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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E. 크로닌-푸르만 박사와 M. 바이츠만(미주 과학 솔루션 그룹의 올림푸스 코퍼레이션)이 이미지 획득에 도움을 주신 것에 대해 감사드립니다. 이 작품은 건강 보조금 K22CA181611의 국립 연구소에 의해 지원되었다 (B.Q.S.에) 리처드와 수잔 스미스 가족 재단 (뉴턴, M.A.) 스미스 가족상 생물 의학 연구 우수 (B.Q.S.에).

1. 스플라이스 단일 모드 섬유 (SMF)
참고: 섹션 1은 SMF를 접합하는 일반적인 단계로 구성됩니다. 이것은 필수적이지 않지만 저렴한 섬유를 사용하여 섬유 접합을 연습하기위한 권장 단계입니다. 이 단계는 더 가치있는 광섬유 재료를 사용하기 전에 접합 장비의 적절한 성능을 보장합니다.
<ol><li>첫 번째 섬유를 갈라주세요.<ol>
<li>섬유 스트리핑 도구로 약 30mm의 섬유를 제거합?...

<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>

여기에 설명 된 프로토콜은 수십 년 동안 레이저 물리학 실험실에서 일반적인 관행이었지만 많은 생물 의학 연구자에게 자주 익숙하지 않은 노하우와 전문 지식을 합성합니다. 이 작품은이 초고속 섬유 레이저 기술을 더 넓은 지역 사회에 더 쉽게 접근 할 수 있도록하려고합니다. ANDi 섬유 레이저 디자인은 와이즈와 동료3에의해 정액 작품에서 처음 개발된 바와 같이 잘 확립되?...

고체 펨토초(fs) 펄스 레이저는 현미경 및 생물학적 연구에 널리 사용됩니다. 대표적인 예로는 광손상 메커니즘을 최소화하면서 MPE 공정을 용이하게 하기 위해 높은 피크 전력과 낮은 평균 전력이 요구되는 다광자 광도(MPE) 형광 현미경의 사용이 있습니다. 많은 고성능 고체 레이저가 시판되고, 광학 파라메트릭 발진기 (OPO)와 결합될 때, 레이저 파장은 넓은 범위1에걸쳐 튜닝될 수 있다. 예를 들어 상업용 발진기-OPO 시스템은 680에서 1,300nm까지의 평균 전력(일반적으로 80MHz 펄스 반복 속도)과 >1W 평균 전력을 생성합니다. 그러나 이러한 상용 튜닝 가능한 fs 레이저 시스템의 비용은 상당하며(>$200,000), 솔리드 스테이트 시스템은 일반적으로 수냉을 필요로 하며 임상 응용 분야에는 이식할 수 없습니다.
초단 펄스 섬유 레이저 기술은 지난 몇 년 동안 성숙했다. 상용 fs 펄스 섬유 레이저의 비용은 일반적으로 위에서 언급 한 고체 시스템에 의해 제공되는 광범위한 파장 튜닝의 기능없이, 고체 레이저보다 상당히 낮다. 광섬유 레이저는 원하는 경우 오푸스와 페어링할 수 있습니다(즉, 하이브리드 섬유-고체 시스템). 섬유 레이저 시스템의 큰 표면 대 부피 비율은 효율적인 공기 냉각2를가능하게합니다. 따라서, 광섬유 레이저는 상대적으로 작은 크기와 단순화 된 냉각 시스템으로 인해 고체 시스템보다 더 휴대용입니다. 또한, 섬유 부품의 융합 접합은 고체 장치를 구성하는 광학 부품의 자유 공간 정렬과 는 달리 시스템 복잡성과 기계적 드리프트를 감소시킵니다. 이러한 모든 기능은 섬유 레이저를 임상 응용 분야에 이상적입니다. 사실, 모든 섬유 레이저는 낮은 유지 보수 작업을 위해 개발되었다3,4,5,모든 편광 유지 (PM) 섬유 레이저는 온도와 습도의 변화뿐만 아니라 기계적 진동2,6,7,8등의환경 요인에 안정적이다.
여기서, 시판되는 부품 및 표준 섬유 접합 기술을 이용한 비용 효율적인 fs 펄스 ANDi 섬유 레이저를 구축하는 방법이 제시된다. 펄스 반복 속도, 지속 시간 및 일관성(전체 모드 잠금)을 특성화하는 방법도 제공됩니다. 생성된 광섬유 레이저는 31MHz의 반복 속도와 1,060~ 1,070nm의 파장을 통해 70fs로 압축할 수 있는 모드 잠금 펄스를 생성합니다. 레이저 캐비티의 최대 전력 출력은 약 1W입니다. ANDi 섬유 레이저의 펄스 물리학은 포화 흡수기2,3,9,10,11의핵심 구성 요소로서 광섬유에 내재된 비선형 편광 진화를 우아하게 활용합니다. 그러나 이는 ANDi 설계가 PM 섬유를 사용하여 쉽게 구현되지 않음을 의미합니다(ANDi 모드 잠금의 모든 PM 파이버 구현이 보고되었지만, 낮은 전력 및 ps 펄스 지속 시간12임에도불구하고). 따라서 환경 안정성에는 상당한 엔지니어링이 필요합니다. Mamyshev 발진기와 같은 차세대 섬유 레이저 설계는 전체 PM-섬유 장치로서 전체 환경 안정성을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 넓은 펄스 스펙트럼13,14에의존하는 응용 프로그램을 가능하게 하기 위해 펄스 지속 시간의 현저한 감소를 제공할 뿐만 아니라, 이러한 혁신적인 새로운 fs 섬유 레이저 디자인의 사용자 정의 제작은 노하우와 섬유 접합 경험이 필요합니다.

