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

We bedanken drs. E. Cronin-Furman en M. Weitzman (Olympus Corporation of the Americas Scientific Solutions Group) voor hulp bij het verwerven van afbeeldingen. Dit werk werd gesteund door National Institutes of Health Grant K22CA181611 (to B.Q.S.) en de Stichting Richard en Susan Smith Family (Newton, M.A.) Smith Family Award for Excellence in biomedisch onderzoek (to B.Q.S.).

1. Splice single mode vezels (SMF)
Opmerking: sectie 1 bestaat uit algemene stappen voor splice SMFs. Dit is een niet-essentiële, maar aanbevolen stap voor het beoefenen van Fiber splitst met goedkope vezels. Deze stap zorgt voor een goede werking van de splicing apparatuur voordat u meer waardevolle Fiber Optic materialen gebruikt.
<ol><li>Kleef de eerste vezel.<ol>
<li>Strook ongeveer 30 mm van de vezel met een Fiber stripgereedschap. Voor fragiele vezels (bijv. dubbele beklede vezels) ka...

<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>

De protocollen die hier worden geschetst synthetiseren knowhow en expertise die zijn gebruikelijk in de laser fysica laboratorium decennia lang, maar dat is vaak onbekend bij veel biomedische onderzoekers. Dit werk probeert deze ultrasnelle Fiber lasertechnologie toegankelijker te maken voor de bredere gemeenschap. Het Andi Fiber laserdesign is goed opgezet, zoals voor het eerst ontwikkeld in zaad werken van Wise en collega's3. De implementaties van deze technologie door andere groepen hebben echt...

Solid State femtosecondelaser (FS) gepulseerde lasers worden veel gebruikt voor microscopie en biologisch onderzoek. Een typisch voorbeeld is het gebruik van multiphoton excitatie (MPE) fluorescentiemicroscopie, waarbij een hoog piekvermogen en een laag gemiddeld vermogen gewenst zijn om het MPE-proces te vergemakkelijken, terwijl fotoschade mechanismen worden geminimaliseerd. Veel high-performance Solid-State lasers zijn commercieel beschikbaar, en in combinatie met een optische parametrische oscillator (OPO), kan de laser golflengte worden afgesteld over een breed bereik1. Bijvoorbeeld, commerciële oscillator-OPO systemen genereren < 120 FS puls duur (meestal met een 80 MHz puls herhaling snelheid) en > 1 W gemiddelde vermogen van 680 tot 1.300 nm. De kosten van deze commerciële tunable FS-lasersystemen zijn echter significant (> $200000), en Solid-State systemen vereisen over het algemeen Waterkoeling en zijn niet draagbaar voor klinische toepassingen.
Ultra Short gepulseerde Fiber lasertechnologie is de afgelopen jaren gerijpt. De kosten van een commerciële FS gepulseerde Fiber laser is meestal aanzienlijk lager dan Solid-State lasers, zij het zonder de mogelijkheid van brede golflengte tuning geboden door de Solid-State Systems bovengenoemde. Merk op dat fiberlasers kunnen worden gekoppeld met OPOs wanneer gewenst (dat wil zeggen, hybride vezel-Solid-State systemen). De grote oppervlakte-volume verhouding van Fiber lasersystemen maakt efficiënte luchtkoeling mogelijk2. Daarom zijn fiberlasers draagbaarder dan Solid-State systemen vanwege hun relatief kleine omvang en vereenvoudigd koelsysteem. Verder vermindert fusie splitsing van de vezel componenten de complexiteit van het systeem en de mechanische drift in tegenstelling tot de vrije ruimte-uitlijning van de optische componenten die Solid-State apparaten maken. Al deze functies maken fiberlasers ideaal voor klinische toepassingen. Eigenlijk, alle-fiberlasers zijn ontwikkeld voor onderhoudsarme werking3,4,5, en all-polarisatie-onderhoud (PM)-fiberlasers zijn stabiel voor omgevingsfactoren, met inbegrip van veranderingen in temperatuur en vochtigheid, alsmede mechanische trillingen2,6,7,8.
Hier wordt een methode gepresenteerd voor het bouwen van een kostenefficiënte FS gepulseerde ANDi Fiber laser met commercieel beschikbare onderdelen en standaard Fiber splicing technieken. Methoden voor het karakteriseren van puls herhalingssnelheid, duur en coherentie (Full-mode-Lock) worden ook gepresenteerd. De resulterende Fiber Laser genereert modus-vergrendelde pulsen die kunnen worden gecomprimeerd tot 70 FS met een herhalingssnelheid van 31 MHz en een golflengte gecentreerd op 1.060 tot 1.070 nm. Het maximale uitgangsvermogen van de laser holte is ongeveer 1 W. De Pulse Physics van Andi fiberlasers maakt elegant gebruik van niet-lineaire polarisatie evolutie intrinsiek aan glasvezel als een belangrijk onderdeel van de verzadigbare Absorber2,3,9,10,11. Dit betekent echter dat het ANDi-ontwerp niet gemakkelijk wordt geïmplementeerd met behulp van PM-vezels (hoewel een all-PM Fiber-implementatie van ANDi-modus vergrendeling is gerapporteerd, zij het met laag vermogen en PS Pulse-duur12). Milieu stabiliteit vergt dus een aanzienlijke engineering. De volgende generatie Fiber Laser ontwerpen, zoals de Mamyshev oscillator, hebben het potentieel om volledige milieu stabiliteit te bieden als all-pm-Fiber apparaten die een orde-van-magnitude toename van de intracavity Pulse energie kunnen, evenals het aanbieden van significante dalingen in de pulsduur om toepassingen mogelijk te maken die afhankelijk zijn van Broad Pulse Spectra13,14. Aangepaste fabricage van deze innovatieve nieuwe FS Fiber Laser ontwerpen vereist knowhow en Fiber splicing ervaring.

