Name: المحاكاة، تصنيع وتوصيف امتصاص Metamaterial THz (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-27T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 44 s
Description: اكتشف محاكاة وتصنيع وتوصيف امتصاصات المواد الفوقية في نطاق تيراهرتز باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء. تُحقق هذه الأجهزة امتصاصًا يتجاوز 80% عند قمم الرنين مع تطبيقات واسعة في التصوير والطيفية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ويدعم هذا العمل من الهندسة والعلوم الفيزيائية بحوث عدد يمنح المجلس EP/I017461/1. ونود أيضا أن نعترف بمساهمة الذي تضطلع به الجهاز الفني للمركز Nanofabrication جيمس وات.

<ol><li>Pendry, J. B., Holden, A. J., Robbins, D. J., Stewart, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetism+from+conductors+and+enhanced+nonlinear+phenomena%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Microw.+Theory%22%5BJournal%5D)">Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena.</a> IEEE Trans. Microw. Theory. 47, 2075-2084 (1999).</li>
<li>Pendry, J. B., Holden, A. J., Robbins, D. J., Stewart, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetism+from+conductors+and+enhanced+nonlinear+phenomena%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Microw+Theory%22%5BJournal%5D)">Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena.</a> IEEE Microw Theory. 47, 2075-2084 (1999).</li>
<li>Smith, D. R., Padilla, W. J., Vier, D. C., Nemat-Nasser, S. C., Schultz, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Composite+medium+with+simultaneously+negative+permeability+and+permittivity%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity.</a> Phys. Rev. Lett. 84, 4184-4187 (2000).</li>
<li>Dolling, G., Wegener, M., Linden, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Realization+of+a+three-functional-layer+negative-index+photonic+metamaterial%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Realization of a three-functional-layer negative-index photonic metamaterial.</a> Opt. Lett. 32, 551-553 (2007).</li>
<li>Zhang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+demonstration+of+near-infrared+negative-index+metamaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Experimental demonstration of near-infrared negative-index metamaterials.</a> Phys. Rev. Lett. 95, 137404(2005).</li>
<li>Linden, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+response+of+metamaterials+at+100+terahertz%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Magnetic response of metamaterials at 100 terahertz.</a> Science. 306, 1351-1353 (2004).</li>
<li>Landy, N. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design%2C+theory%2C+and+measurement+of+a+polarization-insensitive+absorber+for+terahertz+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Design, theory, and measurement of a polarization-insensitive absorber for terahertz imaging.</a> Phys. Rev. B. 79, 125104-12 (2009).</li>
<li>Gokkavas, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+demonstration+of+a+left-handed+metamaterial+operating+at+100+GHz%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Experimental demonstration of a left-handed metamaterial operating at 100 GHz.</a> Phys. Rev. B. 73, 193103(2006).</li>
<li>Smith, D. R., Kroll, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Negative+refractive+index+in+left-handed+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Negative refractive index in left-handed materials.</a> Phys. Rev. Lett. 85, 2933-2936 (2000).</li>
<li>Wiltshire, M. C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstructured+magnetic+materials+for+RF+flux+guides+in+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Microstructured magnetic materials for RF flux guides in magnetic resonance imaging.</a> Science. 291, 849-851 (2001).</li>
<li>Pendry, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Negative+refraction+makes+a+perfect+lens%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Negative refraction makes a perfect lens.</a> Phys. Rev. Lett. 85, 3966-3969 (2000).</li>
<li>Kabashin, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+nanorod+metamaterials+for+biosensing%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Plasmonic nanorod metamaterials for biosensing.</a> Nat. Mater. 8, 867-871 (2009).</li>
<li>Dolling, G., Enkrich, C., Wegener, M., Soukoulis, C. M., Linden, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-loss+negative-index+metamaterial+at+telecommunication+wavelengths%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Low-loss negative-index metamaterial at telecommunication wavelengths.</a> Opt. Lett. 31, 1800-1802 (2006).</li>
