تيراهيرتز الاستشعار ميكروفلويديك باستخدام الاستشعار الدليل الموجي الموازي لوحة

يستخدم هذا البروتوكول دليل موجة لوحة متوازية مخدزة لقياس معامل الانكسار لعينة ميكروسويديك عند ترددات تيراهيرتز أولا تصميم وتصنيع دليل الموجة المحززة لإظهار صدى في نطاق التيراهيرتز. ثم باستخدام نظام التحليل الطيفي لمجال التيراهيرتز الزمني ، قم بقياس تردد الرنين للدليل الموجي. بعد ذلك ، املأ الدليل الموجي بحجم مقاس بعناية لسائل العينة.

الخطوة الأخيرة هي قياس تردد الرنين للدليل الموجي المملوء. في النهاية ، يمكن استخدام الفرق بين ترددات الرنين لأدلة الموجة الفارغة والمملوءة لتحديد معامل الانكسار للعينة في نطاق تردد تيراهيرتز. بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة بسبب الدقة العالية جدا المطلوبة للحصول على نتائج قابلة للتكرار.

كيم بكرة طالب دراسات عليا آخر من مختبر دانيال ميدلمان وسأعرض الآن الإجراء. صمم دليلا موجيا للوحة متوازية مع واحد أو أكثر من التجاويف أو الأخاديد المتكاملة. أسس الهندسة على المعلمات المفصلة في المخطوطة المصاحبة وراجع أيضا إلى منشوراتنا السابقة.

هذه بعض المبادئ التوجيهية العامة. ابدأ بحجم لوحة عريض بما يكفي بحيث يمكن اعتباره لانهائيا مقارنة بشعاع الإدخال للسماح بالوصول السهل إلى الأخدود. اجعل لوحة توجيه الموجة السفلية أوسع بكثير من اللوحة العلوية بحيث يمتد الأخدود إلى عرض اللوحة بالكامل تقريبا.

اجعل طول الانتشار بحيث يكون دليل الموجة ككل ثلاثة أضعاف طول مدى الأخدود والثقوب الموجودة في اللوحة السفلية ملولبة بينما تلك الموجودة في الأعلى ليست كذلك. يعتمد تصميم الأخدود على تردد الرنين المطلوب ، وعرض الخط المطلوب ، وتباعد اللوحة المختار من بين عوامل أخرى. من المهم مراعاة قيود تقنيات التصنيع الخاصة بك للأخاديد الضيقة جدا أو الضحلة جدا لاستخدامها كمرجع.

قم أيضا بتصنيع تصميم متطابق يفتقر إلى أخدود. حافظ على تباعد الألواح باستخدام فواصل عازلة مثل شظايا المجهر المحطم. آلة الشرائح تصنيع دليل الموجة.

الأهم من ذلك ، لا تضعف حواف الألواح ، خاصة على وجه الإدخال. تعتبر الحواف الدائرية ممارسة قياسية في العديد من ورش الماكينات لأسباب تتعلق بالسلامة ، لكن الحافة المستديرة على وجه الإدخال ستشوه الإشارة. ابدأ التجميع بهيكل بسطحين مستويين متعامدين مع بعضهما البعض.

ضع اللوحة السفلية على السطح الأفقي واضغط عليها. اتدفق على السطح الرأسي. أدخل الفواصل العازلة بالقرب من فتحات المسامير قدر الإمكان.

اثنان لكل برغي ، واحد على كل جانب. تأكد من أن البراغي لا تعيق الأخدود أو تمتد إلى ما وراء وجه الإدخال. عنايه. ضع اللوحة العلوية متدفقة على السطح الرأسي وحركها لأسفل للجلوس على اللوحة السفلية والفواعات.

الآن تمسك كلتا اللوحتين بالتدفق على السطح الرأسي. أدخل البراغي ، وقم بلفها بشكل تدريجي في نمط متناوب. افحص دليل الموجة النهائي للحصول على وجه إدخال مسطح تماما وتباعد موحد بين اللوحة.

ابدأ بتكوين الجهاز. إذا لم تكن موجودة بالفعل ، فأدخل أربع عدسات في مسار شعاع rah hertz في اتجاه متحد البؤر. من أجل توفير تركيز محكم عند منتصف المسار ، ضع فتحة 12 ملم عند النقطة المحورية.

