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

Vi takker DRS. E. Cronin-Furman og M. Weitzman (Olympus Corporation i Americas Scientific Solutions Group) for hjelp i å anskaffe bilder. Dette arbeidet ble støttet av National Institutes of Health Grant K22CA181611 (til B.Q.S.) og Richard og Susan Smith Family Foundation (Newton, M.A.) Smith Family Award for excellence i biomedisinsk forskning (til B.Q.S.).

1. skjøte single modus fibre (SMF)
Merk: del 1 består av generelle trinn for å skjøte SMFs. Dette er en ikke-essensielle, men anbefales, steg for å praktisere fiber skjøter bruker billig fiber. Dette trinnet sikrer riktig ytelse av skjøting utstyret før du bruker mer verdifulle fiberoptiske materialer.
<ol><li>Cleave den første fiber.<ol>
<li>Strip ca 30 mm av fiber med en fiber stripping verktøy. For skjøre fibre (f. eks, doble kledd fibre), kan et barberblad brukes til å forsik...

<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>

Protokollene skissert her syntetisere kunnskap og kompetanse som har vært vanlig praksis i laser fysikk laboratorium i flere ti år, men som er ofte ukjent for mange biomedisinsk forskere. Dette arbeidet forsøker å gjøre denne lynrask fiber laser teknologi mer tilgjengelig for det bredere samfunnet. Den ANDi fiber laser design er godt etablert, som først utviklet i banebrytende verker av Wise og kolleger3. Men implementeringer av denne teknologien av andre grupper har noen ganger resultert i ...

Solid State femtosecond (FS) pulserende lasere er mye brukt for mikroskopi og biologisk forskning. Et typisk eksempel er bruken av multiphoton eksitasjon (MPE) fluorescens mikroskopi, hvor høy topp effekt og lav gjennomsnittlig kraft er ønskelig å lette MPE prosessen samtidig minimere photoskade mekanismer. Mange høy ytelse Solid-State lasere er kommersielt tilgjengelig, og kombinert med en optisk parametrisk oscillator (OPO), kan laser bølgelengde stilles over et bredt spekter1. For eksempel kommersielle oscillator-OPO systemer generere < 120 FS puls varigheter (vanligvis med en 80 MHz puls repetisjon rate) og > 1 W gjennomsnittlig strøm fra 680 til 1 300 NM. Imidlertid er kostnaden av disse kommersielle tunable FS Laser systemer betydelig (> $200000), og Solid-State systemer generelt krever vannkjøling og er ikke bærbare for kliniske applikasjoner.
UltraShort pulserende fiber laser teknologi har modnet de siste årene. Kostnaden for en kommersiell FS pulserende fiber laser er vanligvis betydelig lavere enn solid-state lasere, men uten evne til bred bølgelengde tuning by av Solid-State systemer som er nevnt ovenfor. Merk at fiber lasere kan pares med OPOs når det er ønskelig (dvs. hybrid fiber-Solid-State systemer). Det store forholdet mellom overflate og volum av fiberlasersystemer muliggjør effektiv luftkjøling2. Derfor er fiber lasere mer bærbare enn solid state-systemer på grunn av sin relativt lille størrelse og forenklet kjølesystem. Videre, fusjon skjøting av fiber komponenter reduserer systemets kompleksitet og mekaniske drift i motsetning til fri-plass justering av de optiske komponentene som utgjør Solid-State enheter. Alle disse funksjonene gjør fiber lasere ideelle for kliniske applikasjoner. Faktisk, all-fiber lasere har blitt utviklet for lite vedlikehold drift3,4,5, og alle-polarisering-opprettholde (PM)-fiber lasere er stabile til miljømessige faktorer, inkludert endringer i temperatur og fuktighet, samt mekaniske vibrasjoner2,6,7,8.
Her er en metode presentert for å bygge en kostnadseffektiv FS pulserende ANDi fiber laser med kommersielt tilgjengelige deler og standard fiber skjøting teknikker. Metoder for å karakterisere pulsen repetisjon rate, varighet, og sammenheng (full modus-Lock) er også presentert. Den resulterende fiber laser genererer modus-låste pulser som kan komprimeres til 70 FS med en repetisjon rate på 31 MHz og en bølgelengde sentrert på 1 060 til 1 070 NM. Den maksimale utgangseffekten fra laserstrålen er ca. 1 W. Pulsen fysikk av ANDi fiber lasere elegant utnytter ikke-lineær polarisering evolusjon iboende til optisk fiber som en viktig del av nasyŝaemoe Absorber2,3,9,10,11. Men dette betyr at ANDi design er ikke lett implementeres ved hjelp av PM fiber (selv om en all-PM fiber gjennomføring av ANDi modus-låsing har blitt rapportert, men med lav effekt og PS puls varighet12). Derfor krever miljø stabilitet betydelig ingeniørkunst. Neste generasjons fiber laser design, slik som Mamyshev Oscillator, har potensial til å tilby komplett miljø stabilitet som all-PM-fiber enheter i stand til en størrelsesorden økning i intracavity puls energi, samt tilby betydelige reduksjoner i pulsen varighet for å aktivere programmer som er avhengige av bred puls Spectra13,14. Tilpasset fabrikasjon av disse innovative nye FS fiber laser design krever kunnskap og fiber skjøting erfaring.

