Abstract

We describe the fabrication of microfluidic channel structures on the surface of a borosilicate glass slide by femtosecond laser direct writing for optical waveguide application. Liquid with a variable refractive index is fed into the microchannel, serving as the core of the waveguide. We demonstrate that either a multimode or a single-mode waveguide can be achieved by controlling the refractive index of the liquid.

© 2007 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. K. M. Davis, K. Miura, N. Sugiomto, and K. Hirao, Opt. Lett. 21, 1729 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. A. Marcinkevicius, S. Juodkazis, M. Watanabe, M. Miwa, S. Matsuo, H. Misawa, and J. Nishii, Opt. Lett. 26, 277 (2001).
    [CrossRef]
  3. Y. Bellouard, A. Said, M. Dugan, and P. Bado, Opt. Express 12, 2120 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. Y. Cheng, K. Sugioka, K. Midorikawa, M. Masuda, K. Toyoda, M. Kawachi, and K. Shihoyama, Opt. Lett. 28, 55 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. K. Sugioka, M. Masuda, T. Hongo, Y. Cheng, K. Shihoyama, and K. Midorikawa, Appl. Phys. A 78, 815 (2004).
  6. Y. Cheng, K. Sugioka, and K. Midorikawa, Opt. Lett. 29, 2007 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. D. B. Wolfe, R. S. Conroy, P. Garstecki, B. T. Mayers, M. A. Fischbach, K. E. Paul, M. Prentiss, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 12434 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. P. Dumais, C. L. Callender, J. P. Noad, and C. J. Ledderhof, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 746 (2006).
    [CrossRef]
  9. M. Brown, T. Vestad, J. Oakey, and D. W. M. Marret, Appl. Phys. Lett. 88, 134109 (2006).
    [CrossRef]
  10. U. Levy, K. Campbell, A. Groisman, S. Mookherjea, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 88, 111107 (2006).
    [CrossRef]
  11. D. V. Vezenov, B. T. Mayers, R. S. Conroy, G. M. Whitesides, P. T. Snee, Y. Chan, D. G. Nocera, and M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 127, 8952 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. K. Sugioka, Y. Cheng, K. Midorikawa, F. Takase, and H. Takai, Opt. Lett. 31, 208 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]

2006

P. Dumais, C. L. Callender, J. P. Noad, and C. J. Ledderhof, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 746 (2006).
[CrossRef]

M. Brown, T. Vestad, J. Oakey, and D. W. M. Marret, Appl. Phys. Lett. 88, 134109 (2006).
[CrossRef]

U. Levy, K. Campbell, A. Groisman, S. Mookherjea, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 88, 111107 (2006).
[CrossRef]

D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

K. Sugioka, Y. Cheng, K. Midorikawa, F. Takase, and H. Takai, Opt. Lett. 31, 208 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

2005

D. V. Vezenov, B. T. Mayers, R. S. Conroy, G. M. Whitesides, P. T. Snee, Y. Chan, D. G. Nocera, and M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 127, 8952 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

2004

Y. Bellouard, A. Said, M. Dugan, and P. Bado, Opt. Express 12, 2120 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

K. Sugioka, M. Masuda, T. Hongo, Y. Cheng, K. Shihoyama, and K. Midorikawa, Appl. Phys. A 78, 815 (2004).

Y. Cheng, K. Sugioka, and K. Midorikawa, Opt. Lett. 29, 2007 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

D. B. Wolfe, R. S. Conroy, P. Garstecki, B. T. Mayers, M. A. Fischbach, K. E. Paul, M. Prentiss, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 12434 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

2003

2001

1996

Bado, P.

Bawendi, M. G.

D. V. Vezenov, B. T. Mayers, R. S. Conroy, G. M. Whitesides, P. T. Snee, Y. Chan, D. G. Nocera, and M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 127, 8952 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Bellouard, Y.

Brown, M.

M. Brown, T. Vestad, J. Oakey, and D. W. M. Marret, Appl. Phys. Lett. 88, 134109 (2006).
[CrossRef]

Callender, C. L.

