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Engineering

एटमाइजेशन और एकोसॉफ्लुइडिक्स के लिए मोटाई मोड पीजोइलेक्ट्रिक उपकरणों का निर्माण और लक्षण वर्णन

Published: August 5, 2020 doi: 10.3791/61015
Automatic Translation
1, 1, 1
1Medically Advanced Devices Laboratory, Center for Medical Devices, Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Jacobs School of Engineering and Department of Surgery, School of Medicine, University of California San Diego, 2Department of Surgery, School of Medicine, University of California San Diego

Summary

लिथियम निओबेट पर प्लेट इलेक्ट्रोड के सीधे वर्तमान स्पटरिंग के माध्यम से पीजोइलेक्ट्रिक मोटाई मोड ट्रांसड्यूसर का निर्माण वर्णित है। इसके अतिरिक्त, एक ट्रांसड्यूसर धारक और द्रव आपूर्ति प्रणाली के साथ विश्वसनीय ऑपरेशन प्राप्त किया जाता है और लेजर बिखरने का उपयोग करके बाधा विश्लेषण, लेजर डॉप्लर विब्रोमेट्री, हाई-स्पीड इमेजिंग और बूंद आकार वितरण के माध्यम से लक्षण वर्णन किया जाता है।

Abstract

हम लिथियम निओबेट (एलएन) का उपयोग करके सरल मोटाई मोड पीजोइलेक्ट्रिक उपकरणों को बनाने की तकनीक पेश करते हैं। इस तरह के उपकरणों को तरल को अधिक कुशलता से, प्रति बिजली इनपुट प्रवाह दर के संदर्भ में, उन लोगों की तुलना में दिखाया गया है जो रेले तरंगों और एलएन या लीड जिरकोनेट टाइटेनेट (पीजेडटी) में कंपन के अन्य तरीकों पर भरोसा करते हैं। पूरा डिवाइस एक ट्रांसड्यूसर, एक ट्रांसड्यूसर धारक और एक तरल पदार्थ की आपूर्ति प्रणाली से बना है। ध्वनिक तरल परमाणु की बुनियादी बातों को अच्छी तरह से ज्ञात नहीं किया जाता है, इसलिए उपकरणों की विशेषता और घटनाओं का अध्ययन करने की तकनीकों का भी वर्णन किया जाता है। लेजर डॉप्लर विब्रोमेट्री (एलडीवी) ध्वनिक ट्रांसड्यूसर की तुलना में आवश्यक कंपन जानकारी प्रदान करता है और, इस मामले में, इंगित करता है कि क्या एक डिवाइस मोटाई कंपन में अच्छा प्रदर्शन करेगा। इसका उपयोग डिवाइस की प्रतिध्वनि आवृत्ति को खोजने के लिए भी किया जा सकता है, हालांकि यह जानकारी बाधा विश्लेषण के माध्यम से अधिक तेज़ी से प्राप्त की जाती है। सतत द्रव परमाणु, एक उदाहरण आवेदन के रूप में, सावधान द्रव प्रवाह नियंत्रण की आवश्यकता है, और हम लेजर बिखरने के माध्यम से उच्च गति इमेजिंग और बूंद आकार वितरण माप के साथ ऐसी विधि पेश करते हैं।

Introduction

अल्ट्रासाउंड परमाणु लगभग एक सदी के लिए अध्ययन किया गया है और हालांकि वहां कई अनुप्रयोगों रहे हैं, वहां अंतर्निहित भौतिकी को समझने में सीमाएं हैं । इस घटना का पहला वर्णन 19271में लकड़ी और लूमिस द्वारा किया गया था और तब से एयरोसोलाइज्ड फार्मास्यूटिकल तरल पदार्थ2 से लेकर ईंधन इंजेक्शन3तक के अनुप्रयोगों के लिए क्षेत्र में विकास हुआ है । यद्यपि इन अनुप्रयोगों में घटना अच्छी तरह से काम करती है, अंतर्निहित भौतिकी4,,5, 6,को अच्छी तरह से समझ में नहींआतीहै।

अल्ट्रासोनिक परमाणुकरण के क्षेत्र में एक प्रमुख सीमा उपयोग की जाने वाली सामग्री का विकल्प है, लीड जिरकोनेट टाइटेनेट (पीजेडटी), एक उन्माद सामग्रीजो 7 को गर्म करने के लिए प्रवण है और अंतर-अनाज सीमाओं8,,9से उपलब्ध मौलिक सीसा के साथ सीसा संदूषण है। अनाज का आकार और अनाज की सीमाओं के यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक गुण भी उस आवृत्ति को सीमित करते हैं जिस पर पीजेडटी10काम कर सकता है । इसके विपरीत, लिथियम निओबेट दोनों लीड-फ्री है और कोई हिस्टीरेसिस11प्रदर्शित नहीं करता है, और इसका उपयोग तरल पदार्थों को वाणिज्यिक परमाणु12की तुलना में अधिक कुशलता से परिमाण के क्रम में परमाणु करने के लिए किया जा सकता है। मोटाई मोड में ऑपरेशन के लिए इस्तेमाल लिथियम niobate के पारंपरिक कट ३६ डिग्री वाई-घुमाया कटौती है, लेकिन १२७.८६ डिग्री Y-घूर्णन, एक्स प्रचार कट (128YX), आम तौर पर सतह ध्वनिक तरंग पीढ़ी के लिए इस्तेमाल किया, ३६ डिग्री कट13 के साथ तुलना में एक उच्च सतह विस्थापन आयाम है दिखाया गया है जब resonance और कम नुकसान में संचालित । यह भी दिखाया गया है कि मोटाई मोड ऑपरेशन एलएन का उपयोग करते समय भी कंपन13के अन्य साधनों की ओर परमाणु दक्षता में परिमाण सुधार का क्रम प्रदान करता है।

