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
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Nous remercions les Drs E. Cronin-Furman et M. Weitzman (Olympus Corporation of the Americas Scientific Solutions Group) pour leur aide dans l'acquisition d'images. Ce travail a été soutenu par national Institutes of Health Grant K22CA181611 (à B.Q.S.) et la Richard and Susan Smith Family Foundation (Newton, M.A.) Prix de la famille Smith pour l'excellence en recherche biomédicale (à B.Q.S.).

1. Fibres de mode unique d'épissure (SMF)
REMARQUE : La section 1 consiste en des étapes générales pour épissage des FSM. Il s'agit d'une étape non essentielle, mais recommandée, pour pratiquer des épissures de fibres en utilisant des fibres bon marché. Cette étape assure une bonne performance de l'équipement d'épissage avant d'utiliser des matériaux à fibres optiques plus précieux.
<ol><li>Encouper la première fibre.<ol>
<li>Bande environ 30 mm de la fibre avec un outil de d...

<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>

Les protocoles décrits ici synthétisent le savoir-faire et l'expertise qui ont été la pratique courante dans le laboratoire de physique laser pendant des décennies, mais qui est souvent inconnu de nombreux chercheurs biomédicaux. Ce travail tente de rendre cette technologie laser à fibre ultrarapide plus accessible à l'ensemble de la communauté. La conception laser en fibre ANDi est bien établie, comme d'abord développé dans les œuvres séminales par Wise et collègues3. Cependant, la...

Les lasers pulsés à l'état solide de femtoseconde (fs) sont largement utilisés pour la microscopie et la recherche biologique. Un exemple typique est l'utilisation de la microscopie à fluorescence par excitation multiphoton (MPE), où une puissance de pointe élevée et une faible puissance moyenne sont souhaitées pour faciliter le processus MPE tout en minimisant les mécanismes de photodommage. De nombreux lasers à état solide haute performance sont disponibles dans le commerce, et lorsqu'ils sont combinés avec un oscillateur paramétrique optique (OPO), la longueur d'onde laser peut être réglé sur une large gamme1. Par exemple, les systèmes d'oscillation commerciale-OPO génèrent des durées d'impulsions de lt;120 fs (généralement avec un taux de répétition d'impulsions de 80 MHz) et une puissance moyenne de 680 à 1 300 nm. Cependant, le coût de ces systèmes laser tunables commerciaux est important (200 000 $), et les systèmes à état solide nécessitent généralement un refroidissement de l'eau et ne sont pas portatifs pour des applications cliniques.
La technologie laser à fibres pulsées ultracourtes a mûri au cours des dernières années. Le coût d'un laser commercial de fibre pulsée de fs est typiquement sensiblement inférieur aux lasers à état plein, quoique sans la capacité de l'accord de longueur d'onde large offerte par les systèmes à état solide mentionnés ci-dessus. Notez que les lasers à fibres peuvent être jumelés à des OPO lorsque vous le souhaitez (c.-à-d., systèmes hybrides à fibres solides). Le grand rapport surface-volume des systèmes laser à fibres permet un refroidissement efficace de l'air2. Par conséquent, les lasers à fibres sont plus portables que les systèmes à état solide en raison de leur taille relativement petite et système de refroidissement simplifié. En outre, l'épissage de fusion des composants de fibre réduit la complexité du système et la dérive mécanique contrairement à l'alignement de l'espace libre des composants optiques qui composent les dispositifs à état solide. Toutes ces caractéristiques font des lasers de fibre idéaux pour des applications cliniques. En fait, les lasers tout-fibre ont été développés pour l'opération de bas-entretien3,4,5, et tous les lasers de polarisation-maintien (PM)-fibre sont stables aux facteurs environnementaux comprenant des changements dans la température et l'humidité aussi bien que les vibrations mécaniques2,6,7,8.
Ici, une méthode est présentée pour construire un laser à fibres ANDi pulsés fs rentable avec des pièces disponibles dans le commerce et des techniques standard d'épissage de fibres. Des méthodes pour caractériser le taux de répétition des impulsions, la durée et la cohérence (verrouillage en mode complet) sont également présentées. Le laser à fibres qui en résulte génère des impulsions verrouillées par le mode qui peuvent être comprimées à 70 fs avec un taux de répétition de 31 MHz et une longueur d'onde centrée sur 1 060 à 1 070 nm. La puissance maximale de sortie de la cavité laser est d'environ 1 W. La physique des impulsions des lasers à fibres ANDi utilise élégamment l'évolution de polarisation non linéaire intrinsèque à la fibre optique comme composant clé de l'absorbeur saturable2,3,9,10,11. Cependant, cela signifie que la conception ANDi n'est pas facilement mis en œuvre en utilisant la fibre PM (bien qu'une implémentation de fibre tout-PM de verrouillage du mode ANDi a été signalé, mais avec une faible puissance et ps durée d'impulsion12). Ainsi, la stabilité environnementale nécessite une ingénierie importante. Les conceptions laser de fibre de prochaine génération, telles que l'oscillateur de Mamyshev, ont le potentiel d'offrir la stabilité environnementale complète en tant que dispositifs tout-PM-fibre capable d'une augmentation de l'ordre de grandeur de l'énergie d'impulsion intracavité aussi bien qu'offrant des diminutions significatives dans la durée d'impulsion pour permettre des applications qui s'appuient sur de larges spectres d'impulsion13,14. La fabrication personnalisée de ces nouvelles conceptions innovantes de laser de fibre de fs exige le savoir-faire et l'expérience d'épissage de fibre.