<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

맞춤형 저비용이지만 고성능 펨토초(fs) 광섬유 레이저를 구축하기 위한 프로토콜이 제시됩니다. 이 모든 정상 분산 (ANDi) ytterbium 도핑 섬유 레이저는 광섬유 및 펌프 레이저 구성 요소에 $ 8,000, 표준 광학 부품 및 엑스트라 캐비티 액세서리 $ 4,800을 포함하여 상업적으로 이용 가능한 부품을 사용하여 완전히 제작되었습니다. 광섬유 장치 제조를 위한 새로운 연구원은 또한 기본적인 섬유 접합 및 레이저 펄스 특성화 장비 (~$63,000)에 투자를 고려할 수 있습니다. 최적의 레이저 작동에 중요한 방법, 실제 및 명백한 (부분 또는 노이즈와 같은) 모드 잠금 성능을 확인하는 방법이 표시됩니다. 이 시스템은 약 1,070 nm의 중심 파장과 31 MHz의 펄스 반복 속도로 70 fs 펄스 지속 시간을 달성합니다. 이 광섬유 레이저는 쉽게 조립된 광섬유 레이저 시스템을 위해 얻을 수 있는 피크 성능을 나타내며, 이 설계는 새로운 구현을 가능하게 하는 컴팩트하고 휴대용 fs 레이저 기술을 개발하는 것을 목표로 하는 연구 실험실에 이상적입니다. 임상 다광자 현미경 및 FS 수술.

광섬유 레이저 제조 절차가 완료되면 모드 잠금 작동을 확인하는 것이 중요합니다. 최적의 fs 펄스 생성 및 레이저 안정성의 시그니처는 다음과 같습니다: 첫째, 출력 펄스는 6단계에서 설명된 계측에 의해 충분히 특징지어질 수 있다. 레이저 발진기의 펄스 스펙트럼 출력은 ANDi 펄스 물리학15 (그림 2A)의수치 시뮬레이션...

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

다광자 현미경, 내시경 검사 및 광의학에서 잠재적 인 응용 분야에 대한 사용자 정의 저비용, 모드 잠금 펨토초 섬유 레이저를 구축하는 방법이 제시된다. 이 레이저는 시판되는 부품과 기본 접합 기술을 사용하여 제작되었습니다.