मोटाई मोड में काम करने वाले पीजोइलेक्ट्रिक डिवाइस की प्रतिध्वनि आवृत्ति इसकी मोटाई टीद्वारा नियंत्रित होती है: तरंगदैर्ध्य λ = 2टी/nजहां n = 1, 2,...n एंटी नोड्स की संख्या है। एक 500 माइक्रोन मोटी सब्सट्रेट के लिए, यह मौलिक मोड के लिए 1 मिमी की तरंग दैर्ध्य से मेल खाती है, जिसका उपयोग मौलिक अनुनाद आवृत्ति की गणना करने के लिए किया जा सकता है, यदितरंग गति, वी,ज्ञात है तोλ। 128YX LN की मोटाई के माध्यम से ध्वनि की गति लगभग 7,000 मीटर/ कंपन के अन्य रूपों, विशेष रूप से सतह से बंधे मोड के विपरीत, उच्च-क्रम मोटाई मोड हार्मोनिक्स को बहुत अधिक आवृत्तियों तक उत्तेजित करना सीधा है, यहां 250 मेगाहर्ट्ज या उससे अधिक, हालांकि केवल विषम-गिने जाने वाले मोड समान इलेक्ट्रिक फील्ड्स14से उत्साहित हो सकते हैं। नतीजतन, 14 मेगाहर्ट्ज के पास दूसरा हार्मोनिक(n = 2) उत्साहित नहीं किया जा सकता है, लेकिन 21 मेगाहर्ट्ज(n = 3) पर तीसरा हार्मोनिक कर सकते हैं । कुशल मोटाई मोड उपकरणों के निर्माण के लिए ट्रांसड्यूसर के विरोध वाले चेहरों पर इलेक्ट्रोड जमा करने की आवश्यकता होती है। हम इसे पूरा करने के लिए प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) स्पंदन का उपयोग करते हैं, लेकिन इलेक्ट्रॉन-बीम जमाव और अन्य तरीकों का उपयोग किया जा सकता है। बाधा विश्लेषण उपकरणों की विशेषता के लिए उपयोगी है, विशेष रूप से इन आवृत्तियों पर अनुनाद आवृत्तियों और विद्युत युग्मन खोजने में। लेजर डॉप्लर वाइब्रोमेट्री (एलडीवी) संपर्क या अंशांकन15के बिना आउटपुट कंपन आयाम और वेग निर्धारित करने के लिए उपयोगी है, और, स्कैनिंग के माध्यम से, एलडीवी सतह विरूपण का स्थानिक वितरण प्रदान करता है, जो किसी दिए गए आवृत्ति से जुड़े कंपन के मोड का खुलासा करता है। अंत में, परमाणु और द्रव गतिशीलता का अध्ययन करने के प्रयोजनों के लिए, उच्च गति इमेजिंग एक sessile ड्रॉप16, 17,की सतह पर केशिका तरंगों के विकास का अध्ययन करने के लिए एक तकनीक के रूप मेंनियोजितकिया जा सकता है । परमाणुकरण में, कई अन्य एसीस्टोफ्लुइडिक घटनाओं की तरह, छोटे बूंदों का उत्पादन तेजी से दर पर किया जाता है, किसी दिए गए स्थान में 1 किलोहर्ट्ज से अधिक, उच्च गति वाले कैमरों के लिए पर्याप्त निष्ठा और दृष्टिकोण के क्षेत्र के साथ निरीक्षण करने के लिए पर्याप्त रूप से बड़ी बूंद नमूना आकार पर उपयोगी जानकारी प्रदान करने के लिए बहुत जल्दी। लेजर बिखरने का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जा सकता है, एक विस्तारित लेजर बीम के माध्यम से बूंदों को पास करना (एमआईई) प्रतिबिंब और अपवर्तन में कुछ प्रकाश को तितर-बितर करता है ताकि एक विशिष्ट संकेत का उत्पादन किया जा सके जिसका उपयोग बूंद आकार वितरण का सांख्यिकीय अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है।

यह पीजोइलेक्ट्रिक मोटाई मोड ट्रांसड्यूसर बनाने के लिए सीधा है, लेकिन डिवाइस और परमाणु चरित्र चित्रण में आवश्यक तकनीकों को साहित्य में आज तक स्पष्ट रूप से नहीं कहा गया है, जिससे अनुशासन में प्रगति बाधित होती है। एक मोटाई मोड ट्रांसड्यूसर के लिए एक परमाणु उपकरण में प्रभावी होने के लिए, इसे यांत्रिक रूप से अलग किया जाना चाहिए ताकि इसका कंपन नम न हो और इसमें परमाणु दर के बराबर प्रवाह दर के साथ निरंतर तरल पदार्थ की आपूर्ति होनी चाहिए ताकि न तो आनंद और न ही बाढ़ हो। इन दो व्यावहारिक विचारों को साहित्य में अच्छी तरह से शामिल नहीं किया गया है क्योंकि उनके समाधान शुद्ध वैज्ञानिक नवीनता के बजाय इंजीनियरिंग तकनीकों का परिणाम हैं, लेकिन वे फिर भी घटना का अध्ययन करने के लिए महत्वपूर्ण हैं । हम समाधान के रूप में एक ट्रांसड्यूसर धारक असेंबली और एक तरल बाती प्रणाली पेश करते हैं। यह प्रोटोकॉल मौलिक भौतिकी और असंख्य अनुप्रयोगों में आगे अनुसंधान को सुविधाजनक बनाने के लिए परमाणु निर्माण और लक्षण वर्णन के लिए एक व्यवस्थित दृष्टिकोण प्रदान करता है।

