Dynamics of a piezoelectric tuning fork/optical fiber assembly in a near-field scanning optical microscope
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
Factors leading to a decrease in the resonance quality (the Q factor) of quartz microtuning fork/optical fiber assemblies used as sensing elements in near-field scanning optical microscopes were considered using a simple elastomechanical analysis. Experiments to test the predictions of the analysis were carried out and strategies for recovering high Q factors were proposed and tested. Three major factors affecting the magnitude of the Q factor are discussed. The first is the stiffness imparted to the tine of the microtuning fork by the optical fiber attached to it; the second is the location of the attachment point of the fiber along the tine; the third is the resonant vibrational excitation of the fiber tip which acts as an energy dissipative channel. For tapping mode operation using a standard 125 μm diameter fiber, the large longitudinal stiffness of the fiber results in a dramatic Q-factor degradation. This effect can be overcome by reducing the diameter of the fiber cladding, d, and by slightly bending the fiber. Under these conditions, bending rather than longitudinal stretching dominates the fiber dynamics. The effective bending force constant for a thinned fiber is predicted to be proportional to d4. A sharp upturn in the Q factor is observed for d⩽25 μm, consistent with this prediction. The effective stiffness and mass of the fiber are also expected to scale approximately as x3, where x is the distance from the point of attachment of the fiber to the fork’s base. Hence, the Q factor can be improved further by attaching the fiber closer to the tuning fork’s base. Vibrational coupling between the tuning fork and the probe tip can result in a substantial Q-factor degradation for tips of a certain size. By taking these insights into consideration, we were able to construct tapping mode tuning fork/optical fiber assemblies with Q factors of up to 9000.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle