Absorption detection using optical waveguide cavities

Canadian Journal of Chemistry

Volumn 88, Issue 5, 2010, Pages 401-410

  Loock, Hans Peter ^a   Barnes, Jack A ^a   Gagliardi, Gianluca ^b   Li, Runkai ^a   Oleschuk, Richard D ^a   Wächter, Helen ^a  

^a QUEEN S UNIVERSITY   (Canada)

^b ISTITUTO NAZIONALE DI OTTICA   (Italy)

Author keywords

Cavity ring down spectroscopy; Fiber loop; Microresonator; Microsphere

Indexed keywords

ABSORPTION MEASUREMENTS; CAVITY MODE; CAVITY RING-DOWN SPECTROSCOPY; CONDENSED PHASE; ETHYLENE DIAMINE; FIBER LOOPS; HIGH QUALITY; HIGH-FINESSE CAVITY; MICRO RESONATORS; MICROMOLAR LEVEL; MICRORESONATOR; NANOLITERS; OPTICAL CAVITIES; OPTICAL DECAY; SILICA MICROSPHERES; SPECTROSCOPIC METHOD; WAVEGUIDE CAVITY; WAVELENGTH SHIFT;

ABSORPTION; ETHYLENE; LIGHT MEASUREMENT; MICROSPHERES; REFRACTIVE INDEX; RESONATORS; SILICA; SPECTROSCOPIC ANALYSIS; WAVEGUIDES;

ABSORPTION SPECTROSCOPY;

EID: 77951638951     PISSN: 00084042     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1139/V10-006     Document Type: Article

References (64)