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Protocol

1. डीसी स्पंदन के माध्यम से मोटाई मोड ट्रांसड्यूसर निर्माण

  1. वेफर तैयारी
    1. कम से कम 125 मिमी व्यास के एक साफ ग्लास डिश में एक 100 मिमी 128YX एलएन वेफर रखें। 5 मिनट के लिए एसीटोन के कम से कम 200 एमएल में वेफर को सोनिकेट करें।
    2. आइसोप्रोपिल अल्कोहल के साथ और फिर से 5 मिनट के लिए डिओनाइज्ड पानी के साथ सोनिकेशन दोहराएं।
    3. शुष्क नाइट्रोजन का उपयोग करके सतह से दृश्यमान पानी निकालें।
    4. 5 मिनट के लिए 100 डिग्री सेल्सियस पर एक हॉटप्लेट पर वेफर रखकर सतह से पानी को पूरी तरह से हटा दें। यह सुनिश्चित करें कि हॉटप्लेट पर एल्यूमीनियम फॉयल की एक चादर है क्योंकि यह वेफर पर चार्ज बिल्डअप के अपव्यय में मदद करता है।
  2. इलेक्ट्रोड बयान
    1. वेफर को स्पटर जमाव प्रणाली के वैक्यूम कक्ष में रखें और कक्ष को 5 x 10-6 मीटरोर में पंप करें। आर्गन प्रेशर को 2.3 मीटर टोर और रोटेशन स्पीड को 13 आरपीएम पर सेट करें।
      नोट: यदि उपयोग किए जा रहे विशिष्ट साधन के लिए पैरामीटर स्थापित किए गए हैं जो उच्च गुणवत्ता वाली फिल्मों में परिणाम देते हैं, तो इसके बजाय उन लोगों का उपयोग करें।
    2. 1.2−1.6 ए/एस पर टाइटेनियम के 5−10 एनएम जमा करें।
      नोट: इच्छित वेफर के साथ इस प्रक्रिया को शुरू करने से पहले, प्लाज्मा शक्ति के साथ जमा दर का परीक्षण २०० डब्ल्यू करने के लिए सेट और 1 मिनट के लिए जमा । फिर प्रोफिलोमीटर के साथ परत की ऊंचाई को मापें। हर धातु के लिए अलग से ऐसा करें। बताए गए जमाव दर को प्राप्त करने के लिए इस परीक्षण के अनुसार शक्ति निर्धारित करें।
    3. 7−9 ए/एस पर 1-1.2 माइक्रोन सोना जमा करें ।
      नोट: प्लाज्मा शक्ति में वृद्धि या वृद्धि हुई आर्गन आंशिक दबाव के कारण एक उच्च दर पर बयान फिल्म की गुणवत्ता को कम कर सकते हैं ।
    4. वेफर निकालें और वेफर के दूसरे पक्ष के लिए चरण 1.2.1−1.2.3 दोहराएं।
  3. Dicing
    1. जरूरत के अनुसार पूरे वेफर को पासा करने के लिए एक डीडिंग आरी का उपयोग करें।
      नोट: एक सुरक्षात्मक विरोध dicing से पहले सब्सट्रेट पर लागू किया जा सकता है, और यहां इस्तेमाल की जाने वाली प्रणाली(सामग्री की तालिका)एक यूवी इलाज योग्य फिल्म लागू करती है, इससे ठीक पहले नमूने dicing चरण पर लोड किए जाते हैं। यह पाया गया है कि एक स्वचालित डीकिंग देखा के साथ नमूनों dicing नमूनों की अखंडता से समझौता नहीं करता है । एलएन के हाथ मुंशी dicing संभव है, हालांकि थकाऊ और विसंगतियों के लिए प्रवण ।

2. ट्रांसड्यूसर के साथ विद्युत और यांत्रिक संपर्क बनाना

नोट: नीचे कई तरीकों (चरण 2.1−2.4) का वर्णन किया गया है, और इसे बाद में प्रोटोकॉल में हाइलाइट किया गया है जो प्रत्येक बाद के चरण के लिए सबसे उपयुक्त विधि है।

  1. एक चुंबकीय स्टील प्लेट पर एक डिकेड ट्रांसड्यूसर फ्लैट रखें। प्लेट के संपर्क में एक पोगो-प्रोब माउंट करें और ट्रांसड्यूसर की शीर्ष सतह के संपर्क में एक और पोगो-प्रोब करें। इसके बाद इसे पोगो-प्लेट संपर्क के रूप में संदर्भित किया जाएगा।
  2. दो पोगो-प्रोब के बीच ट्रांसड्यूसर रखें। इसके बाद पोगो-पोगो संपर्क के रूप में संदर्भित किया गया।
  3. ट्रांसड्यूसर के प्रत्येक चेहरे पर मिलाप तार। इसके बाद मिलाप संपर्क के रूप में संदर्भित किया जाता है।
  4. एक कस्टम ट्रांसड्यूसर धारक को इकट्ठा करें।
    1. कस्टम मुद्रित सर्किट बोर्डों (पीसीबी) जिनकी Gerber फ़ाइलें प्रदान की गई हैं आदेश।
    2. मिलाप दो सतह माउंट स्प्रिंग संपर्क(सामग्री की मेज)प्रत्येक कस्टम पीसीबी के लिए । कस्टम पीसीबी पर चढ़ाया छेद में स्पाइक्स फिट इस तरह है कि वे एक दूसरे से दूर बात प्रेस ।
    3. दो कस्टम पीसीबी को बोर्ड स्पेसर और शिकंजा के साथ कनेक्ट करें ताकि संपर्क सिर्फ एक दूसरे के संपर्क में हों। यदि आवश्यक हो तो प्लास्टिक वाशर के साथ रिक्ति को समायोजित करें।
    4. संपर्कों की आंतरिक जोड़ी के बीच में एक 3 मिमी x 10 मिमी ट्रांसड्यूसर स्लाइड करें। बाहरी संपर्कों को क्लिप करें ताकि वे सर्किट को कम न करें।
      नोट: चित्रा 1 पूरी विधानसभा से पता चलता है ।

3. बाधा विश्लेषण के माध्यम से अनुनाद आवृत्ति पहचान

  1. सुनिश्चित करें कि उपयोग की जा रही विशिष्ट संपर्क विधि के लिए निर्माता के निर्देशों के अनुसार एक पोर्ट कैलिब्रेशन किया गया है।
  2. एक ट्रांसड्यूसर को नेटवर्क एनालाइजर(सामग्री की तालिका) केखुले बंदरगाह से कनेक्ट करें, जिसमें चरण 2.1−2.4 में वर्णित संपर्क विधियों में से एक है।
    नोट: इस विश्लेषण को कई विद्युत संपर्क विधियों के साथ दोहराना और परिणामों की तुलना करना शिक्षाप्रद हो सकता है।
  3. नेटवर्क एनालाइजर के यूजर इंटरफेस के माध्यम से प्रतिबिंब गुणांक पैरामीटर, s11 का चयन करें, ब्याज की आवृत्ति सीमा चुनें, और आवृत्ति स्वीप करें।
    नोट: s11 इनपुट प्रतिबिंब गुणांक है और ऑपरेशन की गूंज आवृत्ति पर एक न्यूनतम मूल्य है। एक ठेठ 500 माइक्रोन मोटी 128YX एलएन वेफर के लिए, प्राथमिक अनुनाद आवृत्ति 7 मेगाहर्ट्ज के पास होगी और दूसरा हार्मोनिक 21 मेगाहर्ट्ज के पास होगा, जैसा कि चित्र 2में दर्शाया गया है। उपकरण पर प्रदर्शित आवृत्ति अंतरिक्ष में बाधा साजिश प्रतिध्वनि आवृत्तियों पर स्थानीय मिनीमा का प्रदर्शन करेगी।
  4. सेव/रिकॉल चुनकर डेटा का निर्यात करें । सटीक मिनीमा स्थानों की पहचान करने के लिए डेटा प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग करके करीब निरीक्षण के लिए यूजर इंटरफेस पर ट्रेस डेटा सहेजें।

