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

Ringraziamo i dottori E. Cronin-Furman e M. Weitzman (Olympus Corporation of the Americas Scientific Solutions Group) per l'assistenza nell'acquisizione di immagini. Questo lavoro è stato sostenuto da National Institutes of Health Grant K22CA181611 (a B.Q.S.) e dalla Richard and Susan Smith Family Foundation (Newton, M.A.) Smith Family Award for Excellence in Biomedical Research (a B.Q.S.).

1. Splice fibre a modalità singola (SMF)
NOTA: la sezione 1 è costituita da passaggi generali per la giunzione delle SMF. Questo è un passo non essenziale, ma consigliato, per praticare giunzioni di fibra utilizzando fibra poco costosa. Questo passaggio garantisce le prestazioni corrette dell'apparecchiatura di giunzione prima di utilizzare materiali in fibra ottica più preziosi.
<ol><li>Fendi la prima fibra.<ol>
<li>Striscia di circa 30 mm della fibra con uno strumento di stripping in f...

<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>

I protocolli qui descritti sintetizzano il know-how e le competenze che sono state una pratica comune nel laboratorio di fisica laser per decenni, ma che spesso non è familiare a molti ricercatori biomedici. Questo lavoro cerca di rendere questa tecnologia laser a fibra ultraveloce più accessibile alla comunità più ampia. Il design laser in fibra ANDi è ben consolidato, come sviluppato per la prima volta in opere seminali da Wise e colleghi3. Tuttavia, le implementazioni di questa tecnologia ...

I laser a impulsi femtosecondi (fs) a stato solido sono ampiamente utilizzati per la microscopia e la ricerca biologica. Un esempio tipico è l'uso della microscopia a fluorescenza multifotona (MPE), dove si desidera che l'alta potenza di picco e la bassa potenza media facilitino il processo MPE riducendo al minimo i meccanismi di fotodanno. Molti laser a stato solido ad alte prestazioni sono disponibili in commercio, e quando combinati con un oscillatore parametrico ottico (OPO), la lunghezza d'onda laser può essere sintonizzata su una vasta gamma1. Ad esempio, i sistemi oscillatore-OPO commerciali generano durate degli impulsi <120 fs (in genere con una frequenza di ripetizione dell'impulso di 80 MHz) e >1 W potenza media da 680 a 1.300 nm. Tuttavia, il costo di questi sistemi laser commerciali regolabili fs è significativo (>200.000) e i sistemi a stato solido generalmente richiedono il raffreddamento dell'acqua e non sono portabili per applicazioni cliniche.
La tecnologia laser a fibra pulsata Ultrashort è maturata negli ultimi anni. Il costo di un laser a fibra pulsata fs commerciale è in genere significativamente inferiore rispetto ai laser a stato solido, anche se senza la capacità di un'ampia messa a punto della lunghezza d'onda offerta dai sistemi a stato solido di cui sopra. Si noti che i laser a fibra possono essere accoppiati con OPP quando lo si desidera (cioè sistemi ibridi in fibra-stato solido). L'ampio rapporto superficie-volume dei sistemi laser in fibra consente un raffreddamento ad aria efficiente2. Quindi, i laser a fibra sono più portatili dei sistemi a stato solido a causa delle loro dimensioni relativamente piccole e del sistema di raffreddamento semplificato. Inoltre, la giunzione a fusione dei componenti in fibra riduce la complessità del sistema e la deriva meccanica in contrasto con l'allineamento dello spazio libero dei componenti ottici che costituiscono dispositivi a stato solido. Tutte queste caratteristiche rendono i laser a fibra ideali per applicazioni cliniche. Infatti, i laser a tutta fibra sono stati sviluppati per le operazioni a bassa manutenzione3,4,5e laser in fibra di gestione della polarizzazione (PM) sono stabili a fattori ambientali tra cui variazioni di temperatura e umidità, nonché vibrazioni meccaniche2,6,7,8.
Qui, viene presentato un metodo per costruire un laser in fibra ANDi pulsato fs a basso costo con parti disponibili in commercio e tecniche standard di giunzione in fibra. Vengono inoltre presentati metodi per caratterizzare la frequenza di ripetizione dell'impulso, la durata e la coerenza (blocco completo della modalità). Il laser a fibra risultante genera impulsi bloccati in modalità che possono essere compressi a 70 fs con una velocità di ripetizione di 31 MHz e una lunghezza d'onda centrata a 1.060 a 1.070 nm. L'uscita di potenza massima dalla cavità laser è di circa 1 W. La fisica dell'impulso dei laser a fibra ANDi utilizza elegantemente l'evoluzione della polarizzazione non lineare intrinseca alla fibra ottica come componente chiave dell'assorbitore saturabile2,3,9,10,11. Tuttavia, questo significa che il design ANDi non è facilmente implementato utilizzando fibra PM (anche se è stata segnalata un'implementazione in fibra all-PM di blocco della modalità ANDi, anche se a bassa potenza e durata dell'impulso ps12). Pertanto, la stabilità ambientale richiede un'ingegneria significativa. I progetti laser in fibra di nuova generazione, come l'oscillatore Mamyshev, hanno il potenziale per offrire una stabilità ambientale completa come dispositivi in fibra all-PM in grado di aumentare l'ordine di grandezza dell'energia dell'impulso intracavity, oltre ad offrire riduzioni significative della durata dell'impulso per consentire alle applicazioni che si basano su ampi spettri a impulsi13,14. La fabbricazione personalizzata di questi innovativi nuovi progetti laser in fibra fs richiede know-how e esperienza di giunzione in fibra.

