Summary
Vi beskriver ett förfarande för
Abstract
Supercontinuum generationen (SCG) i en konisk kalkogenid fiber är önskvärd för att bredda mid-IR (eller mid-IR, ungefär 2-20 um våglängdsområdet) frekvens kammar 1, 2 för applikationer såsom molekylär fingeravtryck, 3 spårgas upptäckt, 4 laser-driven partikelacceleration, 5 och x-ray produktion via hög harmonic generation. 6 Uppnå effektiv SCG i en avsmalnande optisk fiber kräver noggrann kontroll av grupphastighetsdispersion (GVD) och temporala egenskaper optiska pulser vid början av fiber, 7, som är starkt beroende av geometri avsmalningen. 8 På grund av variationer i den avsmalnande inställning och förfarande för successiva SCG experiment-såsom fiberlängd, avsmalnande miljö temperatur eller effekt kopplas in i fibern, in situ spektrala övervakning av SCG är nödvändigt att optimera den utgående spektrum för ett enda experiment.
In situ-fiber avsmalnande för SCG består av koppling pumpen källan genom fibern att vara avsmalnande till en spektral mätanordning. Fibern är sedan avsmalnande medan den spektrala mätsignalen observeras i realtid. När signalen når sin topp, är den avsmalnande stoppas. Den in-situ avsmalnande förfarande möjliggör generering av en stabil, oktav-spänner, mid-IR frekvenskamstekniken från sub överton av en kommersiellt tillgänglig nära-IR frekvenskamstekniken. 9 Denna metod sänker kostnaden på grund av minskningen i tid och nödvändigt material att tillverka en optimal avsmalning med en midja längd på endast 2 mm.
Den in situ avsmalnande teknik kan utvidgas till att optimera mikrostrukturerad optisk fiber (MOF) för SCG 10 eller inställning av passbandet för MOFs, 11 optimerar avsmalnande fiberpar för sammansmälta fiberkopplare 12 och våglängdsdivision multiplexorer (WDM), 13eller modifiera dispersionskompensation för kompression eller sträckning av optiska pulser. 14-16
Introduction
Efter att först produceras i det synliga våglängdsområdet 1,7 SCG källor har förskjutits mot mitten-IR, till stor del driven av tillämpningar inom spektroskopi. 3, 4 chalcogenide fibrer, som inkluderar sulfider, selenider och tellurides, har varit ett populärt material för mitten av IR på grund av deras låga utbredningsförlust och höga olinjäritet, 18 mindre än 100 dB / km 19 och ~ 200 gånger högre än kisel för As 2 S 3, 20 respektive. Emellertid är noll GVD våglängden hos de flesta kalkogenider beläget i mitten av IR, bortom centrum våglängden för majoriteten av tillgängliga ultrasnabba pumpkällor, vilket gör SCG utmanande i ett bulkmaterial eller en standard single-mode kalkogenid fiber. Vågledare dispersion kan användas för att modifiera noll GVD poäng för SCG. 7 Metoder för att införa stark vågledardispersionen inkluderar fiber avsmalnande, 8, 21 med hjälp av mikrostrukturerade fibrer, 22-24 elleräven med en kombination av båda. 10 Genom att förskjuta noll GVD våglängd under pumpvåglängden, kommer pumpen att uppleva anomal dispersion i fibern. I den anomala dispersionen regimen, sker soliton formation genom att balansera den olinjära kvittra som orsakas av själva fas modulering och det linjära kvittra orsakas av GVD. För en femtosekund pumpkälla är spektral breddning vanligtvis domineras av soliton fission eller puls bryta, vilken genomförs efter en första temporal komprimering som pulsen propagerar längs fibern. 7 I fråga om fiber avsmalnande, beräkna det totala GVD-inklusive både material och vågledardispersion-kan ge en approximation av den slutliga avsmalnande diameter behövs för att producera ett kraftigt breddat spektrum. På grund av SCG starka beroendet av GVD och fluktuationer mellan experimentella studier, inklusive ändringar till fiberlängd innan det avsmalnande området och koppling av pumpen till fibern, är den beräknade approximation inte tillräckligt feller uppnå en optimerad avsmalning i en enda rättegång. Spectral övervakning möjliggör dessa variationer i experimentuppställning att följas och redovisas i in situ avsmalnande.