4. एलडीवी के माध्यम से कंपन लक्षण वर्णन

  1. एलडीवी स्टेज पर पोगो-प्लेट कॉन्टैक्ट में ट्रांसड्यूसर रखें । पोगो को कनेक्ट करें- जांच से सिग्नल जनरेटर की ओर जाता है। सुनिश्चित करें कि उपयोग में उद्देश्य अधिग्रहण सॉफ्टवेयर(सामग्री की तालिका)में चुना गया है और ट्रांसड्यूसर की सतह पर माइक्रोस्कोप पर ध्यान केंद्रित करें।
  2. स्कैन बिंदुओं को परिभाषित करके स्कैन बिंदुओं को परिभाषित करें या यदि निरंतर स्कैन करते हैं तो 4.3 चरण के लिए आगे बढ़ें।
  3. सेटिंग्स विकल्प का चयन करें और सामान्य टैब के तहत, आवृत्ति या समय डोमेन में स्कैन किया जा रहा है या नहीं, इसके आधार पर एफएफटी या टाइम विकल्प चुनें। इस अनुभाग में औसत की संख्या का चयन करें।
    नोट: औसत की संख्या स्कैन समय को प्रभावित करती है। इस प्रोटोकॉल में वर्णित ट्रांसड्यूसरों के लिए पांच औसत पर्याप्त संकेत/शोर अनुपात देने के लिए दिखाया गया है ।
  4. चैनल टैब में, सुनिश्चित करें कि सक्रिय बक्से की जांच की जाती है, जो संदर्भ के अनुरूप है और ट्रांसड्यूसर से सिग्नल परिलक्षित करता है। सब्सट्रेट से अधिकतम सिग्नल स्ट्रेंथ प्राप्त करने के लिए ड्रॉप-डाउन मेनू से वोल्टेज मूल्य का चयन करके संदर्भ और घटना चैनलों को समायोजित करें।
  5. जेनरेटर टैब में, यदि माप एकल आवृत्ति संकेत के तहत किया जाता है, तो वेवरफॉर्म से साइन का चयन करें सूची को नीचे खींचें; यदि यह एक बैंड संकेत के तहत है, मल्टीकैरियरसीडब्ल्यूका चयन करें ।
  6. फ्रीक्वेंसी डोमेन स्कैन के लिए स्कैन रिज़ॉल्यूशन को समायोजित करने के लिए फ्रीक्वेंसी टैब में बैंडविड्थ और एफएफटी लाइनें बदलें। इसी तरह, समय डोमेन माप करते समय समय टैब में नमूना आवृत्ति बदलें।
    नोट: बैंडविड्थ आम तौर पर 40 मेगाहर्ट्ज है और एफएफटी लाइनों की संख्या 32,000 है। प्रस्तुति सॉफ्टवेयर(सामग्री की तालिका) स्कैनसे प्राप्त डेटा को संसाधित करने और विश्लेषण करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। चित्र 3में एक विशिष्ट विस्थापन स्पेक्ट्रम प्रदान किया जाता है ।

5. तरल पदार्थ की आपूर्ति

  1. एक 25 मिमी लंबी, 1 मिमी व्यास बाती प्राप्त करें जो हाइड्रोफिलिक बहुलक के फाइबर के बंडल से बना है जो इसकी लंबाई में जलीय तरल परिवहन के लिए डिज़ाइन किया गया है जैसे प्लग-इन एयर फ्रेशनर के लिए उपलब्ध है। एक छोर को ट्रिम करें जैसे कि एक ऑफ सेंटर पॉइंट बनता है।
  2. एक आंतरिक व्यास के साथ एक सिरिंज टिप में बाती डालें जो एक सुखद फिट और लंबाई प्रदान करता है जो बाती को प्रत्येक छोर से परे 1−2 मिमी का विस्तार करने की अनुमति देता है। वांछित क्षमता (1−10 मिलीएल) के साथ एक सिरिंज पर टिप लॉक करें।
  3. बाती/सिरिंज असेंबली को माउंट करें जैसे कि बाती क्षैतिज से 10 डिग्री−90 डिग्री है (वांछित परमाणु दर के आधार पर, जो लागू वोल्टेज पर भी निर्भर करता है) और बाती की नोक सिर्फ ट्रांसड्यूसर के किनारे के संपर्क में है जैसा कि चित्र 1 सीमें दिखाया गया है।
  4. सिरिंज को पानी से भरें और बाधा एनालाइजर का उपयोग करके निर्धारित प्रतिध्वनि आवृत्ति पर एक निरंतर वोल्टेज सिग्नल (20 वीपीपी से शुरू) लागू करें। वोल्टेज स्तर को तब तक समायोजित करें जब तक कि डिवाइस बाढ़ या सूखने के बिना तरल को लगातार परमाणु न किया जाए।

6. उच्च गति इमेजिंग के माध्यम से गतिशीलता अवलोकन

  1. कठोरता से एक ऑप्टिकल टेबल पर क्षैतिज रूप से एक उच्च गति वाले कैमरे को माउंट करें, कैमरे की फोकल लंबाई के पास एक्स-वाई-जेड चरण पर पोगो-पोगो संपर्क या पोगो-प्लेट संपर्क में एक ट्रांसड्यूसर रखें, और कैमरे से ट्रांसड्यूसर के विपरीत दिशा में कम से कम एक फोकल लंबाई में एक फैलाना प्रकाश स्रोत की स्थिति रखें।
  2. पोगो-पोगो संपर्क के लिए, तरल पदार्थ की आपूर्ति की स्थिति ताकि यह कैमरा दृश्य या प्रकाश स्रोत को अवरुद्ध न करे। पोगो-प्लेट संपर्क के लिए, एक पिपेट के साथ सीधे सब्सट्रेट पर तरल पदार्थ लागू करें।
  3. तेज फोकस में तरल पदार्थ के नमूने लाने के लिए कैमरा फोकस और एक्स-वाई-जेड स्थिति को समायोजित करें।
  4. साहित्य के आधार पर अध्ययन की जाने वाली विशिष्ट घटना की आवृत्ति का अनुमान लगाएं। उपनाम से बचने के लिए Nyquist दर के अनुसार इस आवृत्ति के रूप में कम से कम दो बार बड़े फ्रेम दर चुनें।
    नोट: उदाहरण के लिए, आवृत्तियों की एक श्रृंखला में एक sessile ड्रॉप पर होने वाली केशिका तरंगों पर विचार करें। स्थानिक संकल्प में सीमित कैमरे केवल न्यूनतम आयाम के साथ तरंगों को अलग कर सकते हैं। इस मामले में न्यूनतम आयाम 4 kHz के आसपास होता है तो प्रति सेकंड 8,000 फ्रेम (एफपीएस) की एक फ्रेम दर चुना जाता है।
  5. तरल पदार्थ और पृष्ठभूमि के बीच इसके विपरीत को अनुकूलित करने के लिए प्रकाश तीव्रता, कैमरा शटर या दोनों को समायोजित करें।
    नोट: इसके विपरीत बढ़ाने के लिए तरल पदार्थ में एक अपारदर्शी डाई जोड़ा जा सकता है।
  6. एम्पलीगेट सिग्नल जनरेटर से पोगो-प्रोब लीड करने के लिए मगरमच्छ क्लिप कनेक्ट करें।
  7. कैमरा सॉफ्टवेयर में एक साथ कैमरा सॉफ्टवेयर में वीडियो कैप्चर करें वोल्टेज सिग्नल के माध्यम से या तो मैन्युअल रूप से दोनों को एक ही समय में ट्रिगर करके या सिग्नल जनरेटर से कैमरे से ट्रिगर आउटपुट को कनेक्ट करके।
    नोट: उपयोग की जाने वाली विशिष्ट फ्रेम दर 8,000 एफपीएस है और एक CF4 उद्देश्य का उपयोग किया जाता है।
  8. बर्बाद भंडारण से बचने के लिए घटना वाले केवल फ्रेम को बचाएं, जो विशेष रूप से बड़ी फ्रेम दरों पर प्रासंगिक है, जैसा कि चित्र 4में दिखाया गया है।
    नोट: फ़ाइल को एक प्रारूप में सहेजना सुनिश्चित करें जो पसंद के छवि प्रसंस्करण सॉफ़्टवेयर के साथ संगत है ताकि उपयोगी डेटा निकाला जा सके।