<li>Schurig, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metamaterial+electromagnetic+cloak+at+microwave+frequencies%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Metamaterial electromagnetic cloak at microwave frequencies.</a> Science. 314, 977-980 (2006).</li>
<li>Chen, H. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+demonstration+of+frequency-agile+terahertz+metamaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Experimental demonstration of frequency-agile terahertz metamaterials.</a> Nat. Photonics. 2, 295-298 (2008).</li>
<li>Ma, Y., Khalid, A., Saha, S. C., Grant, J. P., Cumming, D. R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((THz+band+pass+filter+on+plastic+substrates+and+its+application+on+biological+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Photonics+Society+Winter+Topicals+Meeting+Series%22%5BJournal%5D)">THz band pass filter on plastic substrates and its application on biological sensing.</a> IEEE Photonics Society Winter Topicals Meeting Series. , 50-51 (2010).</li>
<li>Grant, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polarization+insensitive+terahertz+metamaterial+absorber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Polarization insensitive terahertz metamaterial absorber.</a> Opt. Lett. 36, 1524-1526 (2011).</li>
<li>Ma, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+terahertz+polarization+insensitive+dual+band+metamaterial+absorber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">A terahertz polarization insensitive dual band metamaterial absorber.</a> Opt. Lett. 36, 945-947 (2011).</li>
<li>Grant, J., Ma, Y., Saha, S., Khalid, A., Cumming, D. R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polarization+insensitive%2C+broadband+terahertz+metamaterial+absorber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Polarization insensitive, broadband terahertz metamaterial absorber.</a> Opt. Lett. 36, 3476-3478 (2011).</li>
<li>Tonouchi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cutting-edge+terahertz+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photon%22%5BJournal%5D)">Cutting-edge terahertz technology.</a> Nat. Photon. 1, 97-105 (2007).</li>
<li>D. Schurig, J. J. M., Justice, B. J., Cummer, S. A., Pendry, J. B., Starr, A. F., Smith, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave+Cloaking+Realized%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Microwave Cloaking Realized.</a> Science. 314, 889(2006).</li>
<li>Padilla, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrically+resonant+terahertz+metamaterials%3A+Theoretical+and+experimental+investigations%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Electrically resonant terahertz metamaterials: Theoretical and experimental investigations.</a> Phys. Rev. B. 75, 041102(2007).</li>
<li>Smith, D. R., Vier, D. C., Koschny, T., Soukoulis, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromagnetic+parameter+retrieval+from+inhomogeneous+metamaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+E%22%5BJournal%5D)">Electromagnetic parameter retrieval from inhomogeneous metamaterials.</a> Phys. Rev. E. 71, (2005).</li>
<li>Landy, N. I., Sajuyigbe, S., Mock, J. J., Smith, D. R., Padilla, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perfect+metamaterial+absorber%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Perfect metamaterial absorber.</a> Phys. Rev. Lett. 100, 207402(2008).</li>
<li>Hao, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+performance+optical+absorber+based+on+a+plasmonic+metamaterial%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">High performance optical absorber based on a plasmonic metamaterial.</a> Appl. Phys. Lett. 96, 251104(2010).</li>
<li>Chen, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interference+theory+of+metamaterial+perfect+absorbers%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Interference theory of metamaterial perfect absorbers.</a> Opt. Express. 20, 7165-7172 (2012).</li>
<li>Lee, A. W. M., Hu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time%2C+continuous-wave+terahertz+imaging+by+use+of+a+microbolometer+focal-plane+array%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Real-time, continuous-wave terahertz imaging by use of a microbolometer focal-plane array.</a> Optics Letters. 30, 2563-2565 (2005).</li>
<li>Thermo Nicolet Corporation. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22An+Introduction+to+Fourier+Transform+Infared+Spectroscopy%22">An Introduction to Fourier Transform Infared Spectroscopy</a>. , (2001).</li>
</ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