<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

Viene presentato un protocollo per costruire un laser a fibra di femtosecondo (fs) a basso costo ma ad alte prestazioni. Questo laser a fibra dopata a dispersione completamente normale (ANDi) è costruito completamente utilizzando parti disponibili in commercio, tra cui 8.000 dollari in componenti in fibra ottica e laser a pompa, più 4.800 dollari in componenti ottici standard e accessori extra-cavity. I ricercatori nuovi per la fabbricazione di dispositivi in fibra ottica possono anche considerare l'investimento in attrezzature di base per lo splicing in fibra e l'impulso laser (63.000 usd). Importante per un funzionamento laser ottimale, vengono presentati metodi per verificare le prestazioni vere rispetto a quelle apparenti (parziali o simili al rumore) bloccate in modalità. Questo sistema raggiunge la durata dell'impulso di 70 fs con una lunghezza d'onda centrale di circa 1.070 nm e una velocità di ripetizione dell'impulso di 31 MHz. Questo laser a fibra presenta le massime prestazioni che possono essere ottenute per un sistema laser a fibra facilmente assemblabile, che rende questo progetto ideale per laboratori di ricerca che mirano a sviluppare tecnologie laser fs compatte e portatili che consentono nuove implementazioni di microscopia multifotone clinica e chirurgia fs.

È fondamentale verificare il funzionamento bloccato in modalità al completamento delle procedure di fabbricazione del laser a fibra. Le firme della generazione ottimale dell'impulso fs e della stabilità laser sono le seguenti: In primo luogo, l'impulso di uscita può essere sufficientemente caratterizzato dalla strumentazione delineata nel passaggio 6. L'uscita dello spettro dell'impulso dall'oscillatore laser deve essere centrata vicino a 1.070 nm con la caratteristica forma cat-ear o...

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

Viene presentato un metodo per costruire un laser in fibra femtosecondo a basso costo e a basso costo personalizzato per potenziali applicazioni nella microscopia multifotona, nell'endoscopia e nella fotomedicina. Questo laser è costruito utilizzando parti disponibili in commercio e tecniche di giunzione di base.