7. लेजर बिखरने विश्लेषण के माध्यम से बूंद आकार माप

  1. लेजर बिखरने प्रणाली(सामग्री की मेज)एक मॉड्यूल है कि लेजर पहुंचाता है और एक है कि बिखरे हुए लेजर संकेत प्राप्त करता है । सिस्टम के साथ प्रदान की गई रेल के साथ मॉड्यूल की स्थिति, उनके बीच 20−25 सेमी अंतर के साथ।
  2. कठोरता से इस अंतर में एक मंच माउंट इस तरह है कि, जब ट्रांसड्यूसर और तरल पदार्थ की आपूर्ति विधानसभाओं उस पर रखा जाता है, परमाणु धुंध लेजर बीम पथ में बाहर निकाल दिया जाएगा । उपकरण का चयन के माध्यम से लेजर बीम पर मोड़ द्वारा इस संरेखण की सुविधा । लेजर नियंत्रण... | एक दृश्य संकेतक के रूप में लेजर पर।
  3. ट्रांसड्यूसर धारक को प्लेटफ़ॉर्म पर ठीक करें और तरल पदार्थ की आपूर्ति असेंबली को एक मुखर हाथ(सामग्री की तालिका) मेंठीक करें। तरल पदार्थ की आपूर्ति असेंबली को स्थिति दें ताकि बाती की नोक ट्रांसड्यूसर के किनारे के संपर्क में रहे।
  4. नए एसओपी आइकन पर क्लिक करके सॉफ्टवेयर में एक स्टैंडर्ड ऑपरेटिंग प्रोसीजर (एसओपी) बनाएं। निम्नलिखित सेटिंग्स के साथ एसओपी को कॉन्फ़िगर करें: टेम्पलेट = डिफ़ॉल्ट सतत,नमूना अवधि Spray profile (एस) = 0.1, डेटा हैंडलिंगके तहत, संपादित करें ... पाथ लेंथ (एमएम) से 20.0तक, डिफॉल्ट वैल्यूज का अनचेक करने के लिए अलार्म पर क्लिक करें और मिन ट्रांसमिशन (%) को 5 और 1 सेट करें और मिन को 50 और 10 तक बिखरने के लिए सेट करें । अन्य सभी सेटिंग्स को चूक के रूप में छोड़ दें।
    नोट: उपकरण के साथ आए सॉफ्टवेयर मैनुअल से परामर्श करें।
  5. उपाय पर क्लिक करके सॉफ्टवेयर के भीतर माप शुरू करते हैं । एसओपी शुरू करें और चरण 7.4 में बनाए गए एसओपी का चयन करें। पृष्ठभूमि अंशांकनों को पूरा करने के लिए प्रतीक्षा करें। तरल पदार्थ की आपूर्ति जलाशय, सिरिंज, वांछित स्तर तक पानी के साथ भरें और मात्रा पर ध्यान दें। तरल पदार्थ को परमाणु करना शुरू करने के लिए वोल्टेज सिग्नल चालू करें। स्टॉपवॉच शुरू करें और स्टार्ट पर क्लिक करके माप शुरू करें।
  6. सॉफ्टवेयर एमआईई सिद्धांत और एक ाधिक बिखरने वाले एल्गोरिदम के कारण रिसीवर पर बिखरे हुए लेजर सिग्नल के आधार पर एक आकार वितरण उत्पन्न करता है। एक बार जब तरल पदार्थ की वांछित मात्रा को परमाणु कर दिया गया है, तो वोल्टेज सिग्नल बंद कर दें, स्टॉपवॉच को बंद कर दें, और अंतिम वॉल्यूम रिकॉर्ड करें, और स्टॉप पर क्लिक करके डेटा रिकॉर्ड करना बंद कर दें।
    नोट: लेजर बिखरने प्रणाली तरल पदार्थ के रूप में छोटे रूप में 1 μL को मापने में सक्षम है और तरल पदार्थ की मात्रा के लिए एक ऊपरी सीमा नहीं है । परमाणु प्रवाह दर की गणना केवल समय अवधि तक मात्रा को विभाजित करके की जा सकती है।
  7. माप हिस्टोग्राम में, डेटा के उस हिस्से का चयन करें जिसके दौरान परमाणुकरण अपेक्षा के अनुसार हो रहा था और रिसीवर पर सिग्नल सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण होने के लिए काफी मजबूत था। क्लिक करें औसत । चयनित डेटा के आधार पर एक वितरण उत्पन्न करने के लिए ठीक है।
    नोट: इस तकनीक के साथ सभी माप सांख्यिकीय औसत हैं और इस प्रकार, यदि बहुत कम बूंदें हैं, तो बिखरे हुए संकेत कमजोर होंगे, और माप सांख्यिकीय रूप से महत्वहीन होगा।
  8. विंडो का चयन करके और संपादित पर क्लिक करके औसत वितरण को सहेजें । पाठ की प्रतिलिपि तो एक पाठ फ़ाइल में परिणाम चिपकाने और एक उचित नाम के साथ बचत ।
    नोट: इस वितरण डेटा का उपयोग अब अन्य सॉफ्टवेयर (जैसे, MATLAB) के साथ किया जा सकता है ताकि चित्रा 5में साजिश बनाई जा सके।