<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

Un protocole est présenté pour construire un laser à fibres femtoseconde (fs) personnalisé saille à faible coût et haute performance. Ce laser à fibres entièrement normal (ANDi) dopé à l'ytterbium est entièrement construit à l'aide de pièces disponibles dans le commerce, y compris 8 000 $ en composants laser à fibres optiques et à pompe, plus 4 800 $ en composants optiques standard et accessoires extra-cavité. Les chercheurs nouveaux à la fabrication de dispositif de fibre optique peuvent également envisager d'investir dans l'épissage de fibre de base et l'équipement de caractérisation d'impulsion de laser ($63.000). Important pour le fonctionnement optimal du laser, des méthodes pour vérifier les performances de mode de type réel (partielle ou sonore) sont présentées. Ce système atteint une durée d'impulsion de 70 fs avec une longueur d'onde centrale d'environ 1 070 nm et un taux de répétition d'impulsions de 31 MHz. Ce laser de fibre montre les performances maximales qui peuvent être obtenues pour un système laser de fibre facilement assemblé, qui rend cette conception idéale pour des laboratoires de recherche visant à développer des technologies laser compactes et portables de fs qui permettent de nouvelles implémentations de microscopie multiphoton clinique et chirurgie fs.

Il est essentiel de vérifier le fonctionnement verrouillé par mode à l'achèvement des procédures de fabrication de laser de fibre. Les signatures de la génération optimale d'impulsions fs et de la stabilité laser sont les suivantes : Premièrement, l'impulsion de sortie peut être suffisamment caractérisée par l'instrumentation décrite à l'étape 6. La sortie du spectre d'impulsionde de l'oscillateur laser doit être centrée près de 1 070 nm avec la forme caractéristique de...

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

Une méthode est présentée pour construire un laser à fibres femtosecondes à faible coût et verrouillé par mode pour des applications potentielles en microscopie multiphoton, endoscopie et photomédecine. Ce laser est construit en utilisant des pièces disponibles dans le commerce et des techniques d'épissage de base.