يجب أن تكون الفتحة كبيرة بما يكفي لمنع كل الإشعاع من الانتشار إلا من خلال الدليل الموجي. سيحدد حجم الفتحة حجم الحزمة الذي ينتشر في الدليل الموجي. استخدم حاملا آمنا لضمان وضع الدليل الموجي القابل للتكرار.

بعد ذلك ، ضع الدليل الموجي خلف فتحة العدسة مباشرة مع وجه الإدخال على اتصال بفتحة العدسة ومع محاذاة محور انتشار الدليل الموجي قدر الإمكان مع المحور البصري. المحاذاة هنا هي الانعكاسات الحرجة ، والاختلافات في التشتت في القطع ، في ترددات الرنين ، وقد تنشأ مشكلات أخرى بسبب المحاذاة غير الصحيحة للدليل الموجي. الآن ، ضع حامل المحقنة بحيث يتم محاذاة طرف المحقنة مع الأخدود.

للحصول على أفضل النتائج ، استخدم حقنة مختلفة لكل مادة لمنع التلوث المتبادل. املأ المحقنة بالسائل المراد اختباره وتخلص من أي فقاعات. أيضا بين الجري.

اتبع إجراء التنظيف الذي يتطلب أولا تفكيك دليل الموجة. ثم اغسل كلا اللوحين جيدا في مذيب مناسب لإزالة أي بقايا من التجربة. جفف بالهواء المضغوط ، وأعد تجميع الدليل الموجي كما هو موضح سابقا.

ابدأ بشكل موجة مرجعية للدليل الموجي grod. شكل الموجة المرجعية ضروري فقط مرة واحدة كل بضع ساعات خلال كل جلسة تجريبية ، اعتمادا على استقرار الوقت على المدى الطويل. إشارة مطياف المجال.

قم بإزالة دليل الموجة غير المجمع. بعد ذلك ، ضع دليل الموجة المحزز النظيف في الجهاز. خذ شكل موجة لدليل الموجة المجمعة الفارغة.

يمكن أن تؤدي عملية الإزالة والتفكيك إلى اختلافات صغيرة جدا في هندسة الدليل الموجي. ستؤثر هذه الاختلافات على تردد الرنين المطلق للأخاديد الفارغة والمملوءة ، ولكن ليس على التحول المرصود. لذلك ، يتطلب كل قياس كامل مرجعا فارغا خاصا به.

لحساب التحول دون تحريك الدليل الموجي ، ضع المحقنة المملوءة في مكانها في الحامل. املأ ببطء حفظ الأخدود. راقب أن الحشوة جيدة بدون فقاعات أو فائض.

خذ شكل موجة آخر. إذا كان النظام يحتوي على أكثر من أخدود واحد ، فاستمر في ملء الأخاديد وأخذها حسب الرغبة. قم بإزالة دليل الموجة وتنظيفه قبل جمع مجموعة البيانات التالية.

في هذا المثال للدليل الموجي المصنوع جيدا ، لاحظ أن الأخدود لا يمتد طول أو عرض الدليل الموجي بالكامل. بمجرد تجميع اللوحة المتوازية ، تكون هندسة الدليل الموجي مناسبة لتنفيذ مستشعر معامل الانكسار لترددات التيراهيرتز. مطلوب كمية صغيرة من السائل لقياس معامل الانكسار.

تظهر هذه البيانات أطياف التردد النموذجية ويتم الحصول عليها من تحليل رباعي الديكان. يظهر الطيف الذي تم الحصول عليه من دليل الموجة المحززة المرجعي بقياسات سوداء لدليل الموجة المحززة بدون ملء سائل باللون الأزرق ، ودليل الموجة المحززة مع عينة رباعي الديكان باللون الأحمر. ثم يتم تربيع أطياف السعة لأدلة الموجات المحززة الفارغة والكاملة وتقسيمها على الطيف من دليل الموجة المرجعية للحصول على أطياف نقل الطاقة.

الفرق في التردد بين ميزات الرنين لأدلة الموجة الفارغة والكاملة هو تحول الرنين الذي يتعلق بمعامل الانكسار. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أن تكون متسقا قدر الإمكان وأن تكون حريصا على تقليل التلوث المتبادل في الدليل الموجي. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية الحصول على قياس معامل الانكسار لعينة الموائع الدقيقة عن طريق قياس تردد الرنين لدليل موجة اللوحة المتوازية المحززة باستخدام التحليل الطيفي لمجال الزمن تيراهيرتز.