Dessutom genererar en effektiv supercontinuum (SC) i en kort avsmalnande fibrer minskar mängden olinjära brusförstärkning bevara sammanhållningen i SCG och frekvensen egenskaperna kam av pumpens källan. 25-27 Korrekt dispersion management, och därmed behovet av in situ avsmalnande, blir ännu mer kritisk när fibern är kort, eftersom SCG tolerans skalor med längden.
Den in-situ avsmalnande installationen börjar med pumpen källa, vilket är den underton av en modlåst-Er-dopade fiber laser, 9 kopplas in i kärnan av den Som 2 S 3 fiber som kommer att vara avsmalnande. Utsignalen från fibern kopplas sedan till en anordning som kännetecknar den spektrala profilen. I experiment, en InSb detektor efter en monokromator med ~ 20 nm av upplösning används för att övervaka en del av den utgående spektrum där det är initialt en mycket låg signal från pumpen källan (vid ~ 3,9 ^ m), så att fibern kan övervakas medan avsmalnande. När fibern är avsmalnande och spektrumet breddas, är den spektrala mätsignal ökar när dispersionen optimerad för den enskilda experimentet. Genom övervakning av spektrumet under avsmalnande förfarande kan avsmalnande stoppas i det ögonblick då den spektrala breddning har maximerats. Möjliggör optimerad dispersion hantering för effektiv SCG i en enda fiber avsmalnande In-situ avsmalnande. Avsmalnande med en statisk, smal värmezon ger en kort midja fiber kona, 28 som medger låg ljudnivå SCG. Tillsammans kan in-situ statisk avsmalnande möjliggör konsekvent, låg bullernivå, oktav-spänner SCG i mitten av IR.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Ett. Avsmalnande Setup Fabrication (Se Monterad Setup i figur 1)
- Säkra de motoriserade linjära stegen på bakbord (grovt centrerad) så att stegen är i kontakt och översätter mot och från varandra
- Förbered och placera fiber fästen
- Fäst två optiska tjänster till de motoriserade linjärt steg plattor (en vardera) i hålen närmast varandra.
- Fäst de kala optisk fiber fästen till toppen av stolparna. Se till att V-spåren för fibern är inriktade. (OBS: Höjden på de kala optisk fiber fästen kommer vara ungefär strålens höjd av systemet Välj framtidens stolpen och höjder piedestal därefter..)
- Förbered och placera in-och utgående element koppling
- Fäst linjär förflyttning stadierna till de motoriserade linjära stegen (en för ingång och en för utgående sidan) med adapterplattor.
- Placera AR belagda ZnSe l ingångskopplingselementetENS (monterad i en optisk fäste med x-och y-översättning på en piedestal) på ingången översättningen scenen. Välj en brännvidd som ger optimal koppling från pumpen källan till kärnan av fibern. Se till mitten av linsen är på samma höjd som V-spåren av fibern klämmor.
- Placera obelagda ZnSe linsen utgående koppling (monterad i en optisk fäste med x-och y-översättning på en piedestal) på utgående översättningen scenen. Se till mitten av linsen befinner sig på samma höjd som v-spår.
- Förbered och placera uppvärmningselementet (såsom visas i figur 2)
- Machine aluminium block till önskade dimensioner (~ 6 mm x 25,4 mm x 17,5 mm) med hål för fibern (med en slits för införande och avlägsnande av fiber) och för övervakning av fiber temperatur, hål för värmepatronerna, och 8 / 32 gängade hål på toppen och botten för montering och fastsättning värmepatronerna.
- Sätt värmepatronerna till than rätt hål i aluminium blocket och fäst dem med 8/32 ställskruvar.
- Bifoga ett keramiskt inlägg till toppen 8/32 ställskruv för termisk isolering.
- Bifoga en optisk post till keramiska inlägg och använda en rätt klämma vinkel stolpen med en extra optisk inlägg att fästa värmaren till XYZ linjära scenen.