Fabrication personnalisée à faible coût et utilisation verrouillée par mode d'un laser à fibres Femtoseconde à dispersion normale pour la microscopie multiphoton

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

Les lasers d’impulsion de femtoseconde ont de larges applications dans la miscroscopy de multiphoton. Ce protocole peut être utilisé pour fabriquer un laser de fibre de dispersion femtoseconde tout-normal qui est compact, robuste et peu coûteux. Par rapport aux lasers ultrafast commerciaux à l’état solide, le laser produit dans cette technique coûte beaucoup moins cher parce qu’il ne se compose que de pièces disponibles dans le commerce.En outre, les lasers à fibres n’ont pas besoin de refroidissement de l’eau, de sorte que la taille du système est plus petite. Last but not least, les composants de fibre ne nécessitent pas d’alignement, ce qui rend le système robuste à la vibration. Contrairement aux systèmes disponibles dans le commerce, ce laser n’a pas de couvercle pour bloquer les faisceaux indésirables.Du personnel expérimenté est nécessaire pour assembler et faire fonctionner le laser. Certaines expériences semblent ne pas être réalisables parce qu’il est très probable qu’elles manquent des détails non appelés lorsqu’elles suivent des instructions écrites. Dans la démonstration vidéo, les téléspectateurs ne manqueront rien.Commencez par épisser les fibres mono-mode, ou SMFs, afin d’assurer une bonne performance de l’équipement d’épissage avant que des matériaux de fibre optique plus précieux ne soient utilisés. Dépouiller environ 30 millimètres de la fibre à l’aide d’un outil de décapage des fibres. Si vous travaillez avec des fibres fragiles, une lame de rasoir peut être utilisée pour décoller soigneusement le tampon.Utilisez un tissu sans peluche avec de l’éthanol ou de l’isopropanol pour nettoyer la fibre dépouillée. Un bourdonnement tout en essuyant indique que la fibre est suffisamment propre. Ensuite, placez le support de fibre sur le couperet de fibre et assurez-vous que la lame, pince de fibre du couperet, et le support de fibre sont tous propres.Chargez soigneusement la fibre dans le support de fibre laissant environ 25 millimètres de fibre propre dépouillée à l’extrémité libre du couperet pour serrer. Fermer délicatement la pince à fibres sur le couperet. Pour éviter l’excès de tension sur la fibre, rouvrir et fermer la pince.Appuyez sur le bouton Coupe et le couperet coupera automatiquement la fibre. Utilisez des pinces à épiler avec des pointes arrondies en plastique pour déplacer la pièce découpée de la fibre vers un récipient d’élimination de pointes et transférer le support de fibre à l’épissage de fusion. Répétez la procédure pour fendre la deuxième fibre.Les deux fibres à épisser ensemble devraient avoir des extrémités fendillées s’opposant les unes aux autres par les supports de fibre dans l’épissage de fibre. Fermez le couvercle de l’épissage et définissez des paramètres tels que le diamètre du noyau, le diamètre du champ de mode et le diamètre du revêtement. Réglez la méthode d’alignement sur le revêtement, appuyez sur le bouton Set, et l’épissage s’alignera automatiquement.Appuyez sur le bouton Set à chaque arrêt pour confirmer la qualité de l’alignement. L’épissage se fera automatiquement. Vérifiez la qualité de l’épissage en utilisant les contrôles de qualité de l’épissage ainsi que la vue caméra de la région.Une bonne épissage a une limite uniforme de revêtement et une luminosité uniforme le long de la fibre de sorte qu’aucun point d’épissage n’est visible. Ensuite, ouvrez le couvercle d’épissage et l’un des supports en fibre. En option, un manchon en fibre peut être ajouté pour protéger l’épissage et le radiateur de l’épissage peut être utilisé pour mouler la manche sur la fibre.Épisser la sortie de combiner à la fibre active dopée à l’ytterbium. Suivez la procédure précédemment décrite pour fendre la fibre de sortie de combiner. En raison de la forme de son revêtement, la fibre active doit d’abord être fendu et épissé avec un morceau de fibre mono-mode qui sera plus tard enlevé.Couper la fibre mono-mode à environ deux centimètres du point d’épissage à l’aide d’un coupe-fil. Ensuite, dépouillez toute la longueur de la fibre monomode et 0,5 centimètre de la fibre active qui laissera la fibre active plafonnée à deux centimètres de fibre sans tampon monomode. Chargez la fibre active dans le couperet en vous assurant que seule la fibre mono-mode est serrée par la pince à fibres.