<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

Een protocol wordt gepresenteerd voor het bouwen van een aangepaste Low-cost nog high-performance femtosecondelaser (FS) Fiber laser. Deze all-Normal-dispersie (ANDi) ytterbium-doped Fiber laser is volledig gebouwd met behulp van commercieel verkrijgbare onderdelen, waaronder $8.000 in Fiber Optic en pomp Laser componenten, plus $4.800 in standaard optische componenten en extra-holte accessoires. Onderzoekers nieuw voor Fiber Optic apparaat fabricage kunnen ook overwegen te investeren in basis vezel splicing en laser Pulse karakterisatie apparatuur (~ $63.000). Belangrijk voor een optimale werking van de laser, methoden om te controleren waar versus schijnbare (gedeeltelijke of ruis-achtige) modus vergrendelde prestaties worden gepresenteerd. Dit systeem behaalt 70 FS pulsduur met een middengolf lengte van ongeveer 1.070 nm en een puls herhalingssnelheid van 31 MHz. Deze fiber Laser vertoont de piekprestaties die kunnen worden verkregen voor een eenvoudig geassembleerd Fiber lasersysteem, waardoor dit ontwerp ideaal is voor onderzoeklaboratoria gericht op het ontwikkelen van compacte en draagbare FS-Laser technologieën die nieuwe implementaties van klinische multiphoton microscopie en FS chirurgie.

Het is essentieel om te controleren of de modus vergrendeld bewerking na voltooiing van de fiber Laser fabricage procedures. Handtekeningen van optimale FS Pulse generatie en laser stabiliteit zijn als volgt: ten eerste kan de uitgangs puls voldoende worden gekenmerkt door de instrumentatie die wordt beschreven in stap 6. De puls-spectrum uitvoer van de laser-oscillator moet worden gecentreerd in de buurt van 1.070 nm met de karakteristieke Cat-ear of Batman-vorm die modus vergrendeling a...

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

Een methode wordt gepresenteerd voor het bouwen van een aangepaste lage kosten, modus-vergrendelde femtosecondelaser Fiber laser voor potentiële toepassingen in multiphoton microscopie, endoscopie, en photomedicine. Deze laser is gebouwd met behulp van commercieel verkrijgbare onderdelen en elementaire splicing technieken.