다광자 현미경을 위한 저비용 맞춤형 제작 및 모드 잠금 작동 의 모든 정상 분산 펨토초 섬유 레이저

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

펨토초 펄스 레이저는 다광 현미경 검사에서 광범위한 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 이 프로토콜은 컴팩트하고 견고하며 저렴한 펨토초 의 분산 섬유 레이저를 제작하는 데 사용할 수 있습니다. 상업용 솔리드 스테이트 초고속 레이저와 비교하여 이 기술로 생산된 레이저는 시판되는 부품만으로 구성되어 있기 때문에 비용이 훨씬 적습니다.또한, 섬유 레이저는 물 냉각이 필요하지 않으므로 시스템의 크기가 작습니다. 마지막으로 섬유 부품은 정렬이 필요하지 않아 시스템이 진동에 견고하게 만듭니다. 시판되는 시스템과 달리 이 레이저에는 원치 않는 빔을 차단하는 덮개가 없습니다.숙련된 인력은 레이저를 조립하고 작동하려면 필요합니다. 일부 실험은 서면 지침을 따르는 경우 호출되지 않은 세부 정보를 놓칠 가능성이 매우 높기 때문에 재현 할 수없는 것으로 보입니다. 비디오 데모에서 시청자는 아무것도 놓치지 않을 것입니다.더 가치있는 광섬유 재료가 사용되기 전에 접합 장비의 적절한 성능을 보장하기 위해 단일 모드 섬유 또는 SMF를 접합하여 시작합니다. 섬유 제거 도구로 약 30밀리미터의 섬유질을 제거합니다. 깨지기 쉬운 섬유로 작업하는 경우 면도날을 사용하여 버퍼를 조심스럽게 벗겨낼 수 있습니다.에탄올 또는 이소프로파놀이 있는 보풀이 없는 조직을 사용하여 벗겨진 섬유질을 청소하십시오. 닦아내는 동안 윙윙 거리는 소리는 섬유가 충분히 깨끗하다는 것을 나타냅니다. 그런 다음 섬유 홀더를 섬유 칼에 놓고 칼의 블레이드, 섬유 클램프 및 섬유 홀더가 모두 깨끗하다는 것을 확인하십시오.섬유 홀더에 섬유를 조심스럽게 적재하여 클램프에 클램핑하는 칼의 자유 끝에 약 25밀리미터의 벗겨진 깨끗한 섬유를 남깁니다. 칼에 섬유 클램프를 부드럽게 닫습니다. 섬유의 과도한 장력을 피하려면 클램프를 다시 열고 닫습니다.절단 버튼을 누르면 칼이 자동으로 섬유를 절단합니다. 플라스틱 둥근 팁핀셋을 사용하여 섬유에서 잘라낸 조각을 날카로운 폐기 용기로 옮기고 섬유 홀더를 융합 스플리커로 옮길 수 있습니다. 절차를 반복하여 두 번째 섬유를 갈라둡니다.함께 접합되는 두 섬유는 섬유 접합기 내의 섬유 홀더에 의해 서로 대립하는 끝을 갈라져야합니다. 스플리커의 덮개를 닫고 코어 직경, 모드 필드 직경 및 클래딩 직경과 같은 매개 변수를 설정합니다. 정렬 메서드를 클래딩으로 설정하고 설정 버튼을 누르면 스플리터가 자동으로 정렬됩니다.모든 정류장에서 세트 버튼을 눌러 정렬 품질을 확인합니다. 스플라이스는 자동으로 수행됩니다. 스플라이커의 품질 컨트롤과 지역의 카메라 뷰를 사용하여 스플라이스의 품질을 확인합니다.좋은 스플라이스는 균일한 클래딩 경계와 섬유를 따라 균일한 밝기를 가지며, 스플라이스 시즈가 보이지 않습니다. 그런 다음 스플리커 커버와 섬유 홀더 중 하나를 엽니다. 선택적으로, 스플라이서의 스플라이스와 히터를 보호하기 위해 섬유 슬리브를 첨가하여 소매를 섬유에 성형하는 데 사용될 수 있다.결합기 출력을 이터비움 도핑 활성 섬유에 스플라이스합니다. 이전에 설명한 절차를 따라 결합기 출력 섬유를 크리브합니다. 클래딩의 모양으로 인해 활성 섬유는 먼저 갈라지고 나중에 제거 될 단일 모드 섬유 조각으로 접합되어야합니다.와이어커터로 접합 점에서 약 2센티미터 떨어진 단일 모드 섬유를 잘라냅니다. 이어서, 단일 모드 섬유의 전체 길이와 0.5센티미터의 활성 섬유를 제거하여 활성 섬유를 버퍼리스 단일 모드 섬유의 2센티미터로 제한하게 됩니다. 활성 섬유를 칼에 적재하여 단일 모드 섬유만 섬유 클램프에 의해 고정되도록 합니다.이 시점부터 섬유를 클리킹하고 접합하기 위해 이전에 설명한 절차를 따릅니다. 안전이 최우선 과제입니다. 날카로운 오브젝트 상자에 섬유 조각의 모든 조각을 넣어 하는 것을 기억 하십시오.또한, 레이저 안전 고글은 펌프가 작동 할 때마다 경고해야합니다. 오실로스코프를 켜고 30밀리볼트로 설정된 트리거 레벨로 기기를 AC 커플링 모드로 설정합니다. 광 스펙트럼 분석기 광다이오드 입력 섬유를 단색 입력으로 이동하고 장치를 OSA 모드로 설정합니다.그런 다음 웨이브 플레이트를 조정하여 레이저의 위상을 잠급합니다. 분기 파 플레이트 2를 앞뒤로 회전시다. 모드 잠금 스펙트럼은 둘 사이에 고원이 있는 두 개의 안정적인 봉우리로 구성됩니다.