- Säkra XYZ linjärt steg till bakbord så att hålet för As 2 S 3 fiber i aluminium värmaren kan centreras med V-spåren i fiber klämmor.
- Översätt aluminium värmaren med XYZ linjära stadium så att värmaren inte längre är nära de kala optisk fiber klämmor, så att fibern säkras utan hinder.
2. Kalkogenid Fiberframställning
- Blötlägg en önskad längd av den mantlade Som 2 S 3 fiber (måste vara längre än 8,5 cm-längden på mantlade fibern som behövs för varje fiber spets) i aceton under ca 10 min eller tillsjacka blir mjukt. (Använd lämpligt lösningsmedel för jackan om du använder en annan fiber).
- Ta försiktigt bort den uppmjukade jacka med en KimWipe, ta bort en del längre än 5 cm åt gången.
- Rengör bara fibern med isopropanol på en KimWipe.
- Använd beavertail köttyxa att klyva en ände av Som 2 S 3 fiber. Bild den kasserade fiberspetsen att inspektera klyva kvalitet.
- Mät och bryta minst en 6,35-cm längd bit av fibern. Denna fiber längd skall vara ~ 2 cm längre än den längd som behövs för fiber till knappt sticka ut från fibern klämmor.
- Använd beavertail köttyxa att klyva den andra änden av fibern. Bild den kasserade fiberspetsen att inspektera klyva kvalitet. Undvik kontakt med den första kluvna änden av fibern.
- Placera fibern i fiberdeklarationen klämmor skall avsmalnande installationen. Undvik att vidröra centrum av fibern (där fibern kommer att värmas).
3. In situ Fiber Tapering Procedur
- Par mitten IR pumpkälla till grundmoden av fibern med AR-belagda ZnSe objektiv (f = 12,7 mm). Använd obelagda ZnSe linsen (f = 20 mm) för att avbilda utmatningsändytan av fibern med Pyrocam att säkerställa att strömmen är mestadels i grundmoden. Se till att pumpen strålen utbreder sig längs axeln av fibern. Om den inte är det kommer kopplingen förändras när de motoriserade stadierna börjar röra.
- Placera en chopper framför pumpkälla. (Detta steg behövs för AC kopplade detektorer).
- Par utsignalen från fibern genom monokromatorn samt till InSb detektorn med de obelagda CAF två linser (f = 20 mm) före och efter monokromatorn.
- Rotera gittret hos monokromatorn för att tillåta lång våglängd sidan av spektrumet att passera genom monokromatorn tills den överförda signalen är knappt över brusgolvet (vid ~ 3,9 mikrometer). I stället för filtering med monokromatorns (steg 3.2.2 och 3.2.3), kan ett lämpligt optiskt filter användas för att mäta kraften i detekterbara våglängder längre än den längsta mätbara våglängd innehållet i pumpen.
- Översätt aluminium värmaren tills fibern glider genom slitsen och är centrerad i aluminium värmarens fiber hål.
- Placera RTD-sensor nivå med en av värmepatronerna. Tryck försiktigt RTD sensorn mot aluminium värmaren så att den är helt i kontakt med blocket såsom visas i fig. 2. Om RTD inte är i kontakt med värmaren korrekt sätt (eller inte på ett repeterbart sätt), kommer temperaturen av blocket vara okända och orsaka fibern gå sönder under avsmalnande. Kontrollera att signalen till monokromatorn inte har minskat.
- En liten RTD kan placeras inuti det andra hålet av uppvärmningsblocket för att övervaka temperaturen i hålet. (Tillval)
- Använd den digitala mikroskop för att jagmage fibern i uppvärmningsblocket för att möjliggöra övervakning av fibern under den avsmalnande processen. (Tillval)
- Täck installationen med en låda (med hål för in-och balkar output) för att minska luftflödet och möjliggöra stabil avsmalnande temperatur.
- Med FTD och värmepatronerna ansluten, slå på temperaturregulatorn. Ställ in temperaturen till ~ 200 ° C, där fibern börjar mjukna (den exakta temperaturen kommer att bero på dimensionerna hos värmaren, miljö temperatur och luftflöde runt fibern).