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Representative Results

मोटाई मोड पीजोइलेक्ट्रिक डिवाइस 128YX लिथियम निओबेट से गढ़े गए थे। चित्रा 1 एक कस्टम ट्रांसड्यूसर धारक के साथ ट्रांसड्यूसर को रखने के लिए एक पूर्ण असेंबली दिखाता है जो निरंतर परमाणुकरण के लिए विकसित निष्क्रिय द्रव वितरण प्रणाली के साथ उपयोग किया जाता है। इन उपकरणों के लिए लक्षण वर्णन कदम एक बाधा विश्लेषक(चित्रा 2)का उपयोग कर सुनाई देती आवृत्ति और हार्मोनिक्स का निर्धारण शामिल हैं । उपकरणों की मौलिक आवृत्ति इस प्रोटोकॉल में वर्णित तकनीक का उपयोग करते हुए 7 मेगाहर्ट्ज के करीब पाई गई, जैसा कि सब्सट्रेट की मोटाई से भविष्यवाणी की गई थी । सब्सट्रेट कंपन का आगे लक्षण वर्णन गैर-नियंत्रित लेजर डॉप्लर वाइब्रोमीटर माप का उपयोग करके किया गया था। ये माप सब्सट्रेट के विस्थापन की भयावहता निर्धारित करते हैं और आमतौर पर एनएम रेंज(चित्र 3) में होते हैं। मोटाई मोड उपकरणों के व्यावहारिक अनुप्रयोगों को सक्षम करने के लिए निरंतर परमाणुकरण आवश्यक है, और यह सब्सट्रेट के लिए एक निष्क्रिय द्रव वितरण प्रणाली विकसित करके प्रदर्शित किया गया है। अंत में, उच्च गति इमेजिंग प्रदर्शन करके बूंद कंपन और परमाणु गतिशीलता का निरीक्षण करने और चित्र 4 और चित्रा 5 में दिखाए गए बूंद आकार वितरण को मापने के लिए दो तकनीकों कावर्णन किया गया था।

Figure 1
चित्रा 1: एक कस्टम ट्रांसड्यूसर धारक की पूरी विधानसभा। (क)ट्रांसड्यूसर धारक और द्रव आपूर्ति असेंबली की स्थिति प्रत्येक को मुखर हथियारों के साथ नियंत्रित की जाती है जैसे कि बाती की नोक सिर्फ ट्रांसड्यूसर के किनारे के संपर्क में होती है। इनसेट(बी)ट्रांसड्यूसर इलेक्ट्रोड के साथ विद्युत और यांत्रिक संपर्क की प्रकृति का पता चलता है। इनसेट(सी)ट्रांसड्यूसर एज और फ्लूइड बाती के बीच संपर्क की प्रकृति का पता चलता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2: वास्तविक एस11 बिखरने पैरामीटर मूल्यों को 127.86 डिग्री वाईएक्स लिथियम निओबेट डिवाइस के लिए 1−25 मेगाहर्ट्ज की सीमा से अधिक मापा जाता है, जो लगभग 7 मेगाहर्ट्ज पर एक प्रतिध्वनि चोटी की उपस्थिति का संकेत देता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्रा 3: प्रत्येक बिंदु पर 5 औसत के साथ एक बहु-वाहक, एफएफटी स्कैन आवृत्ति सीमा 5−25 मेगाहर्ट्ज में 0.6 मिमी क्षेत्र में परिभाषित 0.6 द्वारा परिभाषित 9 से अधिक स्कैन अंक किए गए थे। रिपोर्ट विस्थापन सभी बिंदुओं पर औसत अधिकतम विस्थापन है । 0.5 मिमी मोटी एलएन के लिए मौलिक मोटाई मोड 7 मेगाहर्ट्ज में देखा जा सकता है, और एक कमजोर दूसरा हार्मोनिक ~ 21 मेगाहर्ट्ज पर मौजूद है। सूचना पार्श्व मोड के साथ हस्तक्षेप के कारण प्रत्येक प्रतिध्वनि पर कई संकीर्ण चोटियां हैं। मल्टी-कैरियर स्कैन वोल्टेज इनपुट फैलाते हैं, इसलिए यहां विस्थापन डिवाइस के प्रदर्शन का सटीक उपाय नहीं है। इस तरह के माप के लिए, प्रतिध्वनि आवृत्ति पर और आवेदन प्रासंगिक वोल्टेज के साथ एकल आवृत्ति स्कैन करने की सिफारिश की जाती है। उदाहरण के लिए, यह 10 मिमी x 5 मिमी मोटाई मोड ट्रांसड्यूसर 6.93 मेगाहर्ट्ज पर संचालित होने पर 45 वीपीपी पर 5 एनएम अधिकतम आयाम पैदा करता है। इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 4
चित्रा 4: 2 माइक्रोन पानी की बूंद पर केशिका तरंगों की शुरुआत द्रव इंटरफ़ेस के 8,000 एफपीएस वीडियो द्वारा इंगित की जाती है; ड्रॉप 6.9 मेगाहर्ट्ज पर संचालित मोटाई मोड ट्रांसड्यूसर द्वारा संचालित होता है, जो हाइड्रोडायनामिक प्रतिक्रिया और ध्वनिक उत्तेजन के बीच महत्वपूर्ण समय अंतर दिखाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 5
चित्रा 5: बूंद आकार वितरण आम तौर पर बूंद व्यास बनाम एक मात्रा अंश के रूप में मापा जाता है, यहां तुलना (ए) एक वाणिज्यिक नेबुलाइजर और (बी) एक एलएन मोटाई मोड डिवाइस, दोनों पानी का उपयोग कर । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

पूरक चित्रा 1: विद्युत संपर्क (पोगो-प्लेट, पोगो-पोगो, और ट्रांसड्यूसर धारक) के दो अलग-अलग रूपों के साथ एक ही ट्रांसड्यूसर के लिए बाधा विश्लेषण स्पेक्ट्रा की तुलना एस11 बिखरने वाले पैरामीटर मूल्यों में महत्वपूर्ण अंतर दिखाती है। इस फाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

मूवी 1: 5 एमएम एक्स 5 एमएम स्क्वेयर ट्रांसड्यूसर का एलडीवी वाइब्रेशन मोड। कृपया इस वीडियो को देखने के लिए यहां क्लिक करें । (डाउनलोड करने के लिए राइट-क्लिक करें।)

फिल्म 2: 3 मिमी x 10 मिमी ट्रांसड्यूसर के एलडीवी कंपन मोड। ये महत्वपूर्ण पार्श्व मोड की उपस्थिति के बिना मोटाई मोड के करीब सन्निकटन हैं। कृपया इस वीडियो को देखने के लिए यहां क्लिक करें । (डाउनलोड करने के लिए राइट-क्लिक करें।)

