Abstract

The ability to quantify and visualize submicrometer-scale oscillatory motions of objects in three dimensions has a wide range of application in acoustics, materials sciences, and medical imaging. Here we demonstrate that volumetric snapshots of rapid periodic motion can be captured using optical coherence tomography (OCT) with subnanometer-scale motion sensitivity and microsecond-scale temporal resolution. This technique, termed OCT vibrography, was applied to generate time-resolved volumetric vibrographs of a miniature drum driven acoustically at several kilohertz.

© 2012 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Kleckner and D. Bouwmeester, Nature 444, 75 (2006).
    [CrossRef]
  2. T. J. Kippenberg and K. J. Vahala, Opt. Express 15, 17172 (2007).
    [CrossRef]
  3. T. P. Burg, M. Godin, S. M. Knudsen, W. Shen, G. Carlson, J. S. Foster, K. Babcock, and S. R. Manalis, Nature 446, 1066 (2007).
    [CrossRef]
  4. M. H. Xu and L. H. V. Wang, Rev. Sci. Instrum. 77, 041101 (2006).
    [CrossRef]
  5. J. T. Cheng, A. A. Aarnisalo, E. Harrington, M. D. Hernandez-Montes, C. Furlong, S. N. Merchant, and J. J. Rosowski, Hearing Res. 263, 66 (2010).
    [CrossRef]
  6. X. Liang, M. Orescanin, K. S. Toohey, M. F. Insana, and S. A. Boppart, Opt. Lett. 34, 2894 (2009).
    [CrossRef]
  7. B. F. Kennedy, X. Liang, S. G. Adie, D. K. Gerstmann, B. C. Quirk, S. A. Boppart, and D. D. Sampson, Opt. Express 19, 6623 (2011).
    [CrossRef]
  8. R. K. Chhetri, K. A. Kozek, A. C. Johnston-Peck, J. B. Tracy, and A. L. Oldenburg, Phys. Rev. E 83, 040903 (2011).
    [CrossRef]
  9. R. K. Wang and A. L. Nuttall, J. Biomed. Opt. 15, 056005 (2010).
    [CrossRef]
  10. M. A. Choma, A. K. Ellerbee, C. H. Yang, T. L. Creazzo, and J. A. Izatt, Opt. Lett. 30, 1162 (2005).
    [CrossRef]
  11. C. Joo, T. Akkin, B. Cense, B. H. Park, and J. E. de Boer, Opt. Lett. 30, 2131 (2005).
    [CrossRef]
  12. S. H. Yun, G. J. Tearney, J. F. de Boer, N. Iftimia, and B. E. Bouma, Opt. Express 11, 2953 (2003).
    [CrossRef]
  13. E. W. Chang, J. B. Kobler, and S. H. Yun, Sci. Rep. 1, 48 (2011).
    [CrossRef]
  14. B. J. Vakoc, S. H. Yun, J. F. de Boer, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Opt. Express 13, 5483 (2005).
    [CrossRef]
  15. R. S. Christian, R. E. Davis, A. Tubis, C. A. Anderson, R. I. Mills, and T. D. Rossing, J. Acoust. Soc. Am. 76, 1336 (1984).
    [CrossRef]
  16. F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
    [CrossRef]

2011 (4)

R. K. Chhetri, K. A. Kozek, A. C. Johnston-Peck, J. B. Tracy, and A. L. Oldenburg, Phys. Rev. E 83, 040903 (2011).
[CrossRef]

E. W. Chang, J. B. Kobler, and S. H. Yun, Sci. Rep. 1, 48 (2011).
[CrossRef]

F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
[CrossRef]

B. F. Kennedy, X. Liang, S. G. Adie, D. K. Gerstmann, B. C. Quirk, S. A. Boppart, and D. D. Sampson, Opt. Express 19, 6623 (2011).
[CrossRef]

2010 (2)

