論文の概要: Fiber-tip endoscope for optical and microwave control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.14157v1
- Date: Fri, 27 May 2022 17:09:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 13:55:42.858534
- Title: Fiber-tip endoscope for optical and microwave control
- Title（参考訳）: 光・マイクロ波制御用ファイバチップ内視鏡
- Authors: Stefan Dix, Jonas Gutsche, Erik Waller, Georg von Freymann and Artur
Widera
- Abstract要約: 光ファイバ面に隣接する高周波放射用銀直接レーザー(DLW)構造を有する頑健なファイバベース内視鏡を提案する。
我々は、ダイヤモンド中の窒素空孔中心などの試料をRFと光信号で同時に励起し、探査することができる。
このような内視鏡は、様々な蛍光粒子を測定するための強力な道具として使用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a robust, fiber based endoscope with a silver direct-laser-written
(DLW) structure for radio frequency (RF) emission next to the optical fiber
facet. Thereby, we are able to excite and probe a sample, such as nitrogen
vacancy (NV) centers in diamond, with RF and optical signals simultaneously and
specifically measure the fluorescence of the sample fully through the fiber. At
our targeted frequency-range around 2.9 GHz the facet of the fiber-core is in
the near-field of the RF-guiding silver-structure, which comes with the
advantage of an optimal RF-intensity decreasing rapidly with the distance. By
creating a silver structure on the cladding of the optical fiber we achieve the
minimal possible distance between an optically excited and detected sample and
an antenna structure without affecting the optical performance of the fiber.
This allows us realizing a high RF-amplitude at the sample's position when
considering an endoscope solution with integrated optical and RF access. The
capabilities of the endoscope are quantified by optically detected magnetic
resonance (ODMR) measurements of a NV-doped microdiamond that we probe as a
practical use case. We demonstrate a magnetic sensitivity of our device of 17.8
nT/$\sqrt{\mathrm{Hz}}$ per when measuring the ODMR exclusively through our
fiber and compare the sensitivity to a measurement using a confocal microscope.
Moreover, such an endoscope could be used as a powerful tool for measuring a
variety of fluorescent particles that can otherwise only be measured with bulky
and large optical setups. Furthermore, our endoscope points toward precise
distance measurements based on Rabi oscillations.
- Abstract（参考訳）: 光ファイバファセットに隣接して高周波(rf)放射用銀直接レーザー(dlw)構造を有するロバストな光ファイバベースの内視鏡を提案する。
これにより、ダイヤモンド中の窒素空孔(nv)中心などの試料を、rf信号と光信号を同時に励起・プローブすることができ、繊維を通して試料の蛍光を特異的に測定することができる。
ターゲット周波数範囲は2.9GHz程度で、ファイバコアの面はRF導電性銀構造の近傍にあるが、これは距離とともに急速に減少する最適なRF強度の利点である。
光ファイバのクラディング上に銀構造を作成することにより、光ファイバの光学性能に影響を与えることなく、光学的に励起された試料とアンテナ構造との間の最小距離を達成することができる。
これにより、光学およびRFアクセスを統合した内視鏡ソリューションを考える際に、試料位置での高RF振幅を実現することができる。
実例として検討したNVドープマイクロダイアモンドの光学的磁気共鳴(ODMR)測定により内視鏡の能力を定量化する。
共焦点顕微鏡を用いてODMRの感度を計測した場合の感度は17.8 nT/$\sqrt{\mathrm{Hz}}$である。
さらに、このような内視鏡は、大きくて大きな光学装置でしか測定できない様々な蛍光粒子を測定するための強力な道具として使用できる。
さらに,rabi発振に基づく精密距離計測への内視鏡的アプローチも行った。
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