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Discussion

ट्रांसड्यूसर के आयाम और आस्पेक्ट रेशियो इसके उत्पादन के कंपन मोड को प्रभावित करता है। क्योंकि पार्श्व आयाम सीमित हैं, वांछित मोटाई मोड के अलावा हमेशा पार्श्व मोड होते हैं। उपरोक्त एलडीवी विधियों का उपयोग किसी दिए गए ट्रांसड्यूसर के लिए वांछित आवृत्ति सीमा में प्रमुख मोड निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। 10 मिमी से नीचे आयामों के साथ एक वर्ग आम तौर पर एक मोटाई मोड के लिए एक करीबी सन्निकटन देता है। तीन बाय दस मिलीमीटर आयत भी अच्छी तरह से काम करते हैं। मूवी 1 और मूवी 2 वर्ग के एलडीवी क्षेत्र स्कैन और 3 मिमी x 10 मिमी ट्रांसड्यूसर दिखाता है जो यह दर्शाता है कि वे मोटाई मोड के करीब हैं। सिमुलेशन और डिजाइन द्वारा चुने जाने के बजाय इन्हें अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया गया है, हालांकि इस तरह के तरीकों का उपयोग आदर्श पार्श्व आयामों को खोजने के लिए किया जा सकता है।

ट्रांसड्यूसर के साथ विद्युत और यांत्रिक संपर्क की विधि भी कंपन को प्रभावित करती है क्योंकि ये सीमा की स्थिति है जिसके लिए पीजोइलेक्ट्रिक प्लेट विषय है। हमने तीन माप तकनीकों के लिए एक बाधा स्पेक्ट्रम शामिल किया है: पूरक चित्रा 1में तुलना के रूप में पोगो-प्लेट, पोगो-पोगो, और ट्रांसड्यूसर धारक। जाहिर है, गूंज पीक स्थानों संपर्क के हमारे विकल्पों से इस मामले में नहीं बदला जाता है । हम ध्यान दें कि ट्रांसड्यूसर और एक प्लेट सतह के बीच यांत्रिक संपर्क परमाणु कम कुशल बनाने के कंपन को कम करता है। पोगो-प्लेट संपर्क का उपयोग एलडीवी माप के मामले में किया जाता है, क्योंकि यह एक फ्लैट, स्थिर सतह प्राप्त करने का सबसे सरल तरीका है जिस पर लेजर को ध्यान केंद्रित करना है।

यहां वर्णित द्रव आपूर्ति विधानसभा केशिका कार्रवाई और गुरुत्वाकर्षण पर निर्भर करता है निष्क्रिय पानी की एक पतली फिल्म के साथ ट्रांसड्यूसर पुनर्आपूर्ति के रूप में यह दूर परमाणु है । ट्रांसड्यूसर का कंपन एक acoustowetting प्रभाव पैदा करता है जो एक पतली फिल्म बनाने और बाढ़ से बचने के लिए पर्याप्त हो सकता है, लेकिन कुछ मामलों में ट्रांसड्यूसर सतह पर हाइड्रोफिलिक उपचार आवश्यक होगा। यदि निरंतर परमाणुकरण प्राप्त नहीं किया जाता है, तो समस्या को हल करने के लिए यह सबसे अधिक संभावना मार्ग है।

माप यहां अल्ट्रा-हाई फ्रीक्वेंसी वाइब्रोमीटर(सामग्रियों की तालिका) केसाथ किया गया था, लेकिन अन्य एलडीवी का उपयोग किया जा सकता है। ट्रांसड्यूसर के प्रत्येक चेहरे पर तार को मिलाने से विद्युत संपर्क किया जा सकता है, हालांकि मिलाप ट्रांसड्यूसर की प्रतिध्वनि आवृत्तियों और तरीकों को काफी बदल सकता है। एक अन्य तकनीक ट्रांसड्यूसर को धातु के आधार पर रखना और पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर तत्व के शीर्ष चेहरे पर संपर्क में दबाए गए "पोगो" स्प्रिंग संपर्क जांच का उपयोग करना है, जबकि यह मंच पर सपाट बैठता है, उपयोगी जब एक बड़े क्षेत्र को स्कैन किया जाना होता है। अनुनाद आवृत्तियों का सटीक माप कुशलतापूर्वक ट्रांसड्यूसर संचालित करने और इन आवृत्तियों पर यांत्रिक गति के लिए ऊर्जा थ्रूपुट को अधिकतम करने के लिए महत्वपूर्ण है। एलडीवी का उपयोग करके एक आवृत्ति स्कैन यह जानकारी प्रदान करता है, लेकिन दसियों मिनट के आदेश पर लंबे समय तक की आवश्यकता होती है। एक बाधा विश्लेषक अनुनाद आवृत्तियों को बहुत अधिक तेज़ी से निर्धारित कर सकता है, अक्सर एक मिनट से भी कम। हालांकि, एलडीवी के विपरीत, बाधा-आधारित माप प्रतिध्वनि आवृत्तियों पर कंपन आयाम के बारे में जानकारी प्रदान नहीं करता है, जो ट्रांसड्यूसर की सतह से तरल पदार्थ परमाणुकरण का निर्धारण करने में महत्वपूर्ण है।

हालांकि सब्सट्रेट का कंपन 10−100 मेगाहर्ट्ज शासन में होता है, लेकिन सब्सट्रेट के संपर्क में तरल पदार्थों की गतिशीलता बहुत धीमी समय तराजू पर होती है। उदाहरण के लिए, एक सेसाइल ड्रॉप की सतह पर केशिका तरंगें 8,000 एफपीएस पर नमूदार हैं, यह मानते हुए कि कैमरे का स्थानिक संकल्प तरंग शिखा के आयाम को अलग कर सकता है और ब्याज की तरंग आवृत्ति 2,000 हर्ट्ज से नीचे है। छवियों के ऊपर वर्णित कैमरा व्यवस्था प्रकाश प्रेषित करती है और इस प्रकार उन वस्तुओं की रूपरेखा को देखने के लिए अच्छा है जो हवा की तुलना में प्रकाश को अलग ढंग से संचारित करते हैं। यदि अपर्याप्त है, तो एक परावर्तित या फ्लोरोसेंट प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता हो सकती है। प्रत्येक फ्रेम के लिए जोखिम समय कम हो जाता है क्योंकि फ्रेम दर बढ़ जाती है इसलिए प्रकाश तीव्रता को तदनुसार बढ़ाया जाना चाहिए। उद्देश्य लेंस अध्ययन के तहत घटना की लंबाई पैमाने के आधार पर चुना जाना चाहिए, लेकिन उपरोक्त प्रोटोकॉल किसी भी आमतौर पर उपलब्ध आवर्धन के साथ काम करेगा । एक उदाहरण के रूप में, चित्रा 4 उपरोक्त उच्च गति वीडियो विधि के साथ प्राप्त किया गया था। ड्रॉप इंटरफेस पर विपरीत इन फ्रेम को सॉफ्टवेयर (इमेजजे और मैटलैब) में खंडित करने की अनुमति देगा ताकि इंटरफ़ेस की गतिशीलता को समय के साथ ट्रैक किया जा सके।