한편, 오실로스코프에서 안정적인 펄스 트레인을 관찰한다. 모드 잠금 스펙트럼이 관찰되지 않으면 쿼터 웨이브 플레이트 1을 한 방향으로 여러 도 회전하고 이전 단계를 반복합니다. 스펙트럼이 아직 관찰되지 않으면 비침망 필터를 여러 도 회전하고 프로세스를 반복합니다.모드 잠금 작업은 섬유 레이저 제작이 완료되면 확인되었습니다. 레이저 발진기의 펄스 스펙트럼 출력은 수치 시뮬레이션에 의해 예측된 모드 잠금을 나타내는 특성 고양이 귀 형상으로 1070 나노미터 에 가깝게 집중되었다. 모드 잠금을 위한 추가 진단으로서, 펄스 지속시간 및 펄스 반복 전력 스펙트럼스펙트럼은 각각 오토콜렐레이터 및 무선 주파수 스펙트럼 분석기를 사용하여 측정되었다.70 펨토초의 펄스 지속시간을 측정했습니다. 펄스 안정성은 평균 출력 전력 및 펄스 스펙트럼을 지속적으로 모니터링하여 테스트되었습니다. 진동 댐핑이 있는 부동 광학 테이블에 레이저 설정을 장착했을 때, 액티브 냉각 없이 24시간 동안 전력 드리프트가 3.5% 미만이었습니다.모드 잠금을 확인한 후 간단한 테스트 대상 및 생물학적 샘플을 사용하여 이미징 성능을 테스트했습니다. 형광은 신호가 샘플 평면에 전달된 레이저 전력에 사분면 의존했음을 확인한 펄스 전력의 조정 중에 측정되었다. 스테인드 및 얼룩이 없는 생물학적 표본은 맞춤형 섬유 레이저를 사용하여 이미지화되었습니다.2광자 여기의 추가 검증으로, 다색 형광 마이크로스피어의 수집된 하이퍼스펙트럼 이미지는 상업용 다이오드 레이저와 선형 여기로 촬영한 이미지와 비교되었다. 마지막으로, 다이오드 레이저에 의해 흥분된 녹색 과 빨간색 구슬의 정규화된 스펙트럼과 맞춤형 FS 섬유 레이저를 비교하였다. 여유 공간 구성 요소는 견고성과 이동성을 더욱 높일 수 있는 해당 섬유 부품으로 대체할 수 있습니다.모든 섬유 시스템은 임상 시나리오를 위해 카트에 넣을 수 있습니다. 여유 공간 구성 요소는 견고성과 이동성을 더욱 높일 수 있는 해당 섬유 부품으로 대체할 수 있습니다. 모든 섬유 시스템은 임상 시나리오를 위해 카트에 넣을 수 있습니다.이 기술의 영향은 열린 질문입니다. 우리는 연구원들에게 펨토초 레이저 기술에 대한 새로운 접근을 제공하고 새로운 간행물을 개발할 수 있을 것으로 기대합니다.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

의 제작 펄스 레이저 증착에 의해 투명 실시 산화물 나노 설계

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

연구

공학

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

표면 음향 파 중심의 어쿠스틱 역류 미세 유체의 제조, 운영 및 유동 가시화

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

나노 광학 컨베이어 벨트의 제작 및 운영

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

출력 편광 측정을 통해 비선형 편광 회전 광섬유 레이저의 모드 잠금의 자동화

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

제조 및 Acoustofluidic 장치의 작동은 입자의 초점 쉬스에 대한 대량 음향 서 파도 지원

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

펨토초 레이저에 의한 절제를 사용하여 나노 섬유에 1-D 광자 크리스탈 캐비티의 제작

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

광 공진기 및 레이저 응용을위한 고분자 미소 구의 제조

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

흐름 기반 Dielectrophoresis: 고성능 솔루션 처리 나노와이어 소자의 제조에 대 한 낮은 비용 방법

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

물으로 만든 광섬유의 설계 및 제조

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

하위 Diffraction 제한 이미징 및 원격 탐사에 사용 하기 위해 펨 레이저 필 라 멘 트

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