efter at have kontrolleret tilstandslåsning blev billedbehandlingsydelsen testet ved hjælp af enkle testmål og biologiske prøver. Fluorescens blev målt under justeringer af pulseffekten, som kontrollerede, at signalet var firvist afhængigt af den lasereffekt, der blev leveret til prøveplanet. Farvede og uhæmmede biologiske prøver blev afbildet ved hjælp af den specialbyggede fiberlaser.Som en yderligere verifikation af to-foton excitation, indsamlet hyperspektrale billeder af flerfarvede fluorescerende mikrosfærer blev sammenlignet med billeder taget af lineær excitation med kommercielle diode lasere. Endelig blev den normaliserede spektre af grønne og røde perler ophidset af diodelaseren versus den brugerdefinerede FS fiberlaser sammenlignet. Den ledige rumkomponent kan erstattes af tilsvarende fiberdele, hvilket yderligere kan øge robustheden og mobiliteten.Den all-fiber system kan sættes på en vogn til kliniske scenarier. Den ledige rumkomponent kan erstattes af tilsvarende fiberdele, hvilket yderligere kan øge robustheden og mobiliteten. Den all-fiber system kan sættes på en vogn til kliniske scenarier.Virkningen af denne teknologi er et åbent spørgsmål. Vi forventer, at det vil give forskerne ny adgang til femtosecond laser teknologi og sætte dem i stand til at udvikle nye publikationer.

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Fremstilling af Nano-manipuleret ledende gennemsigtige Oxider af Impuls Laser Deposition

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

Fabrikation, Drift og Flow Visualisering i Overflade-akustisk-bølgedrevne Acoustic-modstrøms Microfluidics

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we ...

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

Fabrikation og Drift af et Nano-Optical transportbånd

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

Automation of Mode Locking in a Nonlinear Polarization Rotation Fiber Laser through Output Polarization Measurements

Automatisering af Mode Locking i en ikke-lineær polarisering Rotation Fiber Laser via Output polarisationsmålinger

When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Fabrikation og drift af Acoustofluidic Devices Støtte Bulk Acoustic stående bølger for Sheathless Fokusering af partikler

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation

Fabrikation af 1-D Photonic Crystal Cavity på en Nanofiber Brug Femtosekund Laser-induceret Ablation

We present a protocol for fabricating 1-D Photonic Crystal (PhC) cavities on subwavelength-diameter tapered optical fibers, optical nanofibers, using ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

Fremstilling af polymere mikrosfærer til optisk resonator og laser applikationer

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

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Flow-assisteret dielektroforesis: En billig metode til fremstilling af højtydende løsning-bearbejdes Nanotråd enheder

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

Design og fabrikation af en optisk Fiber gjorde vand

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 ...

Femtosecond Laser Filaments for Use in Sub-Diffraction-Limited Imaging and Remote Sensing

Femtosekund Laser filamenter til brug i Sub Diffraction Limited Imaging og Remote Sensing

Probing remote matter with laser light is a ubiquitous technique used in circumstances as diverse as laser-induced breakdown spectroscopy and barcode ...