डिजाइन और एक ऑप्टिकल फाइबर का निर्माण पानी से बना
Summary
इस प्रोटोकॉल एक पानी फाइबर के रूप में डिजाइन और एक पानी पुल और उसके सक्रियण के निर्माण का वर्णन । प्रयोग दर्शाता है कि पानी फाइबर की केशिका अनुनादों अपने ऑप्टिकल संचरण मिलाना ।
Abstract
इस रिपोर्ट में, एक ऑप्टिकल फाइबर जिसमें से कोर केवल पानी की है, जबकि cladding हवा है, बनाया गया है और निर्मित है । ठोस cladding उपकरणों के साथ इसके विपरीत, केशिका दोलनों प्रतिबंधित नहीं कर रहे हैं, फाइबर दीवारों को स्थानांतरित करने के लिए अनुमति देता है और कांपना. फाइबर एक पानी पुल के रूप में जाना जाता है कि एक अस्थायी पानी धागा बनाता है कि दो पानी जलाशयों के बीच कई हजार वोल्ट (केवी) के एक उच्च प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) वोल्टेज से निर्माण किया है. micropipettes के विकल्प के माध्यम से, यह अधिक से अधिक व्यास और फाइबर की लंबाई को नियंत्रित करने के लिए संभव है । ऑप्टिकल फाइबर युग्मक, पुल के दोनों किनारों पर, एक ऑप्टिकल waveguide के रूप में सक्रिय, शोधकर्ताओं ने पानी फाइबर केशिका शरीर तरंगों संचरण मॉडुलन के माध्यम से निगरानी करने के लिए अनुमति देता है और इसलिए, सतह तनाव में परिवर्तन को कम करने.
सह-शोधन दो महत्वपूर्ण तरंग प्रकार, केशिका और विद्युत चुंबकीय, प्रकाश और तरल दीवार उपकरणों के बीच बातचीत में अनुसंधान के एक नए रास्ते को खोलता है । पानी घिरी microdevices एक लाख बार अपने ठोस समकक्षों से नरम हैं, तदनुसार मिनट बलों के जवाब में सुधार ।
Introduction
संचार में ऑप्टिकल फाइबर की सफलता के बाद से, २००९ में एक नोबेल पुरस्कार के साथ संमानित किया1, फाइबर की एक श्रृंखला आधारित अनुप्रयोगों के साथ वृद्धि हुई । आजकल, फाइबर लेजर सर्जरी में एक आवश्यकता है2, के रूप में अच्छी तरह के रूप में सुसंगत एक्स-रे जनरेशन3,4, निर्देशित-5 ध्वनि और6supercontinuum । स्वाभाविक रूप से, फाइबर प्रकाशिकी पर अनुसंधान ऑप्टिकल वेव मार्गदर्शक, जहां तरल भरा microchannels और लामिना प्रवाह ऑप्टिकल के लाभ के साथ एक तरल के परिवहन गुण गठबंधन के लिए तरल पदार्थ का दोहन करने में ठोस उपयोग से विस्तार पूछताछ7,8,9. हालांकि, इन उपकरणों ठोस के बीच तरल दबाना और, इसलिए, यह अपनी लहर चरित्र, केशिका लहर के रूप में जाना व्यक्त करने के लिए न करे ।
केशिका तरंगों, एक तालाब में एक पत्थर फेंक जब देखा उन लोगों के लिए इसी तरह, प्रकृति में एक महत्वपूर्ण लहर हैं । हालांकि, चैनलों या ठोस के माध्यम से अपनी सतह गीला बिना एक तरल को नियंत्रित करने की बाधाओं के कारण, वे शायद ही पता लगाने या आवेदन के लिए उपयोग किया जाता है । इसके विपरीत, इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत डिवाइस कोई ठोस सीमाएं हैं; यह से घिरा हुआ है और हवा में बहती है, की अनुमति है, इसलिए, केशिका तरंगों को विकसित करने के लिए, प्रचार, और प्रकाश के साथ बातचीत ।