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

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

En protokoll er presentert for å bygge en egendefinert lav pris, men høy ytelse femtosecond (FS) fiber laser. Denne alt-normal-dispersjon (ANDi) ytterbium-dopet fiber laser er bygget helt ved hjelp av kommersielt tilgjengelige deler, inkludert $8 000 i fiberoptisk og pumpe laser komponenter, pluss $4 800 i standard optiske komponenter og ekstra hulrom tilbehør. Forskere nye til fiberoptisk enhet fabrikasjon kan også vurdere å investere i grunnleggende fiber skjøting og laser puls karakterisering utstyr (~ $63 000). Viktig for optimal laser drift, metoder for å verifisere sann kontra tilsynelatende (delvis eller støy-lignende) modus-låst ytelse presenteres. Dette systemet oppnår 70 FS puls varighet med et senter bølgelengde på ca 1 070 NM og en puls repetisjon rate på 31 MHz. Dette fiber laser viser topp ytelse som kan fås for en lett montert fiber lasersystem, som gjør dette designet ideelt for forskningslaboratorier satsing å utvikle kompakte og bærbare FS laser teknologier som muliggjør nye implementeringer av klinisk multiphoton mikroskopi og FS kirurgi.

Det er avgjørende å verifisere modus-låst drift ved fullføring av fiber laser fabrikasjon prosedyrer. Signaturer av optimal og laser stabilitet FS puls er som følger: for det første kan utgangs pulsen være tilstrekkelig karakterisert av instrumentering som er skissert i trinn 6. Pulsen spekteret output fra laser oscillator bør være sentrert nær 1 070 NM med den karakteristiske Cat-Ear eller Batman form som indikerer modus-låsing som spådd av numerisk simulering av ANDi Pulse P...

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

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

En metode er presentert for å bygge en egendefinert lav pris, modus-låst femtosecond fiber laser for potensielle applikasjoner i multiphoton mikroskopi, endoskopi, og fotomedisin. Denne laseren er bygget ved hjelp av kommersielt tilgjengelige deler og grunnleggende skjøting teknikker.

Lavpris tilpasset fabrikasjon og modus-låst drift av en all-normal-dispersjon femtosecond fiber laser for Multiphoton mikroskopi