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

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

Femtosecond puls lasers hebben brede toepassingen in multiphoton miscroscopie. Dit protocol kan worden gebruikt om een femtoseconde all-normal dispersie fiber laser die is compact, robuust en goedkoop fabriceren. Vergeleken met commerciële solid-state ultrasnelle lasers, de laser geproduceerd in deze techniek kost veel minder omdat het bestaat uit alleen commercieel beschikbare onderdelen.Ook hebben fiberlasers geen waterkoeling nodig, dus de grootte van het systeem is kleiner. Last but not least, de vezel componenten vereisen geen uitlijning, waardoor het systeem robuust voor trillingen. In tegenstelling tot commercieel beschikbare systemen heeft deze laser geen deksel om ongewenste stralen te blokkeren.Ervaren personeel is nodig om de laser te monteren en te bedienen. Sommige experimenten lijken niet te reducerend omdat het zeer waarschijnlijk een aantal niet-opgeroepen details te missen bij het volgen van schriftelijke instructies. In videodemonstratie zullen de kijkers niets missen.Begin met het splitsen van single-mode vezels, of SMF's, om de juiste prestaties van de splicing apparatuur te garanderen voordat meer waardevolle glasvezel materialen worden gebruikt. Strip ongeveer 30 millimeter van de vezel met een vezel-strippen tool. Bij het werken met kwetsbare vezels kan een scheermesje worden gebruikt om de buffer zorgvuldig af te pellen.Gebruik een pluisvrij weefsel met ethanol of isopropanol om de gestripte vezel schoon te maken. Een zoemend geluid tijdens het afvegen geeft aan dat de vezel voldoende schoon is. Plaats vervolgens de vezelhouder op het vezelmes en zorg ervoor dat het blad, de vezelklem van het hakmes en de vezelhouder allemaal schoon zijn.Laad de vezel voorzichtig in de vezelhouder waardoor ongeveer 25 millimeter gestripte schone vezels aan het vrije uiteinde van het hakmes te klemmen. Sluit voorzichtig de vezelklem op het hakmes. Om overtollige spanning op de vezel te voorkomen, heropen en sluit u de klem.Druk op de Cut-knop en het hakmes snijdt automatisch de vezel. Gebruik een pincet met kunststof-afgeronde tips om het stuk uitgesneden van de vezel naar een sharps verwijdering container te verplaatsen en de overdracht van de vezel houder naar de fusie splicer. Herhaal de procedure om de tweede vezel te splijten.De twee vezels aan elkaar worden gespleten moeten hebben gespleten uiteinden tegen elkaar door de vezelhouders binnen de vezel splicer. Sluit de afdekking van de splicer en stel parameters in zoals kerndiameter, diameter van het veldmodus en bekledingsdiameter. Stel de uitlijningsmethode in op Bekleding, druk op de knop Instellen en de splicer wordt automatisch uitgelijnd.Druk op de knop Instellen bij elke stop om de kwaliteit van de uitlijning te bevestigen. De splice wordt automatisch gedaan. Controleer de kwaliteit van de splice met behulp van de kwaliteitscontroles van de splicer en de cameraweergave van de regio.Een goede splice heeft een uniforme bekleding grens en uniforme helderheid langs de vezel zodanig dat er geen splice kruispunt zichtbaar is. Open vervolgens de splicercover en een van de vezelhouders. Optioneel kan een vezelhoes worden toegevoegd om de splice te beschermen en de kachel van de splicer kan worden gebruikt om de mouw op de vezel te vormen.Spliceer de combiner output aan de ytterbium-gesypte actieve vezel. Volg de eerder beschreven procedure om de combiner output vezel te splijten. Vanwege de vorm van de bekleding, moet de actieve vezel eerst worden gespleten en gespleten met een stuk van single-mode vezel die later zal worden verwijderd.Snijd de single-mode vezel ongeveer twee centimeter van het splicing point met een draadsnijder. Dan, strip de gehele lengte van de single-mode vezel en 0,5 centimeter van de actieve vezel die de actieve vezel bedekt met twee centimeter van bufferless single-mode vezel zal verlaten. Laad de actieve vezel in het hakmes om ervoor te zorgen dat alleen de single-mode vezel wordt geklemd door de vezelklem.Vanaf dit punt volgt u de eerder beschreven procedure voor het splijten en spliceren van de vezel. Veiligheid staat bij de hoogste prioriteit. Vergeet niet om elk stuk vezel fragment in de scherpe object doos.Ook moet een laserveiligheidsbril worden gewaarschuwd wanneer de pomp werkt. Zet de oscilloscoop aan en stel het instrument in op ac-koppelingsmodus met het triggerniveau ingesteld op 30 millivolt. Verplaats de optische spectrum analyzer fotodiode invoervezel naar monochromatische