J. T. Cheng, A. A. Aarnisalo, E. Harrington, M. D. Hernandez-Montes, C. Furlong, S. N. Merchant, and J. J. Rosowski, Hearing Res. 263, 66 (2010).
[CrossRef]

R. K. Wang and A. L. Nuttall, J. Biomed. Opt. 15, 056005 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

2007 (2)

T. J. Kippenberg and K. J. Vahala, Opt. Express 15, 17172 (2007).
[CrossRef]

T. P. Burg, M. Godin, S. M. Knudsen, W. Shen, G. Carlson, J. S. Foster, K. Babcock, and S. R. Manalis, Nature 446, 1066 (2007).
[CrossRef]

2006 (2)

M. H. Xu and L. H. V. Wang, Rev. Sci. Instrum. 77, 041101 (2006).
[CrossRef]

D. Kleckner and D. Bouwmeester, Nature 444, 75 (2006).
[CrossRef]

2005 (3)

2003 (1)

1984 (1)

R. S. Christian, R. E. Davis, A. Tubis, C. A. Anderson, R. I. Mills, and T. D. Rossing, J. Acoust. Soc. Am. 76, 1336 (1984).
[CrossRef]

Aarnisalo, A. A.

J. T. Cheng, A. A. Aarnisalo, E. Harrington, M. D. Hernandez-Montes, C. Furlong, S. N. Merchant, and J. J. Rosowski, Hearing Res. 263, 66 (2010).
[CrossRef]

Adie, S. G.

Akkin, T.

Anderson, C. A.

R. S. Christian, R. E. Davis, A. Tubis, C. A. Anderson, R. I. Mills, and T. D. Rossing, J. Acoust. Soc. Am. 76, 1336 (1984).
[CrossRef]

Babcock, K.

T. P. Burg, M. Godin, S. M. Knudsen, W. Shen, G. Carlson, J. S. Foster, K. Babcock, and S. R. Manalis, Nature 446, 1066 (2007).
[CrossRef]

Boppart, S. A.

Bouma, B. E.

Bouwmeester, D.

D. Kleckner and D. Bouwmeester, Nature 444, 75 (2006).
[CrossRef]

Burg, T. P.

T. P. Burg, M. Godin, S. M. Knudsen, W. Shen, G. Carlson, J. S. Foster, K. Babcock, and S. R. Manalis, Nature 446, 1066 (2007).
[CrossRef]

Carlson, G.

T. P. Burg, M. Godin, S. M. Knudsen, W. Shen, G. Carlson, J. S. Foster, K. Babcock, and S. R. Manalis, Nature 446, 1066 (2007).
[CrossRef]

Cense, B.

Chang, E. W.

E. W. Chang, J. B. Kobler, and S. H. Yun, Sci. Rep. 1, 48 (2011).
[CrossRef]

Chen, F. Y.

F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
[CrossRef]

Cheng, J. T.

J. T. Cheng, A. A. Aarnisalo, E. Harrington, M. D. Hernandez-Montes, C. Furlong, S. N. Merchant, and J. J. Rosowski, Hearing Res. 263, 66 (2010).
[CrossRef]

Chhetri, R. K.

R. K. Chhetri, K. A. Kozek, A. C. Johnston-Peck, J. B. Tracy, and A. L. Oldenburg, Phys. Rev. E 83, 040903 (2011).
[CrossRef]

Choma, M. A.

Choudhury, N.

F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
[CrossRef]

Christian, R. S.

R. S. Christian, R. E. Davis, A. Tubis, C. A. Anderson, R. I. Mills, and T. D. Rossing, J. Acoust. Soc. Am. 76, 1336 (1984).
[CrossRef]

Creazzo, T. L.

Davis, R. E.

R. S. Christian, R. E. Davis, A. Tubis, C. A. Anderson, R. I. Mills, and T. D. Rossing, J. Acoust. Soc. Am. 76, 1336 (1984).
[CrossRef]

de Boer, J. E.

de Boer, J. F.