هذا البروتوكول يصف محاكاة وتصنيع وتوصيف امتصاص metamaterial THz. فمن الضروري مثل الطول الموجي هياكل فرعية هي محاكاة بدقة قبل وتلتزم أي جهد لإجراءات تصنيع مكلفة. Lumerical المحاكاة FDTD تقديم معلومات عن ليس فقط امتصاص الطيف MM ولكن أيضا مكان الامتصاص، والمعرفة الضرورية للمساعدة على وضع محول والحصول على استجابة القصوى. وبالإضافة إلى ذلك يمكن أن تنفذ خوارزمية التحسين في Lumerical لإقامة بسرعة بنية مناسبة لامتصاص شخصية محددة مسبقا الجدارة (على سبيل المثال موقف التردد، والحد ا...

هذا البروتوكول يصف محاكاة وتصنيع وتوصيف الفرقة واحد وامتصاص النطاق العريض MM THz. الجهاز، كما هو موضح في الشكل 1، وتتألف من معدن الصليب وطبقة عازلة على رأس معدن الطائرة على الأرض. هيكل على شكل صليب مثال على حلقة الكهربائية مرنان (ERR) 20،21 والأزواج بقوة لمجالات كهربائية موحدة، ولكن تكاد لا تذكر لمجال مغناطيسي. من إقران ERR مع الارض الطائرة، المكون المغناطيسي للحادث THz موجة يدفع الحالية في أقسام ERR التي هي موازية لاتجاه المجال-E. ويمكن بعد ذلك استجابة الكهربائية والمغناطيسية ضبطها بشكل مستقل ومقاومة للهيكل تتناسب مع المساحة الحرة من خلال تغيير الشكل الهندسي للERR والمسافة بين عنصري المعدنية. كما هو مبين في الشكل 1 (د)، والتماثل للنتائج هيكل في امتصاص رد الاستقطاب حساسة.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم الكاشف / المواد </td><td> شركة </td><td> كتالوج رقم </td><td> تعليقات </td></tr><tr><td> Lumerical FDTD </td><td> Lumerical </td><td></td><td></td></tr><tr><td> رقاقة السيليكون </td><td> البنك الإسلامي للتنمية تكنولوجيات </td><td></td><td> واحد من جانب ومصقول </td></tr><tr><td> Plassys 450 MEB المبخر </td><td> Plassys Bestek </td><td></td><td></td></tr><tr><td> VM651 التمهيدي </td><td> دوبونت </td><td></td><td></td></tr><tr><td> PI2545 </td><td> دوبونت </td><td></td><td></td></tr><tr><td> الميثيل كيتون الاستيوفينون </td><td> سيغما الدريخ </td><td></td><td></td></tr><tr><td> الأيزوبروبانول </td><td> سيغما الدريخ </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Plasmaprep5 برميل آشر </td><td> حفل INSTRUMENTE </td><td></td><td></td></tr><tr><td> VB6 UHR EWF الكاتب الإلكترون شعاع </td><td> Vistec </td><td></td><td></td></tr><tr><td> تانر L-تحرير </td><td> شركة تانر </td><td></td><td></td></tr><tr><td> تخطيط متعاطي المخدرات </td><td> ل GenISys شركة </td><td></td><td></td></tr><tr><td> بولي مثيل ميثاكريلات (PMMA) </td><td> سيغما الدريخ </td><td> 293261 سيغما الدريخ </td><td></td></tr><tr><td> IFV 66v / ثانية FTIR </td><td> بروكر </td><td></td><td></td></tr><tr><td> بايك حدة انعكاس 30spec </td><td> بايك تكنولوجيا </td><td> &lt;/ TD&gt; <td></td></tr><tr><td> قوس مصباح الزئبق </td><td> بروكر </td><td></td><td></td></tr><tr><td> الاتحاد الافريقي مرآة </td><td> ثور مختبرات </td><td> PF05-03-M01 </td><td></td></tr><tr><td> لايكا INM20 المجهر الضوئي </td><td> لايكا مايكروسيستمز </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 6 مم Beamsplitter مايلر </td><td> بروكر </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

المحاكاة، تصنيع وتوصيف امتصاص metamaterial thz

Simulation, Fabrication and Characterization of THz Metamaterial Absorbers

يتعلق بما وارء (MM)، وقد تم تصميم المواد الاصطناعية إلى أن الخصائص التي قد لا يمكن العثور عليها في الطبيعة، استكشاف نطاق واسع منذ أول مظاهرة النظرية التجريبية 1 و 2 من خصائص فريدة من نوعها. يمكن تقديم رد الطبيون الكهرومغناطيسية يمكن السيطرة عليها إلى حد كبير، وحتى الآن أثبتت في كل مجموعة الطيفية ذات الصلة بما في ذلك تكنولوجيا ال 3 البصرية، بالقرب IR 4، منتصف IR 5، THz 6، مم الموجة 7، 8 و ميكروويف نطاقات الإذاعة 9. وتشمل التطبيقات العدسات الكمال 10، وأجهزة الاستشعار 11، الاتصالات السلكية واللاسلكية 12، 13 و عباءات الخفي مرشحات 14،15. وقد وضعنا مؤخرا فرقة واحدة 16، الفرقة المزدوج 17 و 18 أجهزة النطاق العريض THz امتصاص قادرة على امتصاص metamaterial أكبر من 80٪ في ذروة الرنين. مفهوم امتصاص MM هو especiallالمهم Y على ترددات THz حيث أنه من الصعب العثور على وتيرة قوية امتصاص انتقائي THz 19. لدينا في امتصاص MM يتم امتصاص الإشعاع في THz بسمك ~ λ/20، والتغلب على قيود سمك التقليدية امتصاص طول موجة الربع. امتصاص MM تقديم أنفسهم بشكل طبيعي إلى تطبيقات الكشف THz، مثل أجهزة الاستشعار الحرارية، وإذا متكاملة مع مصادر THz مناسبة (مثل QCLs)، يمكن أن يؤدي إلى التعاقد والتكلفة وحساسة للغاية منخفضة، في الوقت الحقيقي THz نظم التصوير.