- När temperaturen är stabil runt börvärdet, starta Labview-program som översätter de motoriserade stegen bort från varandra vid ~ 10 ìm / sek i varje riktning.
- Övervaka signalen från InSb detektorn, som är den spektrala mätsignalen. När detektorn signalen når sitt maximala värde (vara noga med att inte mätta detektorn), stoppa motoriserade etapper och stänga värmepatronerna (temperaturregulator).
- Vänta på ~ 10 min för fibern att stelna (detektorsignalen kommer att minska något under denna process, sannolikt på grund av temperaturberoendet hos brytningsindex eller termisk krympning).
- Översätt uppvärmningsblocket längs fibern mot en fiber klämma där fibern är raka. Därefter översätter uppvärmningsblocket bort från fibern med hjälp av slitsen i uppvärmningsblocket för att tillåta fibern att passera.
- Karaktärisera SCG genom spektrala mätningar med monokromatorn. En InAs filter kan behövas för att noggrant mäta den lång våglängd delen av spektrumet.
- Ta fibern om så önskas.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Efter avslutad in-situ avsmalnande förfarande, breddat pumpen spektrum att täcka 2,2-5 m (vid ~ 40 dB under maxvärdet), som ses i figur 3. Pumppulsen energi i As 2 S 3 fiber var ~ 250 pJ med en initial puls längd under 100 fsec. Den korta längden av den avsmalnande midja, ~ 2,1 mm, möjliggör för generering av ett bredband, sammanhängande SC. Detta bevarar de egenskaper frekvenskamstekniken i pumpen källan. Mer information om frekvensen kam och andra egenskaper hos SCG kan återfinnas i en.
Den resulterande avsmalnande fiber midja från single-mode Som 2 S 3 fiber (ursprungligen 7 um kärna diameter, 160 nm beklädnad diameter och 0,2 NA) visas i en SEM-bild i Figur 4. Vid en diameter på ~ 2.3 um, är det avsmalnande midjan för liten för att kunna observeras av ögat när i setup, men det kan observeras genom diffraktion o fa ljuskälla. Den avsmalnande midja kommer att vara ungefär lika långt som den effektiva värmezonen av uppvärmningsblocket. Statisk avsmalnande genererar en lång, exponentiell övergång region från den raka fibern till den avsmalnande fiber midjan som upptar de resterande ~ 16 mm för att dra längd.
Eftersom fibern är avsmalnande, liknar den detekterade spektrala mätsignalen Figur 5. Denna signal bör förbli ungefär konstant tills spektral breddning i fibern börjar ske när GVD blir nära optimal. Signalen ökar till en topp vid en dragning längd på ~ 18 mm och snabbt börjar falla som GVD passerar den optimala punkten. Den 3-dB bredden på toppen i den spektrala mätsignalen är bara 252 nm och 10-dB bredden är 572 nm, och som demonstrerar känsligheten till den avsmalnande fiberns diameter och betonar behovet av in-situ avsmalnande.
re 1 "fo: innehåll-src =" / files/ftp_upload/50518/50518fig1highres.jpg "fo: innehåll-width =" 5in "src =" / files/ftp_upload/50518/50518fig1.jpg "/>
Figur 1. In-situ Fiber Tapering Setup. FS pumpkälla kopplas in i As 2 S 3 fiber med lins L 1 genom att optimera L 1 är linjärt steg läge (visat i ljusgrått) och XY position linsfästet (ej visad i figuren). Utgången av fibern är kopplad till den spektrala mätanordning med L 2 optimeras av en linjärt steg. De motordrivna stadier (visad i mörkgrå) drar fibern från centrala aggregatet och stannar när den spektrala mätvärdet maximeras.