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

Femtosecond puls lasere har brede applikasjoner i multiphoton miscroscopy. Denne protokollen kan brukes til å fremstille en femtosecond all-normal dispersjon fiber laser som er kompakt, robust, og billig. Sammenlignet med kommersielle solid-state ultraraske lasere, laseren produsert i denne teknikken koster mye mindre fordi den består av bare kommersielt tilgjengelige deler.Også fiberlasere trenger ikke vannkjøling, så størrelsen på systemet er mindre. Sist men ikke minst, fiberkomponentene krever ikke justering, noe som gjør systemet robust for vibrasjon. I motsetning til kommersielt tilgjengelige systemer, denne laseren har ikke et deksel for å blokkere uønskede bjelker.Erfarent personell er nødvendig for å montere og betjene laseren. Noen eksperimenter ser ut til å være ugjenkallelige fordi det er svært sannsynlig å gå glipp av noen uoppfordret detaljer når du følger skriftlige instruksjoner. I videodemonstrasjonen går ikke seerne glipp av noe.Start med å spleise enkeltmodusfibre, eller SmFs, for å sikre riktig ytelse av skjøteutstyret før mer verdifulle fiberoptiske materialer brukes. Strip ca 30 millimeter av fiberen med en fiber-stripping verktøy. Hvis du arbeider med skjøre fibre, kan et barberblad brukes til å forsiktig skrelle av bufferen.Bruk et lofritt vev med etanol eller isopropanol for å rengjøre den strippede fiberen. En summende lyd under tørke indikerer at fiberen er tilstrekkelig ren. Deretter plasserer du fiberholderen på fiberstengen og kontrollerer at bladet, fiberklemmen på cleaveren og fiberholderen er rene.Last fiberen forsiktig inn i fiberholderen og la ca. 25 millimeter strippet ren fiber i den frie enden av cleaveren klemme. Lukk fiberklemmen forsiktig på cleaveren. For å unngå overflødig spenning på fiberen, åpne igjen og lukk klemmen.Trykk på Klipp (Cut)-knappen, så kutter du fiberen automatisk. Bruk pinsett med plastavrundede spisser for å flytte stykket kuttet ut fra fiberen til en skarp avhendingsbeholder og overfør fiberholderen til fusjonssplelisen. Gjenta prosedyren for å holde den andre fiberen.De to fibrene som skal skjøtes sammen skal ha spaltet ender mot hverandre av fiberholderne i fiberspleliceren. Lukk dekselet på skjøteboltet og angi parametere som kjernediameter, modusfeltdiameter og kledningsdiameter. Sett justeringsmetoden til Kledning, trykk på Angi-knappen, og skjøtestolen justeres automatisk.Trykk på Set-knappen på hvert stopp for å bekrefte kvaliteten på justeringen. Skjøten vil bli gjort automatisk. Kontroller kvaliteten på skjøten ved hjelp av kvalitetskontrollene til skjøten samt kameravisningen av regionen.En god skjøte har en jevn kledningsgrense og jevn lysstyrke langs fiberen slik at ingen skjøte juncture er synlig. Deretter åpner du splicerdekselet og en av fiberholderne. Eventuelt kan en fiberhylse legges til for å beskytte skjøten, og varmeapparatet på skjøte kan brukes til å forme hylsen på fiberen.Skjøt kombinerutgangen til ytterbium-dopet aktiv fiber. Følg den tidligere beskrevne prosedyren for å holde skurerutgangsfiberen. På grunn av formen på kledningen, bør den aktive fiberen først spaltes og skjøtes med et stykke single-mode fiber som senere vil bli fjernet.Klipp enkeltmodusfiberen omtrent to centimeter fra skjøtepunktet med en wirecutter. Deretter fjerner du hele lengden på enkeltmodusfiberen og 0,5 centimeter av den aktive fiberen som vil forlate den aktive fiberen avkortet med to centimeter bufferløs single-mode fiber. Legg den aktive fiberen inn i cleaveren og pass på at bare enmodusfiberen klemmes fast av fiberklemmen.Fra dette punktet følger du den tidligere beskrevne prosedyren for å spalte og spleise fiberen. Sikkerhet er høyeste prioritet. Husk å sette hvert stykke fiberfragment i den skarpe objektboksen.Også laser sikkerhetsbriller bør være advare når pumpen er i drift. Slå på oscilloskopet og sett instrumentet til vekselstrømkoblingsmodus med utløsernivået satt til 30 millivolt. Flytt den optiske spektrumanalysatoren fotodiodeinngangsfiber til monokromatisk inngang og sett enheten til OSA-modus.Deretter låser du laserfasen ved å justere bølgeplatene. Roter