Fabbricazione personalizzata a basso costo e funzionamento bloccato in modalità di un laser in fibra Femtosecond a dispersione all'innormale per la microscopia multifotone

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

I laser a impulsi femtosecondi hanno ampie applicazioni in multifotoscopia. Questo protocollo può essere utilizzato per fabbricare un laser a fibra di dispersione tutto normale femtosecondo compatto, robusto ed economico. Rispetto ai laser commerciali a stato solido ultraveloci, il laser prodotto in questa tecnica costa molto meno perché consiste solo di parti disponibili in commercio.Inoltre, i laser a fibra non hanno bisogno di raffreddamento ad acqua, quindi le dimensioni del sistema sono più piccole. Ultimo ma non meno importante, i componenti in fibra non richiedono allineamento, il che rende il sistema robusto alle vibrazioni. A differenza dei sistemi disponibili in commercio, questo laser non ha una copertura per bloccare i raggi indesiderati.Personale esperto è necessario per assemblare e far funzionare il laser. Alcuni esperimenti sembrano non essere riproducibili perché è molto probabile che perdi alcuni dettagli non chiamato quando seguono istruzioni scritte. Nella dimostrazione video, gli spettatori non perderanno nulla.Inizia splicing di fibre monomodale, o SMF, al fine di garantire le corrette prestazioni dell'apparecchiatura di giunzione prima di utilizzare materiali in fibra ottica più preziosi. Strisciare circa 30 millimetri della fibra con uno strumento di stripping delle fibre. Se si lavora con fibre fragili, una lama di rasoio può essere utilizzata per staccare con cura il tampone.Utilizzare un tessuto privo di pelucchi con etanolo o isopropanolo per pulire la fibra spogliata. Un suono ronzio durante la pulizia indica che la fibra è sufficientemente pulita. Quindi, posizionare il supporto in fibra sulla mannaia in fibra e assicurarsi che la lama, il morsetto in fibra della mannaia e il supporto in fibra siano tutti puliti.Caricare con cura la fibra nel supporto della fibra lasciando circa 25 millimetri di fibra pulita spogliata all'estremità libera della mannaia per bloccare. Chiudere delicatamente il morsetto in fibra sulla mannaia. Per evitare l'eccesso di tensione sulla fibra, riaprire e chiudere il morsetto.Premi il pulsante Taglia e la mannaia taglierà automaticamente la fibra. Utilizzare una pinzetta con punte arrotondate in plastica per spostare il pezzo tagliato dalla fibra a un contenitore di smaltimento taglienti e trasferire il supporto in fibra allo splicer di fusione. Ripetere la procedura per scindere la seconda fibra.Le due fibre da giunzione insieme dovrebbero avere estremità scissi che si oppongono l'una all'altra dai supporti in fibra all'interno dello splicer in fibra. Chiudete il coperchio dello splicer e impostate parametri quali Diametro nucleo (Core Diameter), Diametro campo modalità (Mode Field Diameter) e Diametro rivestimento (Cladding Diameter). Impostare il metodo di allineamento su Rivestimento, premere il pulsante Imposta e lo splicer si allineerà automaticamente.Premere il pulsante Imposta ad ogni fermata per confermare la qualità dell'allineamento. La giunzione verrà eseguita automaticamente. Controllare la qualità della giunzione utilizzando i controlli di qualità dello splicer e la vista della fotocamera della regione.Una buona giunzione ha un limite di rivestimento uniforme e una luminosità uniforme lungo la fibra in modo tale che non sia visibile alcun giuntura di giunzione. Quindi, aprire il coperchio dello splicer e uno dei supporti in fibra. Opzionalmente, è possibile aggiungere un manicotto in fibra per proteggere la giunzione e il riscaldatore dello splicer può essere utilizzato per modellare il manicotto sulla fibra.Unire l'uscita del combinatore alla fibra attiva drogata di ytterbium. Seguire la procedura descritta in precedenza per scindere la fibra di uscita del combinatore. A causa della forma del suo rivestimento, la fibra attiva deve prima essere sciccata e spennato con un pezzo di fibra monomodale che verrà successivamente rimosso.Tagliare la fibra monomodale a circa due centimetri dal punto di giunzione con un wirecutter. Quindi, strisciare l'intera lunghezza della fibra monomodale e 0,5 centimetri della fibra attiva che lascerà la fibra attiva limitata con due centimetri di fibra monomodale senza buffer. Caricare la fibra attiva nella mannaia assicurandosi che solo la fibra monomodale sia bloccata dal morsetto in fibra.Da questo punto in poi, seguire