Figur 2. Aluminium värmarblocket. Värmaren blocketk är ~ 6 mm tjock med två 4 mm-hål (ett för fibern och ett för att övervaka den ungefärliga temperaturen för fibern). En liten skåra skärs i blocket för att möjliggöra införande och avlägsnande av fibern. Blocket är 2,54 cm lång, vilket är precis tillräckligt lång för att passa hela värmeelement värmepatronerna. Ett keramiskt inlägg (fäst med en 8/32 ställskruv) ger termisk isolering. Den RTD-sensor placeras i kontakt med uppvärmningsblocket och nivå med en värmepatron att får ett så snabbt återkopplingsslingan möjligt. Höjden på blocket-inte en viktig dimension så länge det finns utrymme för värmepatronerna, 4-mm hål för fibern, och kranar att montera värmaren blocket-är ~ 1,75 cm.
Figur 3. SCG Spectrum. Den normaliserade spektra för than ingång (pump) och utgång (SCG) visas. Den genererade bandbredden hos utgången är ~ 3 gånger bredare än den ingående i frekvens-enheter vid 40 dB under maxvärdet. Den dopp i den utgående spektrumet runt 4,2 | im motsvarar CO 2 absorption i atmosfären.
Figur 4. SEM-bilder av koniska Som 2 S 3 Fiber. Exempel på avsmalnande Som 2 S 3 fibrer visas i (a) och (b) (avsiktligt brutit efter avsmalnande för SEM avbildning). (A) SEM-bild av en As 2 S 3 fiber avsmalnande för att approximativt diametern för optimal SCG, ~ 2,3 um. (b) En SEM-bild av en Som 2 S 3 fiber avsmalnande demonstrerar den minsta avsmalnande diameter skapas med den inställdaupp, ~ 760 nm.
Figur 5. Spectral Measurement Signal vs avdragslängden. Den normaliserade uteffekt efter monokromatorn, satt stilla på 3.9 um, visas för en enda fiber avsmalnande experiment. Uteffekten börjar att dramatiskt öka efter ~ 17 mm för att dra längd. Den maximala signalen sker nära till 18 mm för att dra längd, motsvarande en fiberdiameter av ~ 2,3 um. De motordrivna stadier stoppades strax efter denna topp nåddes.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Vi har visat en ny fiber avsmalnande förfarande och kontrolleras dess giltighet genom att utföra SCG i mitten av IR. Så vitt vi vet, är den alternativa metoden för denna applikation baserad på bestämning av fibern drar längd som krävs för att skapa en avsmalnande fiber diameter som tillför tillräckligt vågledardispersion att optimera SCG i fibern avsmalnande genom beräkning, men eftersom den drar längd som behövs att maximera den spektrala bredda för en specifik längd av fiber varierar för varje experiment, är detta beräknade värde endast en approximation. Den alternativa metoden kräver då fiber smalnar skapas och testas en efter en tills en önskad avsmalning hittas. Genom att kunna följa den spektrala profilen av SCG och använda det som kriterium för att stoppa den avsmalnande processen, har vi optimerat produktionen av en enda fiber kona för att uppnå betydande breddning i en kort kona. Detta minskar avsevärt den kostnad och tid som krävs för att släktente en användbar fiber kona.
Det vanligaste misslyckandet är brott på fibrerna under den avsmalnande förfarandet. Avbrott orsakas ofta av felaktigt inställning av temperaturen på värmaren blocket. Om temperaturen är för låg, kommer fibern att brytas på grund av hög spänning. Om temperaturen är för hög, kan ytan kristallisation, 29 som alstrar sprickor i ytan av fibern som lätt fortplantar under spänning, ger en paus i fibern. Av de två, var mer frekventa tillståndsväxlingen för misslyckande överhettning fibern, vanligtvis från inte placera RTD-sensor i rätt position. En fiber paus är lätt att upptäcka eftersom den spektrala mätsignalen kommer plötsligt falla till brusnivån.