الرقم 5 (أ) يبين أطياف الامتصاص التي تم الحصول عليها تجريبيا ومحاكاة لامتصاص MM 3،1 ميكرومتر مع سميكة عازلة بوليميد التبادل. هذا الهيكل لديه MM-تكرار الفترة من 27 ميكرومتر وأبعاد K = 26 ميكرون، L = 20 ميكرون، M = 10 ميكرومتر وN = 5 ميكرون. أجريت القياسات التجريبية أيضا على عينات من دون طبقة ERR للتأكد من امتصاص هو نتيجة للهيكل MM وليس من عازلة. و7،5 ميكرومتر سميكة بوليميد عينة مع عدم وجود هيكل ERR له أقصى قدر من الاستيعاب من 5٪ في مدى التردد من الفائدة، انظر <stro...

هذا البروتوكول يحدد محاكاة وتصنيع وتوصيف امتصاص metamaterial THz. امتصاص مثل هذه عندما يقترن مع جهاز استشعار مناسبة، لها تطبيقات في مجال التصوير الطيفي وTHz.

المحاكاة، تصنيع وتوصيف امتصاص Metamaterial THz

Metamaterials (MM),  artificial materials engineered to have properties that may not be found in  nature, have been widely explored since the first ...

الهدف العام من هذا الإجراء هو محاكاة وتصنيع وتوصيف هيكل امتصاص المواد الخارقة للتيراهيرتز. أولا ، قم بإجراء عمليات محاكاة لإنشاء التصميم الأمثل لامتصاص المواد الخارقة. ثم قم بتصنيع هذا التصميم الأمثل.بعد ذلك ، قم بتقييم الأداء التجريبي للامتصاص باستخدام التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه. إن أجهزة امتصاص المواد الخارقة ذات النطاق المزدوج والنطاق العريض قادرة على امتصاص أكبر من 80٪ في ذروة الرنين. وعندما يقترن بجهاز استشعار مناسب ، يكون له تطبيقات في التصوير والتحليل الطيفي.ستمكننا التكنولوجيا التي نعمل عليها من صنع أنظمة تصوير تيراهيرتز صغيرة ومحمولة ، والتي سيتم حملها باليد من خلال العمل على تقنيات Metamaterial ، والتي نأمل أن ندمج مع أجهزة الاستشعار مثل البارومتر ، ونأمل أن نتمكن من تحقيق أجهزة عالية السرعة وعالية الحساسية. تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية نحو محاكاة التصميم السريع وتصنيع وتوصيف النموذج الأولي لأجهزة المواد الخارقة تيراهيرتز. لا توضح هذه الطريقة كيفية تصنيع ممتص المواد الخارقة للرعاية الصحية عن بعد فحسب ، بل يمكن أيضا تطبيقه على تصميم وتصنيع أجهزة ومكونات المواد الخارقة الأخرى مثل المرشحات والمغيرات والعدسات المثالية واغطية الاختفاء.اتبع قسم المحاكاة في بروتوكول مقالة المجلة لتصميم ممتص للمواد الخارقة بخصائص طيف الامتصاص المطلوبة. قم بتنظيف السيليكون في محاليل متسلسلة من الأسيتون البصري الشفاف والأيزوبروبانول. اغمر أولا في المذيب عند 50 درجة مئوية لمدة 10 دقائق ، ثم يخضع للتحريض بالموجات فوق الصوتية.بعد ذلك ، قم بتبخير طبقة معدنية ثنائية من التيتانيوم والذهب على السيليكون باستخدام مبخر شعاع الإلكترون. لاحظ أن سمك المعدن يجب أن يكون أكبر من عمق الجلد عند تردد التشغيل المطلوب. بعد التنظيف في المذيبات كما هو موضح سابقا ، قم بوضع الماصة VM 651 التمهيدي على العينة واتركها لتسترخي لمدة 20 ثانية.ثم قم بتدوير العينة بسرعة 4000 دورة في الدقيقة لمدة خمس ثوان واخبزيها على طبق ساخن ملامس عند 120 درجة مئوية لمدة 60 ثانية. ضع البولي أميد على العينة واتركها لتسترخي لمدة 20 ثانية. تذكر أن تسمح للبولي أميد بالوصول إلى درجة حرارة الغرفة بعد إزالته من الفريزر.