P. Dumais, C. L. Callender, J. P. Noad, and C. J. Ledderhof, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 746 (2006).
[CrossRef]

Campbell, K.

U. Levy, K. Campbell, A. Groisman, S. Mookherjea, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 88, 111107 (2006).
[CrossRef]

Chan, Y.

D. V. Vezenov, B. T. Mayers, R. S. Conroy, G. M. Whitesides, P. T. Snee, Y. Chan, D. G. Nocera, and M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 127, 8952 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Cheng, Y.

Conroy, R. S.

D. V. Vezenov, B. T. Mayers, R. S. Conroy, G. M. Whitesides, P. T. Snee, Y. Chan, D. G. Nocera, and M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 127, 8952 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

D. B. Wolfe, R. S. Conroy, P. Garstecki, B. T. Mayers, M. A. Fischbach, K. E. Paul, M. Prentiss, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 12434 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Davis, K. M.

Dugan, M.

Dumais, P.

P. Dumais, C. L. Callender, J. P. Noad, and C. J. Ledderhof, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 746 (2006).
[CrossRef]

Fainman, Y.

U. Levy, K. Campbell, A. Groisman, S. Mookherjea, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 88, 111107 (2006).
[CrossRef]

Fischbach, M. A.

D. B. Wolfe, R. S. Conroy, P. Garstecki, B. T. Mayers, M. A. Fischbach, K. E. Paul, M. Prentiss, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 12434 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Garstecki, P.

D. B. Wolfe, R. S. Conroy, P. Garstecki, B. T. Mayers, M. A. Fischbach, K. E. Paul, M. Prentiss, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 12434 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Groisman, A.

U. Levy, K. Campbell, A. Groisman, S. Mookherjea, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 88, 111107 (2006).
[CrossRef]

Hirao, K.

Hongo, T.

K. Sugioka, M. Masuda, T. Hongo, Y. Cheng, K. Shihoyama, and K. Midorikawa, Appl. Phys. A 78, 815 (2004).

Juodkazis, S.

Kawachi, M.

Ledderhof, C. J.

P. Dumais, C. L. Callender, J. P. Noad, and C. J. Ledderhof, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 746 (2006).
[CrossRef]

Levy, U.

U. Levy, K. Campbell, A. Groisman, S. Mookherjea, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 88, 111107 (2006).
[CrossRef]

Marcinkevicius, A.

Marret, D. W. M.

M. Brown, T. Vestad, J. Oakey, and D. W. M. Marret, Appl. Phys. Lett. 88, 134109 (2006).
[CrossRef]

Masuda, M.

K. Sugioka, M. Masuda, T. Hongo, Y. Cheng, K. Shihoyama, and K. Midorikawa, Appl. Phys. A 78, 815 (2004).

Y. Cheng, K. Sugioka, K. Midorikawa, M. Masuda, K. Toyoda, M. Kawachi, and K. Shihoyama, Opt. Lett. 28, 55 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Matsuo, S.

Mayers, B. T.

D. V. Vezenov, B. T. Mayers, R. S. Conroy, G. M. Whitesides, P. T. Snee, Y. Chan, D. G. Nocera, and M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 127, 8952 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

D. B. Wolfe, R. S. Conroy, P. Garstecki, B. T. Mayers, M. A. Fischbach, K. E. Paul, M. Prentiss, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 12434 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Midorikawa, K.

Misawa, H.

Miura, K.

Miwa, M.

Mookherjea, S.

U. Levy, K. Campbell, A. Groisman, S. Mookherjea, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 88, 111107 (2006).
[CrossRef]

Nishii, J.

Noad, J. P.

P. Dumais, C. L. Callender, J. P. Noad, and C. J. Ledderhof, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 746 (2006).
[CrossRef]

Nocera, D. G.

D. V. Vezenov, B. T. Mayers, R. S. Conroy, G. M. Whitesides, P. T. Snee, Y. Chan, D. G. Nocera, and M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 127, 8952 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Oakey, J.