Ytterligare förbättringar av installationen är möjliga. Till exempel skulle permanent fästa RTD-sensorn till värmarblocket möjliggöra en mer repeterbar avsmalnande temperatur, vilket eliminerar det vanligaste sättet för misslyckande. Också, removing fukt från avsmalnande installationen genom spolning setup med torr N2 kan hjälpa undvika brott under avsmalnande. Ta bort en framgångsrik fiber kona har åstadkommit, men ett reproducerbart förfarande har ännu inte utvecklats. Beläggning As 2 S 3 fiber med en tjock, skyddande, lågt index, låg förlust, kunde beklädnadsmaterial förbättra den mekaniska stabiliteten hos fibern och möjliggöra enklare hantering av den avsmalnande fibern. Använda alternativa metoder för övervakning av spektrum, som att använda ett långvågigt passfilter som sänder på långvågigt sidan av pumpkällan, kunde underlätta detekteringsschemat. Det finns flera valfria modifieringar som kanske kan öka nyttan av den nuvarande in situ avsmalnande setup. Dimensionerna av aluminiumindustrin uppvärmningsblocket kan förändras för att ändra längden på det avsmalnande området. Dynamisk avsmalnande, som består av förflyttning av värmeelementet med avseende på fibern under avsmalningening (flamma borstning) och / eller genom att flytta steg vid olika hastigheter, kan också göras med in situ-övervakning. Detta skulle göra det möjligt för olika avsmalnande fiber profiler som ska skapas. Den totala dispersionen upplevs av pumpen källan skulle då bero på den skapade profilen. Dessutom skulle ersätta värmeelement med hög temperatur värmare medger fibrer med högre smältpunkter vara avsmalnande.
Trots ännu inte visats, kan den in-situ fiber avsmalnande teknik kunna användas för andra fiber-baserade enheter som produceras via fiber avsmalnande. Svag avsmalnande i MOFs kan finjustera dispersionen av fibern för effektiv SCG. 10 Genom att använda en bredbandig källa som täcker passbandet hos en MOF (kanske en SCG baserad källa), passbandet, som skalor med dimension storlek mikrostrukturering, kan vara blå-skiftat med in-situ fiber avsmalnande. 11 Dessutom kan en bredbandig källa vara ossed att karakterisera fiber komponenter, såsom fiberkopplare 12 och WDMS, 13 tillverkade genom fiber avsmalnande under produktion för att bättre möta specifikationerna. in situ fiber avsmalnande kan anpassas för att optimera resultaten av de flesta fiber avsmalnande experiment.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
En USA provisorisk patentansökan har lämnats in skydda teknologi som beskrivs i den här artikeln.
Acknowledgments
Författarna vill tacka G. Shambat, C. Phillips, K. Aghaei för ovärderliga diskussioner, F. Afshinmanesh för SEM bilder, T. Marvdashti för experimentellt stöd, och MF Churbanov och GE Snopatin från Institute of Chemistry av hög renhet Ämnen och VG Plotnichenko och EM Dianov från Fiber Optics Research Center av den ryska vetenskapsakademin för att tillhandahålla Som 2 S 3 fiber. Vi är också tacksamma för stödet från Office of Naval Research, NASA, flygvapnet Office of Scientific Research, Agilent, och den gemensamma Technologies Office.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Motorized Linear Stages | Newport | MFA-PPD | Available from other vendors. |
| Motorized Stage Controller | Newport | ESP301 | Available from other vendors. |
| Aluminum Block | Any vendor. | Dimensions will vary depending on desired taper length. | |
| RTD Sensor | Omega | 1PT100GX1510 | |
| Cartridge Heaters | Omega | CSS-01115/120V | |
| Temperature Controller | Omega | CSC32 | |
| Input Coupling Linear Translation Stage | CVI | 07TXS224 | Available from other vendors. |
| Output Coupling Linear Translation Stage | Newport | 422-1S | Available from other vendors. |
| XYZ Linear Translation Stage | Newport | 461 | Available from other vendors. |
| Assorted posts, optics mounts, bases, and forks | Any vendor. | ||
| Optical Breadboard | Thorlabs | MB12 | Available from other vendors. |