इस प्रोटोकॉल(सामग्रीकी तालिका) में उपयोग किए जाने वाले बूंद आकार उपकरण में, लेजर प्रकाशिकी और बिखरने वाले डिटेक्टर अपेक्षाकृत मानक हैं लेकिन सॉफ्टवेयर मालिकाना और जटिल है। Mie सिद्धांत के अलावा, कई बिखरने की घटनाओं बूंद आकार और गणना गणना बहुत अधिक कठिन बनाते हैं । Mie सिद्धांत मानता है कि अधिकांश फोटॉन केवल एक बार बिखरे हुए हैं, लेकिन जब बूंदों घनी दूरी पर हैं, यानी, बूंदों के बीच की दूरी बूंदों की तुलना में बहुत बड़ी नहीं है, और स्प्रे बेर एक सुefficiently बड़े क्षेत्र को शामिल किया गया है, तो यह धारणा18विफल रहता है । इस उपकरण से समस्या निवारण परिणामों का एक उदाहरण के रूप में, चित्र 5पर विचार करें। ध्यान दें कि 0.5 मिमी व्यास चोटी दोनों वितरण में दिखाई देती है। वाणिज्यिक नेबुलाइजर को 10 माइक्रोन के पास मोनोडिस्पर्स बूंदों का उत्पादन करने के लिए जाना जाता है, इसलिए स्प्रे के भीतर बड़ी मात्रा में बहु-बिखरने वाली घटनाओं या छोटी बूंदों के समूह के कारण बड़ी मात्रा में बड़े परिणाम के कारण बड़ी चोटी की संभावना है। इसका मतलब यह है कि मोटाई मोड वितरण में बड़ी चोटी भी एक झूठा परिणाम हो सकता है। इसे सीधे हाई-स्पीड वीडियो द्वारा सत्यापित किया जा सकता है: ऐसी बड़ी बूंदें आसानी से दिखाई देंगी, लेकिन इस मामले में उन्हें नहीं देखा जाता है।

लेजर बिखरने वाले कण आकार विश्लेषण भी मुश्किल हो सकता है जब बिखरने का संकेत कमजोर हो जाता है। यह आम तौर पर कम परमाणु दर के कारण होता है या जब स्प्रे का हिस्सा लेजर पथ से नहीं गुजरता है। एक कमजोर वैक्यूम का उपयोग उन मामलों में उपकरणों के विस्तारित लेजर बीम के माध्यम से पूर्ण परमाणु धुंध को आकर्षित करने के लिए किया जा सकता है जहां यह अन्यथा माप से बच जाएगा। स्प्रे की स्थिति के और भी अधिक नियंत्रण के लिए लेजर बीम पथ के चारों ओर आर्द्रता कक्ष स्थापित किया जा सकता है, लेकिन इसकी आवश्यकता नहीं है।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखक कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय और इस काम के समर्थन में धन और सुविधाओं के प्रावधान के लिए यूसी सैन डिएगो में NANO3 सुविधा के लिए आभारी हैं । यह काम यूसीएसडी के सैन डिएगो नैनोटेक्नोलॉजी इंफ्रास्ट्रक्चर (एसडीएनआई) में किया गया था, जो राष्ट्रीय नैनो टेक्नोलॉजी समन्वित बुनियादी ढांचे के सदस्य हैं, जिसे राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (ग्रांट ईसीसीएस−1542148) द्वारा समर्थित किया जाता है। यहां प्रस्तुत काम उदारता से डब्ल्यूएम Keck फाउंडेशन से एक अनुसंधान अनुदान द्वारा समर्थित था । लेखक भी नौसेना अनुसंधान के कार्यालय (अनुदान के माध्यम से १२३६८०९८) द्वारा इस काम के समर्थन के लिए आभारी हैं ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Amplifier Amplifier Research, Souderton, PA, USA 5U1000
Articulating arm Fisso, Zurich, Switzerland
CF4 Objective Edmund Optics, Barrington, NJ, USA Objective used for high speed imaging
Dicing saw Disco, Tokyo, Japan Disco Automatic Dicing Saw 3220
Fiber Fragrance Diffuser Wick Weihai Industry Co., Ltd., Weihai, Shandong, China https://www.weihaisz.com/Fiber-Fragrance-Diffuser-Wick_p216.html
High Speed Camera Photron, San Diego, USA Fastcam Mini
Laser Doppler Vibrometer Polytec, Waldbronn, Germany UHF120 Non-contact laser doppler vibrometer
Laser Scattering Droplet size measurement system Malvern Panalytical, Malvern, UK STP5315
Lithium niobate substrate PMOptics,Burlington, MA, USA PWLN-431232 4” double-side polished 0.5 mm thick 128°Y-rotated cut lithium niobate
Luer-lock syringes Becton Dickingson, New Jersey, USA
Nano3 cleanroom facility UCSD, La Jolla, CA, USA Fabrication process is performed in it.
Network Analyzer Keysight Technologies, Santa Rosa, CA, USA 5061B
Oscilloscope Keysight Technologies, Santa Rosa, CA, USA InfiniiVision 2000 X-Series
PSV Acquistion Software Polytec, Waldbronn, Germany Version 9.4 LDV Software
PSV Presentation Software Polytec, Waldbronn, Germany Version 9.4 LDV Software
Signal generator NF Corporation, Yokohama, Japan WF1967 multifunction generator
Single Post Connector DigiKey, Thief River Falls, MN ED1179-ND
Sputter deposition Denton Vacuum, NJ, USA Denton 18 Denton Discovery 18 Sputter System
Surface Mount Spring Contacts DigiKey, Thief River Falls, MN 70AAJ-2-M0GCT-ND
Teflon wafer dipper ShapeMaster, Ogden, IL, USA SM4WD1 Wafer Dipper 4"
XYZ Stage Thor Labs, Newton, New Jersey, USA MT3 Optical table stages

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References

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Vasan, A., Connacher, W., Friend, J. Fabrication and Characterization of Thickness Mode Piezoelectric Devices for Atomization and Acoustofluidics. J. Vis. Exp. (162), e61015, doi:10.3791/61015 (2020).

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