la procedura precedentemente descritta per scivolo e giunzione della fibra. La sicurezza è la massima priorità. Ricorda di mettere ogni pezzo di frammento di fibra nella scatola degli oggetti affilati.Inoltre, gli occhiali di sicurezza laser devono essere avvisati ogni volta che la pompa è in funzione. Accendere l'oscilloscopio e impostare lo strumento sulla modalità di accoppiamento CA con il livello del grilletto impostato su 30 millivolt. Spostare la fibra di input del fotodiodo dell'analizzatore di spettro ottico sull'ingresso monocromatico e impostare il dispositivo sulla modalità OSA.Quindi, bloccare la fase del laser regolando le piastre d'onda. Ruotare la piastra a quarto d'onda di 2 diversi gradi avanti e indietro. Lo spettro di blocco della modalità è costituito da due picchi stabili con un plateau tra di loro.Nel frattempo, osserva un treno a impulsi stabile sull'oscilloscopio. Se lo spettro di bloccaggio della modalità non viene osservato, ruotare la piastra a quarto d'onda di 1 diversi gradi in una direzione e ripetere il passaggio precedente. Se lo spettro non è ancora osservato, ruotare il filtro birifrangente di diversi gradi e ripetere il processo.Il funzionamento con modalità bloccata è stato verificato al completamento della fabbricazione laser a fibra. L'uscita dello spettro di impulsi dall'oscillatore laser è stata centrata vicino a 1070 nanometri con la caratteristica forma dell'orecchio del gatto che indica il blocco della modalità come previsto dalla simulazione numerica. Come ulteriore diagnostica per il blocco della modalità, la durata dell'impulso e gli spettri di potenza di ripetizione dell'impulso sono stati misurati utilizzando rispettivamente l'autocorrelatore e l'analizzatore dello spettro a radiofrequenza.Sono state misurate durate impulsi di 70 femtosecondi. La stabilità dell'impulso è stata testata monitorando continuamente la potenza media di uscita e lo spettro degli impulsi. Quando la configurazione laser è stata montata su un tavolo ottico galleggiante con smorzamento delle vibrazioni, la deriva di potenza è stata inferiore al 3,5% in 24 ore senza raffreddamento attivo.Dopo aver verificato il blocco della modalità, le prestazioni di imaging sono state testate utilizzando semplici obiettivi di test e campioni biologici. La fluorescenza è stata misurata durante le regolazioni della potenza dell'impulso che hanno verificato che il segnale dipendesse quadranmente dalla potenza laser erogata al piano campione. Campioni biologici macchiati e non macchiati sono stati coniati utilizzando il laser a fibra costruito su misura.Come ulteriore verifica dell'eccitazione a due fotoni, le immagini iperspettrali raccolte di microsfere fluorescenti multicolori sono state confrontate con le immagini scattate dall'eccitazione lineare con laser a diodi commerciali. Infine, sono stati confrontati gli spettri normalizzati delle perline verdi e rosse eccitate dal laser a diodi rispetto al laser a fibra FS personalizzato. Il componente dello spazio libero può essere sostituito da parti in fibra corrispondenti che possono aumentare ulteriormente la robustezza e la mobilità.Il sistema all-fiber può essere messo su un carrello per scenari clinici. Il componente dello spazio libero può essere sostituito da parti in fibra corrispondenti che possono aumentare ulteriormente la robustezza e la mobilità. Il sistema all-fiber può essere messo su un carrello per scenari clinici.L'impatto di questa tecnologia è una questione aperta. Prevediamo che darà ai ricercatori un nuovo accesso alla tecnologia laser al femtosecondo e consentirà loro di sviluppare nuove pubblicazioni.

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Engineering

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Fabbricazione di 1-D Photonic cristallo cavità su una nanofibre Utilizzando ablazione laser a femtosecondi-indotta

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

Fabbricazione di microsfere di polimeri per risonatore ottico e applicazioni 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

Flusso-assistita dielettroforesi: Un metodo a basso costo per la realizzazione di dispositivi ad alte prestazioni soluzione-processable Nanowire

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

Progettazione e fabbricazione di una fibra ottica fatta di acqua

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

Filamenti di Laser a femtosecondi per Imaging Sub Diffraction-Limited e telerilevamento

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