| Input Coupling ZnSe Lens | Thorlabs | AL72512-E | Available from other vendors. Input coupling focal length depends on pump source and fiber mode field diameter. |
| Output Coupling ZnSe Lens | Edmund Optics | NT62-961 | Available from other vendors. |
| Box | Any type will do. | Must be large enough to allow stage movement. Needs apertures for input and output coupling of light. | |
| Ceramic Optical Post | Any vendor. | ||
| Digital Microscope | Any vendor. | Optional. | |
| Table Clamps | Thorlabs | CL5 | Available from other vendors. |
| Bare Fiber clamps | Thorlabs | HFF003 | Available from other vendors. |
| Table 1. Tapering Setup Materials. | |||
| As2S3 Optical Fiber | Fiber Optics Research Center of the Russian Academy of Sciences | Available from other vendors, such as CorActive. | |
| Beavertail Cleaver | Fiber Network Tools | S-315 | Available from other vendors. Hand cleaving or polishing fiber tips can also produce high quality fiber tips. |
| KimWipes | Kimberly-Clark Professional | 34120 | Available from other vendors. |
| Acetone, Isopropanol | Any vendor. | ||
| Table 2. Materials for Chalcogenide Fiber Preparation. | |||
| Pyrocam | Ophir Photonics | Pyrocam III Series | Any camera with sensitivity at pump wavelength will work. |
| Monochromator | Photon Technology International | A 100 line/mm grating was used. Any spectral measurement device will work (e.g. longpass filter). | |
| CaF2 Lenses | Thorlabs | LB5922 | Available from other vendors. |
| InAs Filter | Any vendor. | Available from other vendors. | |
| Amplified InSb Detector | Hamamatsu | P4631-03 | Available from other vendors. |
| Computer | Any vendor. | ||
| DAQ | National Instruments | USB X Series | |
| Labview software for motorized stages | National Instruments | Optional. Custom program. | |
| Labview software for collecting detector data | National Instruments | Optional. Custom program. | |
| Assorted posts, optics mounts, bases, and forks | |||
| 1" Gold mirrors | Any vendor. | ||
| Chopper and controller | Any vendor. | SRS Model SR540 | Optional. Depends on detector being used. |
| Table 3. Materials for In-situ Tapering Procedure. | |||
References
- Marandi, A., Rudy, C. W., Plotnichenko, V. G., Dianov, E. M., Vodopyanov, K. L., Byer, R. L. Mid-infrared supercontinuum generation in tapered chalcogenide fiber for producing octave-spanning frequency comb around 3 μm. Optics Express. 20, 24218-24225 (2012).
- Schliesser, A., Picque, N., Hansch, T. W.
- Diddams, S. A., Hollberg, L., Mbele, V. Molecular fingerprinting with the resolved modes of a femtosecond laser frequency comb. Nature. 445, 627-630 (2007).
- Thorpe, M. J., Balslev-Clausen, D., Kirchner, M. S., Ye, J. Cavity-enhanced optical frequency comb spectroscopy: application to human breath analysis. Optics Express. 16, 2387-2397 (2008).
- Sears, C. M. S., Colby, E., England, R. J., Ischebeck, R., McGuinness, C., Nelson, J., Noble, R., Siemann, R. H., Spencer, J., Walz, D., Plettner, T., Byer, R. L. Phase stable net acceleration of electrons from a two-stage optical accelerator. Physical Review Letters. 11, 101301 (2008).
- Popmintchev, T., Chen, M. C., Arpin, P., Murnane, M. M., Kapteyn, H. C. The attosecond nonlinear optics ofbright coherent X-ray generation. Nature Photonics. 4, 822-832 (2010).
- Dudley, J. M., Taylor, J. R. Supercontinuum generation in optical fibers. , Cambridge University Press. (2010).
- Birks, T. A., Wadsworth, W. J., Russell, P. S. J.
- Leindecker, N., Marandi, A., Byer, R. L., Vodopyanov, K. L. Broadband degenerate OPO for mid-infrared frequency comb generation. Optics Express. 19, 6296-6302 (2011).
- Liao, M., Yan, X., Gao, W., Duan, Z., Qin, G., Suzuki, T., Ohishi, Y. Five-order SRSs and supercontinuum generation from a tapered tellurite microstructured fiber with longitudinally varying dispersion. Optics Express. 19, 15389-15396 (2011).
- Mägi, E. C., Steinvurzel, P., Eggleton, B. J.
- Ozeki, T., Kawasaki, B. S. Optical directional coupler using tapered sections in multimode fibers. Applied Physics Letters. 28, 528-529 (1976).