1. Kirchhoff, G.; Bunsen, R. Ann. Physik Chemie (Poggendorff) 1860, 186 (6), 161. doi:10.1002/andp.18601860602.
2. Meggers, W. F.; Tech, J. L. J. Opt. Soc. Am. 1960, 50 (11), 1035. doi:10.1364/JOSA.50.001035.
3. O'Keefe, A.; Deacon, D. Rev. Sci. Instrum. 1988, 59 (12), 2544. doi:10.1063/1.1139895.
4. Mazurenka, M.; Orr-Ewing, A. J.; Peverall, R.; Ritchie, G. A. D. Annu. Rep. Prog. Chem. 2005, 101, 100. doi:10.1039/b408909j. (Pubitemid 41735945)
5. Vallance, C. N. J. Chem. 2005, 29 (7), 867. doi:10.1039/b504628a. (Pubitemid 40980125)
6. Loock, H.-P. Cavity Ring-Down Spectroscopy: Techniques and Applications; Wiley-Blackwell: Hoboken, NJ, 2009.
7. Hallock, A. J.; Berman, E. S. F.; Zare, R. N. Anal. Chem. 2002, 74 (7), 1741. doi:10.1021/ac011103i. PMID:12033270.
8. Bechtel, K. L.; Zare, R. N.; Kachanov, A. A.; Sanders, S. S.; Paldus, B. A. Anal. Chem. 2005, 77 (4), 1177. doi:10.1021/ac048444r. PMID:15859003.
9. Snyder, K. L.; Zare, R. N. Anal. Chem. 2003, 75 (13), 3086. doi:10.1021/ac0340152. PMID:12964755.
10. Hallock, A. J.; Berman, E. S. F.; Zare, R. N. Appl. Spectrosc. 2003, 57 (5), 571. doi:10.1366/000370203321666614. PMID:14658685.
11. Alexander, A. J. Anal. Chem. 2006, 78 (15), 5597. doi:10.1021/ac060571v. PMID:16878901.
12. van der Sneppen, L.; Ariese, F.; Gooijer, C.; Ubachs, W. Annu. Rev. Anal. Chem. 2009, 2, 13. doi:10.1146/annurevanchem-060908-155301.
13. van der Sneppen, L.; Ariese, F.; Gooijer, C.; Ubachs, W. J. Chromatogr. A 2007, 1148 (2), 184. doi:10.1016/j.chroma. 2007.03.028. PMID:17383664.
14. van der Sneppen, L.; Wiskerke, A. E.; Ariese, F.; Gooijer, C.; Ubachs, W. Appl. Spectrosc. 2006, 60 (8), 931. doi:10.1366/000370206778062101. PMID:16925931.
15. van der Sneppen, L.; Wiskerke, A.; Ariese, F.; Gooijer, C.; Ubachs, W. Anal. Chim. Acta 2006, 558 (1-2), 2. doi:10.1016/j.aca.2005.11.022. (Pubitemid 43120481)
16. Bahnev, B.; van der Sneppen, L.; Wiskerke, A. E.; Ariese, F.; Gooijer, C.; Ubachs, W. Anal. Chem. 2005, 77 (4), 1188. doi:10.1021/ac048428u. PMID:15859005.
17. Vogler, D. E.; Müller, M. G.; Sigrist, M. W. Appl. Opt. 2003, 42 (27), 5413. doi:10.1364/AO.42.005413. PMID: 14526828.
18. von Lerber, T.; Sigrist, M. W. Appl. Opt. 2002, 41 (18), 3567. doi:10.1364/AO.41.003567. PMID:12078682.
19. Gupta, M.; Jiao, H.; O'Keefe, A. Opt. Lett. 2002, 27 (21), 1878. doi:10.1364/OL.27.001878. PMID:18033388.
20. Andachi, M.; Nakayama, T.; Kawasaki, M.; Kurokawa, S.; Loock, H. P. Appl. Phys. B 2007, 88 (1), 131. doi:10.1007/s00340-007-2635-5. (Pubitemid 46945407)
21. Brown, R. S.; Kozin, I.; Tong, Z.; Oleschuk, R. D.; Loock, H.-P. J. Chem. Phys. 2002, 117 (23), 10444. doi:10.1063/1.1527893.
22. Tong, Z. G.; Jakubinek, M.; Wright, A.; Gillies, A.; Loock, H. P. Rev. Sci. Instrum. 2003, 74 (11), 4818. doi:10.1063/1.1614877.
23. Tarsa, P. B.; Rabinowitz, P.; Lehmann, K. K. Chem. Phys. Lett. 2004, 383 (3-4), 297. doi:10.1016/j.cplett.2003.11.043.
24. Tarsa, P. B.; Wist, A. D.; Rabinowitz, P.; Lehmann, K. K. Appl. Phys. Lett. 2004, 85 (19), 4523. doi:10.1063/1.1819520. (Pubitemid 40001565)
25. Pu, S. A.; Gu, X. J. Opt. Lett. 2009, 34 (12), 1774. doi:10.1364/OL.34. 001774. PMID:19529699.
26. Wang, C. Sensors 2009, 9 (10), 7595. doi:10.3390/s91007595.
27. Gratton, E.; Jameson, D. Anal. Chem. 1985, 57 (8), 1694. doi:10.1021/ac00285a041.
28. Lakowicz, J. R.; Laczko, G.; Cherek, H.; Gratton, E.; Limkeman, M. Biophys. J. 1984, 46 (4), 463. doi:10.1016/S0006-3495(84)84043-6. PMID:6498264.
29. Herbelin, J. M.; McKay, J. A.; Kwok, M. A.; Ueunten, R. H.; Urevig, D. S.; Spencer, D. J.; Benard, D. J. Appl. Opt. 1980, 19 (1), 144. doi:10.1364/AO.19.000144.
30. Bescherer, K.; Barnes, J. A.; Dias, S.; Gagliardi, G.; Loock, H. P.; Trefiak, N. R.; Waechter, H.; Yam, S. Appl. Phys. B 2009, 96 (1), 193. doi:10.1007/s00340-009-3429-8.
31. Engeln, R.; von Helden, G.; Berden, G.; Meijer, G. Chem. Phys. Lett. 1996, 262 (1-2), 105. doi:10.1016/0009-2614(96)01048-2. (Pubitemid 126163448)
32. Tong, Z.; Wright, A.; McCormick, T.; Li, R.; Oleschuk, R. D.; Loock, H. P. Anal. Chem. 2004, 76 (22), 6594. doi:10.1021/ac0491253. PMID:15538782.
33. Loock, H.-P. TrAC Trends Anal. Chem. 2006, 25 (7), 655. doi:10.1016/j.trac.2006.05.003. (Pubitemid 44093741)