M. Brown, T. Vestad, J. Oakey, and D. W. M. Marret, Appl. Phys. Lett. 88, 134109 (2006).
[CrossRef]

Paul, K. E.

D. B. Wolfe, R. S. Conroy, P. Garstecki, B. T. Mayers, M. A. Fischbach, K. E. Paul, M. Prentiss, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 12434 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Prentiss, M.

D. B. Wolfe, R. S. Conroy, P. Garstecki, B. T. Mayers, M. A. Fischbach, K. E. Paul, M. Prentiss, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 12434 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Psaltis, D.

D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Quake, S. R.

D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Said, A.

Shihoyama, K.

K. Sugioka, M. Masuda, T. Hongo, Y. Cheng, K. Shihoyama, and K. Midorikawa, Appl. Phys. A 78, 815 (2004).

Y. Cheng, K. Sugioka, K. Midorikawa, M. Masuda, K. Toyoda, M. Kawachi, and K. Shihoyama, Opt. Lett. 28, 55 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Snee, P. T.

D. V. Vezenov, B. T. Mayers, R. S. Conroy, G. M. Whitesides, P. T. Snee, Y. Chan, D. G. Nocera, and M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 127, 8952 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Sugioka, K.

Sugiomto, N.

Takai, H.

Takase, F.

Toyoda, K.

Vestad, T.

M. Brown, T. Vestad, J. Oakey, and D. W. M. Marret, Appl. Phys. Lett. 88, 134109 (2006).
[CrossRef]

Vezenov, D. V.

D. V. Vezenov, B. T. Mayers, R. S. Conroy, G. M. Whitesides, P. T. Snee, Y. Chan, D. G. Nocera, and M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 127, 8952 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Watanabe, M.

Whitesides, G. M.

D. V. Vezenov, B. T. Mayers, R. S. Conroy, G. M. Whitesides, P. T. Snee, Y. Chan, D. G. Nocera, and M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 127, 8952 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

D. B. Wolfe, R. S. Conroy, P. Garstecki, B. T. Mayers, M. A. Fischbach, K. E. Paul, M. Prentiss, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 12434 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Wolfe, D. B.

D. B. Wolfe, R. S. Conroy, P. Garstecki, B. T. Mayers, M. A. Fischbach, K. E. Paul, M. Prentiss, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 12434 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Yang, C.

D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Appl. Phys. A

K. Sugioka, M. Masuda, T. Hongo, Y. Cheng, K. Shihoyama, and K. Midorikawa, Appl. Phys. A 78, 815 (2004).

Appl. Phys. Lett.

M. Brown, T. Vestad, J. Oakey, and D. W. M. Marret, Appl. Phys. Lett. 88, 134109 (2006).
[CrossRef]

U. Levy, K. Campbell, A. Groisman, S. Mookherjea, and Y. Fainman, Appl. Phys. Lett. 88, 111107 (2006).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett.

P. Dumais, C. L. Callender, J. P. Noad, and C. J. Ledderhof, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 746 (2006).
[CrossRef]

J. Am. Chem. Soc.

D. V. Vezenov, B. T. Mayers, R. S. Conroy, G. M. Whitesides, P. T. Snee, Y. Chan, D. G. Nocera, and M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 127, 8952 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Nature

D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express

Opt. Lett.

Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

D. B. Wolfe, R. S. Conroy, P. Garstecki, B. T. Mayers, M. A. Fischbach, K. E. Paul, M. Prentiss, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 12434 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Schematic diagram of the experimental setup.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Digital camera captured image of a 90° arc-shaped microchannel with a radius of curvature of 5 mm fabricated on a glass plate. Shown in the inset is the cross-section of the waveguide. (b) Scanning electron microscope image showing the morphology of the internal wall of the microchannel.

Fig. 3
Fig. 3

CCD camera captured image of the microfluidic optical waveguide illuminated by He–Ne laser.

Fig. 4
Fig. 4

Near-field patterns of (a) multimode and (b) single-mode beams. (c) Beam profile of the single-mode beam.

Metrics