تيراهيرتز الاستشعار ميكروفلويديك باستخدام الاستشعار الدليل الموجي الموازي لوحة

Summary

يتم وصف الإجراء لتنفيذ الاستشعار معامل الانكسار للترددات تيراهيرتز على أساس الهندسة مخدد الدليل الموجي موازية لوحة هنا. طريقة تعطي قياس معامل الانكسار وحدة تخزين صغيرة من السائل من خلال رصد التغير في تردد الرنين لهيكل الدليل الموجي

Abstract

معامل الانكسار (RI) الاستشعار هو موسع قوية والتسمية خالية من تقنية الاستشعار عن بعد للكشف، وتحديد ورصد العينات ميكروفلويديك مع مجموعة واسعة من التصاميم المحتملة مثل أجهزة الاستشعار وتداخل ^1،2 مرنانات. معظم التطبيقات الموجودة RI الاستشعار عن بعد تركز على المواد البيولوجية في المحاليل المائية في الترددات المرئية والأشعة تحت الحمراء، مثل تهجين الحمض النووي وتسلسل الجينوم. على ترددات تيراهيرتز، تطبيقات على التحكم في الجودة، ومراقبة العمليات الصناعية والاستشعار عن بعد والتطبيقات التي تنطوي على مواد الكشف غير القطبية.

التصاميم المحتملة للأجهزة استشعار عدة معامل الانكسار في النظام تيراهيرتز موجودة، بما في ذلك الدليل الموجي الكريستال الضوئية ^3، غير المتماثلة الانقسام الدائري مرنانات ^4، والهياكل الضوئية الفجوة الفرقة دمجها في لوحة موازية مرشد _ الموجة ^5. وتستند العديد من هذه التصميمات على مرنانات البصرية مثل الخواتمأو تجاويف. الترددات الرنانة من هذه الهياكل التي تعتمد على معامل انكسار المواد في أو حول مرنان. يمكن من خلال رصد التحولات في تردد الرنين أن معامل الانكسار لعينة قياسها بدقة، ويمكن استخدامها وهذا بدوره لتحديد المواد، أو التخفيف رصد التلوث، الخ.

ويستند تصميم أجهزة الاستشعار التي نستخدمها هنا في الدليل الموجي موازية لوحة بسيطة ^6،7. تشكيله أخدود مستطيل إلى أعمال وجه واحد كما تجويف الرنانة (الشكلان 1 و 2). عندما يقترن الإشعاع تيراهيرتز في الدليل الموجي ويكاثر في وضع أدنى الترتيب (TE ₁₎ عرضية والكهرباء، والنتيجة هي واحدة مدوية قوية مع ميزة التردد على الرنانة الانضباطي التي تعتمد على هندسة الأخدود ^6،8. يمكن ملء هذا الأخدود مع عينات السائل غير القطبية ميكروفلويديك التي تسبب تحولا في تواتر الرنانة الملاحظة التي تعتمد على مقدار liqرقم تعريف الوحدة في الأخدود ومؤشره الانكسار ^9.

تقنية لديها ميزة على غيرها من تقنيات تيراهيرتز في بساطته، سواء في تصنيع والتنفيذ، حيث يمكن أن يتحقق الإجراء مع المعدات المختبرية القياسية دون الحاجة إلى غرفة نظيفة أو أي تلفيق خاصة أو أساليب فنية تجريبية. يمكن أيضا أن يتم توسيع بسهولة إلى عملية متعددة القنوات عن طريق دمج عدة أخاديد ^10. في هذا الفيديو سنقوم بشرح الإجراء لدينا التجريبية كاملة، من تصميم جهاز استشعار لتحليل البيانات وتحديد العينة معامل الانكسار.

Protocol

1. تصميم وتصنيع أجهزة الاستشعار

1. تصميم الدليل الموجي موازية لوحة واحدة أو أكثر تجاويف المتكاملة (أو "الأخاديد"). أنظر الشكلين 1 و 2. ويمكن أن يستند على أنه نظرا الهندسة في منشوراتنا السابقة ^8،9 أو المصممة خصيصا لتطبيق معين. ويقترح ما يلي المبادئ التوجيهية العامة:
   1. تباعد اللوحة: في هذه التجربة تم استخدام التباعد لوحة من ل1MM توصيل فعالة لوضع TE1 دون الحاجة إلى نظارات خاصة. فإنه يضمن أيضا أحادي....

Discussion

تجدر الإشارة إلى أن يتم تحديد معامل انكسار السائل تحت الاختبار فقط على التردد صدى تجويف، وليس أكثر من عرض النطاق الترددي الواسع. هذا له بعض المزايا المتميزة. أولا، على الرغم من القياسات لدينا للاستفادة منها مصدرا تيراهيرتز النطاق العريض لأغراض توصيف، يمكن للمرء أيضا بناء نظام الاستشعار يعادل مع مصدر واحد THz التردد على درجة محدودة فقط من tunability تردد، وهو نهج يمكن أن يكون أقل تكلفة بكثير و أكثر إحكاما. الثانية، يمكن أن يكون بشكل متوازي نهج الاستشعار عن بعد من خلال دمج أخاديد مت.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
اسم كاشف	شركة	كتالوج رقم	التعليقات (اختياري)
10 حقنة ميكرولتر	هاميلتون	80314	حقنة عالية الدقة
الألكانات السائلة	العضوية أكروس		عينات واختبار لمعايرة
			مطلوب أي معدات محددة. يتم ترك المواد اختبار مناسبة والمذيبات لتقدير مجرب ل. يتم سرد الحقن عالية الدقة المستخدمة في هذا الإجراء في الجدول أدناه، ولكن المجرب قد ترغب في استخدام المحاقن من وحدة تخزين أخرى أو التصميم، بما في ذلك الحقن الرقمية لتحسين دقة. وترد أيضا الألكانات الاختبار المستخدمة في هذه التجربة.