34. Trefiak, N.; Barnes, J. A.; Rask, F.; Courtney, D. G.; Walford, R.; Li, R.; Oleschuk, R. D.; Loock, H. P. Proc. SPIE 2005, 5969, 59690O. doi:10.1117/12.629756. (Pubitemid 43275159)
35. Li, R. K.; Loock, H.-P.; Oleschuk, R. D. Anal. Chem. 2006, 78 (16), 5685. doi:10.1021/ac060289o. PMID:16906712.
36. Waechter, H.; Bescherer, K.; Dürr, C. J.; Oleschuk, R. D.; Loock, H.-P. Anal. Chem. 2009, 81 (21), 9048. doi:10.1021/ac901696q. PMID:19813748.
37. Li, R. Fiber-Loop Ring-Down Detection: A Novel Online Detection Method. Ph.D. Dissertation, Queen's University, Kingston, ON, 2007.
38. Grudinin, I. S.; Matsko, A. B.; Savchenkov, A. A.; Strekalov, D.; Ilchenko, V. S.; Maleki, L. Opt. Commun. 2006, 265 (1), 33. doi:10.1016/j. optcom.2006.03.028. (Pubitemid 44223583)
39. Ilchenko, V. S.; Matsko, A. B. IEEE J. Sel. Top. Quant. Electron. 2006, 12 (1), 15. doi:10.1109/JSTQE.2005.862943. (Pubitemid 43261946)
40. Matsko, A. B.; Ilchenko, V. S. IEEE J. Sel. Top. Quant. Electron. 2006, 12 (1), 3. doi:10.1109/JSTQE.2005.862952. (Pubitemid 43261945)
41. Savchenkov, A. A.; Matsko, A. B.; Ilchenko, V. S.; Maleki, L. Opt. Express 2007, 15 (11), 6768. doi:10.1364/OE.15.006768. PMID:19546987.
42. Farca, G.; Shopova, S. I.; Rosenberger, A. T. Opt. Express 2007, 15 (25), 17443. doi:10.1364/OE.15.017443. PMID: 19551038.
43. Arnold, S.; Khoshsima, M.; Teraoka, I.; Holler, S.; Vollmer, F. Opt. Lett. 2003, 28 (4), 272. doi:10.1364/OL.28.000272.PMID:12653369.
44. Arnold, S.; Ramjit, R.; Keng, D.; Kolchenko, V.; Teraoka, I. Faraday Discuss. 2008, 137, 65. doi:10.1039/b702920a. PMID:18214098.
45. Noto, M.; Vollmer, F.; Keng, D.; Teraoka, I.; Arnold, S. Opt. Lett. 2005, 30 (5), 510. doi:10.1364/OL.30.000510. PMID:15789719.
46. Teraoka, I.; Arnold, S.; Vollmer, F. J. Opt. Soc. Am. B 2003, 20 (9), 1937. doi:10.1364/JOSAB.20.001937.
47. Vollmer, F.; Braun, D.; Libchaber, A.; Khoshsima, M.; Teraoka, I.; Arnold, S. Appl. Phys. Lett. 2002, 80 (21), 4057. doi:10.1063/1.1482797. (Pubitemid 34638139)
48. Rosenberger, A. T. Opt. Express 2007, 15 (20), 12959. doi:10.1364/OE.15.012959. PMID:19550564.
49. Rosenberger, A. T.; Rezac, J. Proc. SPIE 2001, 4265, 102. doi:10.1117/12.427962. (Pubitemid 32621628)
50. Armani, A. M.; Armani, D. K.; Min, B.; Vahala, K. J.; Spillane, S. M. Appl. Phys. Lett. 2005, 87 (15), 151118. doi:10.1063/1.2099529. (Pubitemid 41717129)
51. Armani, A. M.; Vahala, K. J. Opt. Lett. 2006, 31 (12), 1896. doi:10.1364/OL.31.001896. PMID:16729107.
52. Armani, A. M.; Kulkarni, R. P.; Fraser, S. E.; Flagan, R. C.; Vahala, K. J. Science 2007, 317 (5839), 783. doi:10.1126/science.1145002. PMID:17615303.
53. Barnes, J.; Carver, B.; Fraser, J. M.; Gagliardi, G.; Loock, H. P.; Tian, Z.; Wilson, M. W. B.; Yam, S.; Yastrubshak, O. Opt. Express 2008, 16 (17), 13158. doi:10.1364/OE.16.013158. PMID:18711554.
54. Of course, the optical absorption may also be obtained from the width and amplitude for the cavity fringes, if the cavity is well-characterized and the light source is very stable.
55. Vollmer, F.; Arnold, S. Nat. Methods 2008, 5 (7), 591. doi:10.1038/nmeth.1221. PMID:18587317.
56. Armani, D. K.; Kippenberg, T. J.; Spillane, S. M.; Vahala, K. J. Nature 2003, 421 (6926), 925. doi:10.1038/nature01371. (Pubitemid 36288019)
57. Pipino, A. C. R. Phys. Rev. Lett. 1999, 83 (15), 3093. doi:10.1103/PhysRevLett.83.3093.
58. Barnes, J. A.; Carver, B.; Fraser, J. M.; Gagliardi, G.; Loock, H.-P.; Tian, Z.; Wilson, M. W.; Yam, S.-H.; Yastrubshak, O. Opt. Express 2008, 16 (17), 13158. doi:10.1364/OE.16.013158. PMID:18711554.
59. Gorodetsky, M. L.; Pryamikov, A. D.; Ilchenko, V. S. J. Opt. Soc. Am. B 2000, 17 (6), 1051. doi:10.1364/JOSAB.17.001051.
60. Xu, M.; Liu, D. F.; Allen, H. C. Environ. Sci. Technol. 2006, 40 (5), 1566. doi:10.1021/es051537l. PMID:16568771.
61. Barnes, J. A.; Dreher, M.; Plett, K.; Brown, R.; Crudden, C. M.; Loock, H.-P. Analyst (Lond.) 2008, 133 (11), 1541. doi:10.1039/b806129g.
62. Wang, C. J.; Mbi, A. Meas. Sci. Technol. 2006, 17 (7), 1741. doi:10.1088/0957-0233/17/7/012. (Pubitemid 43958851)
63. Wang, C. J.; Scherrer, S. T. Appl. Opt. 2004, 43 (35), 6458. doi:10.1364/AO.43.006458. PMID:15617282.
64. Wang, C. J.; Scherrer, S. T. Opt. Lett. 2004, 29 (4), 352. doi:10.1364/OL.29.000352. PMID:14971750.