एक पानी फाइबर बनाना, यह एक अस्थायी पानी पुल के रूप में जाना जाता तकनीक को वापस जाने के लिए आवश्यक है, पहले १८९३10में बताया, जहां आसुत पानी से भरे दो यूरिन और एक उच्च वोल्टेज स्रोत से जुड़ा होगा एक द्रव, पानी धागे की तरह फार्म उंहें11के बीच कनेक्शन । पानी पुलों 3 सेमी12 की लंबाई तक पहुँच सकते हैं या 20 एनएम13के रूप में पतली हो । भौतिक मूल के लिए के रूप में, यह है कि सतह तनाव, साथ ही अचालक बलों, दोनों पुल का वजन14,15,16ले जाने के लिए जिंमेदार है दिखाया गया है । एक पानी फाइबर के रूप में पानी के पुल को सक्रिय करने के लिए, हम कुछ प्रकाश में एक adiabatically पतला सिलिका फाइबर के साथ17,18 और एक सिलिका फाइबर लेंस19के साथ बाहर. इस तरह के एक उपकरण ध्वनिक, केशिका, और ऑप्टिकल तरंगों को होस्ट कर सकते हैं, यह बहु के लिए लाभप्रद बनाने-वेव डिटेक्टरों और प्रयोगशाला पर चिप20,21,22 अनुप्रयोगों ।
Protocol
Representative Results
Discussion
केशिका, ध्वनिक, और ऑप्टिकल: समाप्त करने के लिए, प्रमुख लाभ और इस तकनीक की विशिष्टता तरंगों के तीन विभिन्न प्रकार के मेजबान है जो एक फाइबर पैदा कर रहा है । सभी तीन लहरों अलग शासनों में झूलती, बहु तरंग डिटेक?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस शोध को इजरायल के विज्ञान, प्रौद्योगिकी एवं अंतरिक्ष मंत्रालय ने समर्थन दिया था; ICore: इजरायल के उत्कृष्टता केंद्र ‘ प्रकाश के सर्किल ‘ अनुदान no. 1802/12, और इजरायल विज्ञान फाउंडेशन द्वारा अनुदान नहीं 2013/15 । लेखक करेन अडिए Tankus (कैट) सहायक संपादन के लिए धंयवाद ।
Materials
| Deioniyzed Water | 18MOhm resistance | ||
| Micropipettes, Borosilicate Glass, round, inner diameter 850 micron | Produstrial.com | #133260 | |
| Micropipettes, Borosilicate Glass, round, inner diameter 150 micron | Produstrial.com | #133258 | |
| High voltage, low current source, 3kV with 5 mA. | Bertan | Model 215 | |
| High voltage, low current source, 8 kV with 0.25 mA. | Home build | ||
| Optical fiber | Corning | HI 780 C | 5 meter |
| Optical fiber | Thorlabs | FTO 30 | 5 meter |
| Optical fiber | Thorlabs | FTO 30 | 5 meter |
| Fiber coupled laser | FIS | SMF 28E | |
| Photoreceiver | New Port/ New Focus | 1801-FS | with fiber connection |
| Oscilloscope | Agilent Technologies | DSO-X 3034A | |
| 2 Degree of freedom tilt stagestage | New Port/ New Focus | M-562F-TILT | |
| 3Degree of freedom linear micro translation stage | New Port/ New Focus | M-562F-XYZ | |
| A set of magnets | |||
| Objective 5X | Mitutoyo | MY5X-802 | |
| Objective 20 x | Mitutoyo | MY20X-804 | |
| Zoom | Navitar | 12x Zoom | |
| Microscope tube | Navitar | 1-6015 standard tube | |
| Isopropanol | Sigma Aldrich | 67-63-0 | Spec Grad |
| 2 x Bare Fiber holder | Thorlabs | T711-250 | |
| 2 x Translational Stage | Thorlabs | DT12 | |
| Block of PMMA for fabricating the water reservoir and pipette holder | 150 x 60 x 10 mm | ||
| PTFE-Tape | Gufero | 240453 | |
| Fiber coupled, cw Laser Light Source | New Port/ New Focus | TLB-6712 | 765-781 nm |
References
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