Ellerbee, A. K.

Foster, J. S.

T. P. Burg, M. Godin, S. M. Knudsen, W. Shen, G. Carlson, J. S. Foster, K. Babcock, and S. R. Manalis, Nature 446, 1066 (2007).
[CrossRef]

Fridberger, A.

F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
[CrossRef]

Furlong, C.

J. T. Cheng, A. A. Aarnisalo, E. Harrington, M. D. Hernandez-Montes, C. Furlong, S. N. Merchant, and J. J. Rosowski, Hearing Res. 263, 66 (2010).
[CrossRef]

Gerstmann, D. K.

Godin, M.

T. P. Burg, M. Godin, S. M. Knudsen, W. Shen, G. Carlson, J. S. Foster, K. Babcock, and S. R. Manalis, Nature 446, 1066 (2007).
[CrossRef]

Harrington, E.

J. T. Cheng, A. A. Aarnisalo, E. Harrington, M. D. Hernandez-Montes, C. Furlong, S. N. Merchant, and J. J. Rosowski, Hearing Res. 263, 66 (2010).
[CrossRef]

Hernandez-Montes, M. D.

J. T. Cheng, A. A. Aarnisalo, E. Harrington, M. D. Hernandez-Montes, C. Furlong, S. N. Merchant, and J. J. Rosowski, Hearing Res. 263, 66 (2010).
[CrossRef]

Iftimia, N.

Insana, M. F.

Izatt, J. A.

Jacques, S. L.

F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
[CrossRef]

Johnston-Peck, A. C.

R. K. Chhetri, K. A. Kozek, A. C. Johnston-Peck, J. B. Tracy, and A. L. Oldenburg, Phys. Rev. E 83, 040903 (2011).
[CrossRef]

Joo, C.

Kennedy, B. F.

Kippenberg, T. J.

Kleckner, D.

D. Kleckner and D. Bouwmeester, Nature 444, 75 (2006).
[CrossRef]

Knudsen, S. M.

T. P. Burg, M. Godin, S. M. Knudsen, W. Shen, G. Carlson, J. S. Foster, K. Babcock, and S. R. Manalis, Nature 446, 1066 (2007).
[CrossRef]

Kobler, J. B.

E. W. Chang, J. B. Kobler, and S. H. Yun, Sci. Rep. 1, 48 (2011).
[CrossRef]

Kozek, K. A.

R. K. Chhetri, K. A. Kozek, A. C. Johnston-Peck, J. B. Tracy, and A. L. Oldenburg, Phys. Rev. E 83, 040903 (2011).
[CrossRef]

Liang, X.

Manalis, S. R.

T. P. Burg, M. Godin, S. M. Knudsen, W. Shen, G. Carlson, J. S. Foster, K. Babcock, and S. R. Manalis, Nature 446, 1066 (2007).
[CrossRef]

Merchant, S. N.

J. T. Cheng, A. A. Aarnisalo, E. Harrington, M. D. Hernandez-Montes, C. Furlong, S. N. Merchant, and J. J. Rosowski, Hearing Res. 263, 66 (2010).
[CrossRef]

Mills, R. I.

R. S. Christian, R. E. Davis, A. Tubis, C. A. Anderson, R. I. Mills, and T. D. Rossing, J. Acoust. Soc. Am. 76, 1336 (1984).
[CrossRef]

Nuttall, A. L.

F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
[CrossRef]

R. K. Wang and A. L. Nuttall, J. Biomed. Opt. 15, 056005 (2010).
[CrossRef]

Oldenburg, A. L.

R. K. Chhetri, K. A. Kozek, A. C. Johnston-Peck, J. B. Tracy, and A. L. Oldenburg, Phys. Rev. E 83, 040903 (2011).
[CrossRef]

Orescanin, M.

Park, B. H.

Quirk, B. C.

Rosowski, J. J.