ingang en stel het apparaat in op de OSA-modus.Vergrendel vervolgens de fase van de laser door de golfplaten aan te passen. Draai kwart-golf plaat 2 enkele graden heen en weer. Het modus-vergrendelingsspectrum bestaat uit twee stabiele pieken met een plateau ertussen.Bekijk ondertussen een stabiele pulstrein op de oscilloscoop. Als het modusvergrendelingsspectrum niet wordt waargenomen, draait u kwart-golfplaat 1 meerdere graden in één richting en herhaalt u de vorige stap. Als het spectrum nog steeds niet wordt waargenomen, draait u het bireferende filter enkele graden en herhaalt u het proces.Modus-vergrendelde werking werd geverifieerd na voltooiing van fiber laser fabricage. De pulsspectrum output van de laser oscillator was gecentreerd in de buurt van 1070 nanometer met de karakteristieke cat oor vorm die mode-vergrendeling zoals voorspeld door numerieke simulatie aangeeft. Als verdere diagnose voor wijze-vergrendeling, werden de impulsduur en de spectra van de impulsherhalingsmacht gemeten gebruikend autocorrelator en radiofrequentiespectrumanalyzer respectievelijk.De pulsduur van 70 femtoseconden werd gemeten. Pulsstabiliteit werd getest door continu het gemiddelde uitgangsvermogen en het pulsspectrum te monitoren. Toen de laseropstelling werd gemonteerd op een zwevende optische tafel met trillingsdemping, was de vermogensdrift minder dan 3,5% over 24 uur zonder actieve koeling.Na het verifiëren van de modus-vergrendeling, werden de beeldvormingsprestaties getest met behulp van eenvoudige testdoelen en biologische monsters. Fluorescentie werd gemeten tijdens aanpassingen van het pulsvermogen, die geverifieerd dat het signaal was quadratically afhankelijk van de laser kracht geleverd aan het monster vlak. Bevlekte en onbevlekte biologische exemplaren werden afgebeeld met behulp van de op maat gemaakte fiber laser.Als extra verificatie van twee-foton excitatie, verzamelde hyperspectrale beelden van veelkleurige fluorescerende microsferen werden vergeleken met beelden genomen door lineaire excitatie met commerciële diode lasers. Ten slotte werden de genormaliseerde spectra van groene en rode kralen opgewonden door de diode laser ten opzichte van de aangepaste FS fiber laser vergeleken. De vrije ruimte component kan worden vervangen door overeenkomstige vezeldelen die de robuustheid en mobiliteit verder kunnen verhogen.Het volledig vezelsysteem kan op een kar voor klinische scenario's worden gezet. De vrije ruimte component kan worden vervangen door overeenkomstige vezeldelen die de robuustheid en mobiliteit verder kunnen verhogen. Het volledig vezelsysteem kan op een kar voor klinische scenario's worden gezet.De impact van deze technologie is een open vraag. We verwachten dat het onderzoekers nieuwe toegang zal geven tot femtoseconde lasertechnologie en hen in staat zal stellen nieuwe publicaties te ontwikkelen.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Fabricage van Nano-engineered transparante geleidende oxides door gepulste laser depositie

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

Fabricage, bediening en Flow Visualization in Surface-akoestische-wave-driven Acoustic-tegenstroom 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

Fabricage en exploitatie van een Nano-Optical transportband

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

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

Automatisering van Mode Locking in een lineaire Polarisatie Rotatie Fiber Laser tot Uitvoer Polarisatie Metingen

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

Fabricage en werking van Acoustofluidic Devices Ondersteunend Bulk Acoustic Staande golven voor Sheathless scherpstellen van Deeltjes

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

Fabricage van 1-D Photonic Crystal Cavity op een Nanovezel behulp Femtoseconde Laser-geïnduceerde 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

Fabricage van Polymer Microsferen voor Optische Resonator en Laser Applicaties

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

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

Stroom-bijgewoonde diëlektroforese: Een Low-Cost methode voor de fabricage van hoogwaardige oplossing-verwerkbaar Nanowire apparaten

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

Ontwerp en fabricage van een optische vezel gemaakt van Water

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

Femtoseconde Laser filamenten voor gebruik in Sub-Diffraction-Limited Imaging en Remote Sensing

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