- Yataki, M. S., Payne, D. N., Varnahm, M. P. All-fibre wavelength filters using concatenated fused-taper couplers. Electronic Letters. 21, 248-249 (1985).
- Chandalia, J. K., Eggleton, B. J., Windeler, R. S., Kosinski, S. G., Liu, X., Xu, C. Adiabatic coupling in tapered air-silica microstructured optical fiber. IEEE Photonics Technology Letters. 13, 52-54 (2001).
- Mora, J., Díez, A., Fonjallaz Andréz, P. Y., Popov, M. Tunable dispersion compensator based on a fiber Bragg grating written in a tapered fiber. IEEE Photonics Technology Letters. 16, 2631-2633 (2004).
- Rusu, M., Herda, R., Kivistö, S., Okhotnikov, O. G. Fiber taper for dispersion management in a mode-locked ytterbium fiber laser. Optics Letters. 31, 2257-2259 (2006).
- Alfanao, R. R., Shapiro, S. L. Emission in the region 4000 to 7000 A via four-photon coupling in glass. Physical Review Letters. 24, 584-587 (1970).
- Eggleton, B. J., Luther-Davies, B., Richardson, K.
- Snopatin, G. E., Shiryaev, V. S., Plotnichenko, V. G., Dianov, E. M., Churbanov, M. F. High-purity chalcogenide glasses for fiber optics. Inorganic Materials. 45, 1439-1460 (2009).
- Harbold, J. M., Ilday, F. O., Wise, F. W., Sanghera, J. S., Nguyen, V. Q., Shaw, L. B., Aggarwal, I. D. Highly nonlinear As-S-Se glasses for all-optical switching. Optics Letters. 27, 119-121 (2002).
- Hudson, D. D., Dekker, S. A., Magi, E. C., Judge, A. C., Jackson, S. D., Li, E., Sanghera, J. S., Shaw, L. B., Aggarwal, I. D., Eggleton, B. J. Octave spanning supercontinuum in an As2S3 taper using ultralow pump pulse energy. Optics Letters. 36, 1122-1124 (2011).
- Domachuk, P., Wolchover, N. A., Cronin-Golomb, M., Wang, A., George, A. K., Cordeiro, C. M. B., Knight, J. C., Omenetto, F. G. Over 4000 nm bandwidth of mid-IR supercontinuum generation in sub-centimeter segments ofhighly nonlinear tellurite PCFs. Optics Express. 6, 7161-7168 (2008).
- Hu, J., Menyuk, C. R., Shaw, L. B., Sanghera, J. S., Aggarwal, I. D. Maximizing the bandwidth of supercontinuum generation in As2Se3 chalcogenide fibers. Optics Express. 18, 6722-6739 (2010).
- El-Amraoui, M., Fatome, J., Jules, J. C., Kibler, B., Gadret, G., Fortier, C., Smektala, F., Skripatchev, I., Polacchini, C. F., Messaddeq, Y., Troles, J., Brilland, L., Szpulak, M., Renversez, G. Strong infrared spectral broadening inlow-loss As-S chalcogenide suspended core microstructured optical fibers. Optics Express. 18, 4547-4556 (2010).
- Marandi, A., Leindecker, N., Byer, R. L., Vodopyanov, K. L. Coherence properties of a broadband femtosecond mid-IR optical parametric oscillator operating at degeneracy. Optics Express. 20, 7255-7262 (2012).
- Dudley, J. M., Coen, S. Coherence properties of supercontinuum spectra generated in photonic crystal and tapered optical fibers. Optics Letters. 27, 1180-1182 (2002).
- Corwin, K. L., Newbury, N. R., Dudley, J. M., Coen, S., Diddams, S. A., Weber, K., Windeler, R. S. Fundamental noise limitations to supercontinuum generation in microstructure fiber. Physical Review Letters. 90, 113904 (2003).
- Birks, T. A., Li, Y. W.
- Churbanov, M. F. High-purity chalcogenide glasses as materials for fiber optics. Journal of Non-Crystalline Solids. 184, 25-29 (1995).