J. T. Cheng, A. A. Aarnisalo, E. Harrington, M. D. Hernandez-Montes, C. Furlong, S. N. Merchant, and J. J. Rosowski, Hearing Res. 263, 66 (2010).
[CrossRef]

Rossing, T. D.

R. S. Christian, R. E. Davis, A. Tubis, C. A. Anderson, R. I. Mills, and T. D. Rossing, J. Acoust. Soc. Am. 76, 1336 (1984).
[CrossRef]

Sampson, D. D.

Shen, W.

T. P. Burg, M. Godin, S. M. Knudsen, W. Shen, G. Carlson, J. S. Foster, K. Babcock, and S. R. Manalis, Nature 446, 1066 (2007).
[CrossRef]

Shi, X. R.

F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
[CrossRef]

Tearney, G. J.

Toohey, K. S.

Tracy, J. B.

R. K. Chhetri, K. A. Kozek, A. C. Johnston-Peck, J. B. Tracy, and A. L. Oldenburg, Phys. Rev. E 83, 040903 (2011).
[CrossRef]

Tubis, A.

R. S. Christian, R. E. Davis, A. Tubis, C. A. Anderson, R. I. Mills, and T. D. Rossing, J. Acoust. Soc. Am. 76, 1336 (1984).
[CrossRef]

Vahala, K. J.

Vakoc, B. J.

Wang, L. H. V.

M. H. Xu and L. H. V. Wang, Rev. Sci. Instrum. 77, 041101 (2006).
[CrossRef]

Wang, R. K.

F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
[CrossRef]

R. K. Wang and A. L. Nuttall, J. Biomed. Opt. 15, 056005 (2010).
[CrossRef]

Xu, M. H.

M. H. Xu and L. H. V. Wang, Rev. Sci. Instrum. 77, 041101 (2006).
[CrossRef]

Yang, C. H.

Yun, S. H.

Zha, D. J.

F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
[CrossRef]

Zheng, J. F.

F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
[CrossRef]

Hearing Res. (1)

J. T. Cheng, A. A. Aarnisalo, E. Harrington, M. D. Hernandez-Montes, C. Furlong, S. N. Merchant, and J. J. Rosowski, Hearing Res. 263, 66 (2010).
[CrossRef]

J. Acoust. Soc. Am. (1)

R. S. Christian, R. E. Davis, A. Tubis, C. A. Anderson, R. I. Mills, and T. D. Rossing, J. Acoust. Soc. Am. 76, 1336 (1984).
[CrossRef]

J. Biomed. Opt. (1)

R. K. Wang and A. L. Nuttall, J. Biomed. Opt. 15, 056005 (2010).
[CrossRef]

Nat. Neurosci. (1)

F. Y. Chen, D. J. Zha, A. Fridberger, J. F. Zheng, N. Choudhury, S. L. Jacques, R. K. Wang, X. R. Shi, and A. L. Nuttall, Nat. Neurosci. 14, 770 (2011).
[CrossRef]

Nature (2)

T. P. Burg, M. Godin, S. M. Knudsen, W. Shen, G. Carlson, J. S. Foster, K. Babcock, and S. R. Manalis, Nature 446, 1066 (2007).
[CrossRef]

D. Kleckner and D. Bouwmeester, Nature 444, 75 (2006).
[CrossRef]

Opt. Express (4)

Opt. Lett. (3)

Phys. Rev. E (1)

R. K. Chhetri, K. A. Kozek, A. C. Johnston-Peck, J. B. Tracy, and A. L. Oldenburg, Phys. Rev. E 83, 040903 (2011).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

M. H. Xu and L. H. V. Wang, Rev. Sci. Instrum. 77, 041101 (2006).
[CrossRef]

Sci. Rep. (1)

E. W. Chang, J. B. Kobler, and S. H. Yun, Sci. Rep. 1, 48 (2011).
[CrossRef]

Supplementary Material (2)

» Media 1: MPG (344 KB)     
» Media 2: MPG (670 KB)     

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.


Metrics