À partir de ce moment, suivez la procédure précédemment décrite pour fendre et épisser la fibre. La sécurité est la priorité absolue. N’oubliez pas de mettre chaque morceau de fragment de fibre dans la boîte d’objet pointu.En outre, les lunettes de sécurité laser doivent être averties chaque fois que la pompe fonctionne. Allumez l’oscilloscope et réglez l’instrument en mode couplage AC avec le niveau de gâchette réglé à 30 millivolts. Déplacez la fibre d’entrée photodiode de l’analyseur de spectre optique vers l’entrée monochrome et réglez l’appareil en mode OSA.Ensuite, verrouillez la phase du laser en ajustant les plaques d’onde. Tournez quarter-wave plaque 2 plusieurs degrés dans les deux sens. Le spectre de verrouillage du mode se compose de deux pics stables avec un plateau entre eux.Pendant ce temps, observez un train d’impulsions stable sur l’oscilloscope. Si le spectre de verrouillage de mode n’est pas observé, faites pivoter la plaque quart d’onde de plusieurs degrés dans une direction et répétez l’étape précédente. Si le spectre n’est toujours pas observé, faites pivoter le filtre birefringent à plusieurs degrés et répétez le processus.Le fonctionnement mode-verrouillé a été vérifié à la fin de la fabrication de laser de fibre. La sortie du spectre pulsé de l’oscillateur laser était centrée près de 1070 nanomètres avec la forme caractéristique de l’oreille du chat qui indique le verrouillage du mode tel que prédit par la simulation numérique. Comme autre diagnostic pour le verrouillage du mode, la durée des impulsions et les spectres de puissance de répétition des impulsions ont été mesurés à l’aide de l’analyseur de spectre d’autocorréférateur et de fréquence radioélectrique respectivement.Des durées d’impulsion de 70 femtosecondes ont été mesurées. La stabilité des impulsions a été testée en surveillant en permanence la puissance de sortie moyenne et le spectre des impulsions. Lorsque la configuration du laser a été montée sur une table optique flottante avec amortissement des vibrations, la dérive de puissance a été inférieure à 3,5% sur 24 heures sans refroidissement actif.Après vérification du verrouillage du mode, les performances d’imagerie ont été testées à l’aide de cibles d’essai simples et d’échantillons biologiques. La fluorescence a été mesurée lors des ajustements de la puissance de l’impulsion, ce qui a confirmé que le signal dépendait quadratiquement de la puissance laser fournie au plan de l’échantillon. Des spécimens biologiques tachés et non tachés ont été photographiés à l’aide du laser en fibre sur mesure.Comme une vérification supplémentaire de l’excitation à deux photons, les images hyperspectrales recueillies de microsphères fluorescents multicolores ont été comparées à des images prises par excitation linéaire avec des lasers à diodes commerciales. Enfin, les spectres normalisés des perles vertes et rouges excitées par le laser de diode par rapport au laser personnalisé de fibre de FS ont été comparés. Le composant espace libre peut être remplacé par des pièces en fibre correspondantes qui peuvent encore augmenter la robustesse et la mobilité.Le système tout-fibre peut être mis sur un chariot pour les scénarios cliniques. Le composant espace libre peut être remplacé par des pièces en fibre correspondantes qui peuvent encore augmenter la robustesse et la mobilité. Le système tout-fibre peut être mis sur un chariot pour les scénarios cliniques.L’impact de cette technologie est une question ouverte. Nous prévoyons qu’il donnera aux chercheurs un nouvel accès à la technologie laser femtoseconde et leur permettra de développer de nouvelles publications.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Fabrication de 1-D Cristal Photonique Cavity sur un nanofibres utilisant Ablation laser femtoseconde induite

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

Fabrication de microsphères polymères pour résonateurs optiques et applications laser

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

Flux-aidé diélectrophorèse : Une méthode Low Cost pour la Fabrication des dispositifs de nanofils traitable-Solution Haute Performance

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

Conception et Fabrication d’une fibre optique fait d’eau

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

Filaments de Laser femtoseconde pour utilisation en imagerie de sous-sous-Diffraction-Limited et de la télédétection

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