Quarter-Wave Plate 2 flere grader frem og tilbake. Moduslåsende spektrum består av to stabile topper med et platå mellom dem.I mellomtiden observere et stabilt pulstog på oscilloskopet. Hvis moduslåsspekteret ikke observeres, roterer du Quarter-Wave Plate 1 flere grader i én retning og gjentar forrige trinn. Hvis spekteret fortsatt ikke observeres, roterer du det birefringente filteret flere grader og gjentar prosessen.Moduslåst drift ble verifisert ved ferdigstillelse av fiberlaserfabrikasjon. Pulsspekteret fra laserspilleren var sentrert nær 1070 nanometer med den karakteristiske katteøreformen som indikerer moduslåsing som spådd ved numerisk simulering. Som en ytterligere diagnostisk for moduslåsing ble pulsvarigheten og pulsrepetisjonseffektspektra målt ved hjelp av henholdsvis autokorrelator- og radiofrekvensspektrumanalysatoren.Pulsvarighet på 70 femtosekunder ble målt. Pulsstabilitet ble testet ved kontinuerlig å overvåke gjennomsnittlig utgangseffekt og pulsspekteret. Da laseroppsettet ble montert på et flytende optisk bord med vibrasjonsdemping, var kraftdriften mindre enn 3,5 % over 24 timer uten aktiv kjøling.Etter å ha bekreftet moduslåsing, ble bildebehandlingsytelsen testet ved hjelp av enkle testmål og biologiske prøver. Fluorescens ble målt under justeringer av pulskraften som bekreftet at signalet var kvadratisk avhengig av laserkraften som ble levert til prøveplanet. Fargede og uopphetede biologiske prøver ble avbildet ved hjelp av den spesialbygde fiberlaseren.Som en ekstra verifisering av to-foton eksitasjon, samlet hyperspektrale bilder av flerfarget fluorescerende mikrosfærer ble sammenlignet med bilder tatt av lineær eksitasjon med kommersielle diod lasere. Til slutt ble den normaliserte spektra av grønne og røde perler begeistret av diodelaseren versus den tilpassede FS-fiberlaseren sammenlignet. Den frie plass komponenten kan erstattes av tilsvarende fiber deler som kan ytterligere øke robusthet og mobilitet.Altfibersystemet kan settes på en handlevogn for kliniske scenarier. Den frie plass komponenten kan erstattes av tilsvarende fiber deler som kan ytterligere øke robusthet og mobilitet. Altfibersystemet kan settes på en handlevogn for kliniske scenarier.Virkningen av denne teknologien er et åpent spørsmål. Vi forventer at det vil gi forskerne ny tilgang til femtosecond laserteknologi og gjøre dem i stand til å utvikle nye publikasjoner.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Fabrikasjon av Nano-konstruert transparent gjennomføre Oksider av pulset laser Nedfall

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

Fabrikasjon, drift og Flow Visualisering i overflate akustiske bølger-drevet Acoustic-motstrøm 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

Fabrikasjon og drift av en Nano-Optical transportbånd

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

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

Automatisering av Mode Låsing i en ikke-lineær polarisering rotasjon Fiber Laser gjennom Output Polarisering Målinger

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

Fabrikasjon og drift av Acoustofluidic enheter som har støtte Bulk Acoustic stående bølger for Sheathless Fokusering av partikler

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

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

Fabrikasjon av 1-D fotoniske krystaller hulrom på en nanofiber Bruke femtosecond laser-indusert ablasjon

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

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

Fremstilling av polymer mikrosfærer for optisk resonator og laser applikasjoner

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

Flyt-assistert Dielectrophoresis: En rimelig metode for fabrikasjon av høytytende løsningen-processable Nanowire enheter

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

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

Design and fabrikasjon av en optisk Fiber laget av vann

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

Femtosecond Laser filamenter for bruk i Sub-Diffraction-begrenset Imaging og fjernmåling

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