Nanodetection에 대한 참조 간섭계의 구현
Summary
nanodetection 대한 바람직하지 않은 레이저 지터 노이즈를 제거하도록 설계 기준 간섭계 기술은, 매우 높은 품질 계수의 마이크로 공동 프로빙에 이용된다. 어셈블리, 설정 및 데이터 수집을위한 지침은 캐비티 품질 계수를 특정하기위한 측정 과정과 함께 제공된다.
Abstract
초고 품질 인자 마이크로 공동 검사에 적합한 열적 및 기계적으로 안정화 된 광섬유 간섭계는 구식된다. 그 자유 스펙트럼 범위 (FSR)를 평가 한 후에, 모듈은 광섬유 테이퍼 마이크로 공동 시스템과 병렬로 넣을 후 레이저의 주파수 (즉, 레이저 지터 노이즈)에 랜덤 시프트를 분리 및 제거를 통해 교정. 테이퍼 마이크로 공동 접합을 실현하고, 공진기에 전달되어 광 전력을 최대화하기 위해, 단일 모드 광섬유 도파로가 당겨진다. 폴리스티렌 나노 비드를 함유하는 용액을 제조하고이어서 마이크로 공동의 표면에 결합 감지하는 시스템의 능력을 입증하기 위해 마이크로 공동으로 유입된다. 데이터는 고해상도 품질 계수의 측정뿐만 아니라 공진 파장 분할 주파수 시프트와 같은 시간 의존적 파라미터의 플로팅을 허용 적응 커브 피팅을 통해 사후 처리된다. 정중하게시간 영역 응답 단계를 검사하고 주파수 – 도메인 응답하여 변속이 악기는 이산 바인딩 이벤트를 정량화 할 수있다.
Introduction
연구 분야는 nanodetection와 1-8 바이오 센서의 목적을 위해 속삭이는 갤러리 모드 (WGM) 마이크로 공동의 사용에 크게 상승했다. 이것은 매우 높은 품질 계수 (Q) 단일 단백질 수준이 아래로 조금만 생물학적 입자를 식별하는 능숙 광학 공동을 포함한다. 즉, 특별한 감도 전송 9-11 작은 모드 볼륨에서 빛 에너지의 공동의 제한으로 활성화 할 수 있습니다에 대한 공진 및 분할 주파수의 변화를 모니터링합니다. 공진기의 광학적 성질의 변화는 다시 개별 분자 또는 나노 입자의 결합에서 발생한 이러한 변화의 원인이다. 이러한 응용을위한 3 차원 구조의 WGM 덜 정교한 예는 단순히 CO 2 레이저를 사용하여 그려진 광파이버를 절제하여 원자 적으로 매끄러운 표면 근처로 제조 될 수있는 실리카 마이크로 스피어이다. 공지 된 바와 같이,10 (9)의 순서에 높은 Q-요인은 1을 획득 할 수있다.
마이크로 공동의 공진 주파수는 종래 동시에 오실로스코프 포착 광전송을 수광하면서 가변 레이저 광원의 광 주파수를 스캐닝함으로써 모니터링된다. 이 기술의 고유의 단점은 레이저 파장 레이저 지터 변동에서 발생하는 전송에서 방울의 위치와 관련된 불확실성이다. 이러한 복잡화를 극복하기 위해, 간섭계는 레이저 지터를 취소하고 관찰 민감성이 증가하는 기준 신호를 생성하는 마이크로 공동과 함께 사용될 수있다. (측정 중에 하나 지난 FSR 주파수 간격을 터링으로부터 레이저를 방지하기에 충분히 큰 자유 스펙트럼 범위 또는 FSR)와 간섭계 int는 검출 빔 통과 참조광 : 광 입력은 두 개의 광로로 분할WGM의 마이크로 공진기와 eracts. 이 기능은 분산 피드백 레이저 (DFB)의 조합 주기적으로 분극 니오브 산 리튬 (PPLN) 12 더블을 수반 WGM 감지의 같은 고급 구성을 비교 실험을 간소화합니다. 이 책에서, 나노 물질의 매우 높은 품질 계수의 마이크로 공동 기반 모니터링을위한 간섭계 기술은 3을 설명한다. 이것을 달성하는 데 필요한 셋업 및 데이터 수집 절차는 캐비티 품질 계수는 참고 간섭 법을 통해 결정될 수있는 방법을 보여주는 나와있다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이것은 현재의 설정은 프로브 레이저 소스에 대한 피드백 제어를 필요로하지 않고, 예컨대 microdisks, 미소 한 microtoroids 같은 WGM의 마이크로 공동의 다양한 프로빙 할 수있다. 검출을위한 상당한 신호 대 잡음비 (SNR)를 인해 경로 길이 및 입자 – 유도 산란 효과에 의해 제공 단계 시프트 개선을 얻을 수있다. 단순 및 기준 간섭계 자체의 저렴한 비용을 감안할 때,이 방법은 WGM 충치의 특성을 연구하거?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 그림 1의 개념도를 구성하는 법사 뒤에게 감사의 말씀을 전합니다.이 작품은 캐나다의 자연 과학 및 공학 연구위원회 (NSERC)에서 교부금에 의해 투자되었다.
Materials
| Polystyrene Microspheres | PolyScience | ||
| Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) | Life Technologies | 14190 | |
| Piezoelectric Nanopositioner System | Precision Instrument | P-611.3S | |
| Balanced Photodetector | Thorlabs | PDB120A | |
| Photo Detector | Newport | 1801-FC | |
| 2 x 3-dB Fiber Optical Directional Coupler | Thorlabs | FC632-50B | |
| 10-dB Fiber Optical Directional Coupler | Thorlabs | FC632-90B | |
| 2 x Drop In Polarization Controller | General Photonics | PLC-003-S-25 | |
| Function Generator | Hewlett Packard | 33120A | |
| Fusion Splicer | Ericsson | FSU-925 | |
| High-Speed Oscilloscope | Agilent | DS09404A | |
| 2 x Motorized Translation Stage with Controller | Thorlabs | MTS25-Z8E | |
| Single Mode Optical Fiber, 600-800 nm, Ø125 μm Cladding | Thorlabs | SM600 | |
| Real-Time Electrical Spectrum Analyzer | Tektronix | RSA3408B | |
| Optical Spectrum Analyzer | Agilent | 70951A | |
| 632.5 – 637 nm Tunable Laser | New Focus | TLB-6304 | |
| Filtration Pump | KNF labs | ||
| Ultrasonics Cleaner | Crest Ultrasonics | Powersonic 1100D | |
| Mini Vortexer | VWR | VM-3000 | |
| Centrifuge | Beckman Coulter | Microfuge 22R |
Riferimenti
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