هذا من أجل الحفاظ على خصائص التعبئة بمرور الوقت. قم بتدوير العينة أولا عند 500 دورة في الدقيقة لمدة خمس ثوان مع تسارع 100 دورة في الدقيقة إلى السالب والمنحدر إلى 6,000 دورة في الدقيقة مع تسارع 500 دورة في الدقيقة إلى السالب لمدة 60 ثانية. ثم تخبز العينة على طبق ساخن ملامس على حرارة 140 درجة مئوية لمدة خمس دقائق.للحصول على فيلم بولي أميد أكثر سمكا ، قم بتدوير طبقات متعددة أو تقليل سرعة الدوران النهائية. عالج مادة البولي أميد على لوح تسخين ملامس عند 220 درجة مئوية لمدة 10 دقائق. بعد ذلك ، قم بإيداع 15٪ 2010 PMMA على العينة تدور عند 5 ، 000 دورة في الدقيقة لمدة 60 ثانية.قم بإزالة أي مقاومة زائدة تتسلل إلى الجانب الخلفي من العينة باستخدام الأسيتون. ثم تخبز في فرن حراري على حرارة 180 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. بمجرد أن تبرد العينة إلى درجة حرارة الغرفة ، قم بإيداع 4٪ 2041 PMMA على العينة ، قم بالتدوير والخبز كما هو موضح سابقا.الآن ، قم بتصميم ملف الوظيفة في Tanner L.Edit كسر إلى مضلعات بواسطة تخطيط Beamer. وأخيرا ، أرسل إلى كاتب الشعاع باستخدام برنامج الجرس المستند إلى Java. اكتب الوظيفة المطلوبة باستخدام جرعة 450 ميكرو كوري سنتيمتر مربع على متسابق شعاع الإلكترون VB السادسة.بعد ذلك ، قم بتطوير العينة في محلول واحد لواحد MIBK إلى IPA عند 23 درجة مئوية لمدة 60 ثانية. اشطفه في الأيزوبروبانول. ثم افحص دقة النمط على المجهر البصري.إذا تم حل الميزات بشكل سيئ ، فقم بتجريد الأسيتون البصري المقاوم والأيزوبروبانول وابدأ من جديد. قم بحثالة العينة بالأكسجين باستخدام حفل ، جلدة برميل البلازما ثم تبخر 20 نانومتر من التيتانيوم و 150 نانومتر من الذهب باستخدام مبخر شعاع الإلكترون. أدخل العينة في دورق من الأسيتون الدافئ وقم بتسخينه إلى 50 درجة مئوية في حمام مائي لمدة أربع ساعات باستخدام ماصة.اغسل العينة بكمية وفيرة باستخدام الأسيتون الدافئ. الآن افحص العينة بالعين بحثا عن المعدن الذي ينطلق من المناطق التي كان فيها PMMA. إذا كان الإقلاع يتقدم ببطء ، ضع الدورق في الحمام المائي بالموجات فوق الصوتية لمدة دقيقتين.أخيرا ، افحص العينة تحت المجهر البصري. قم بتشغيل إمداد النيتروجين لفورييه ، وتحويل مطياف الأشعة تحت الحمراء. اضغط على زر FIR الموجود في الجزء الأمامي من وحدة التحكم في مقياس الطيف لتشغيل مصباح القوس الزئبقي.أدخل مقسم الشعاع متعدد الطبقات بستة ميكرون في الفتحة المناسبة في وحدة مقياس التداخل. بعد ذلك ، قم بتنفيس حجرة العينة من مقياس الطيف وأدخل وحدة انعكاس الرمح 30 درجة. ضع فتحة العدسة التي يبلغ طولها سبعة ملليمترات أعلى فتحة وحدة الانعكاس ، وفوق ذلك ، ضع مرآة ذهبية.الآن قم بإخلاء حجرة العينة إلى ضغط خمسة ملليبار. ابدأ تشغيل برنامج opus وقم بتحميل ملف التكوين لأخذ القياسات في نطاق 30 إلى 300 سم عكسي. وتأكد من أن مؤشر LED الموجود في مقدمة حجرة الكاشف يومض باللون الأخضر مما يشير إلى أن الماسح الضوئي يعمل.تأكد من أن شكل مخطط التداخل كما هو متوقع. قم بتشغيل 100 عملية مسح ضوئي في الخلفية للحصول على طيف الخلفية. قم بتهوية حجرة العينة ، وقم بإزالة المرآة وضع العينة ووجهها لأسفل على الفتحة.تأكد من أن مركز العينة في منتصف الفتحة ، ثم قم بإخلاء حجرة العينة. بعد ذلك ، قم بتشغيل 1000 فحص عينة للحصول على طيف العينة. يقارن البرنامج تلقائيا طيف العينة بالخلفية ويتم عرض طيف الانعكاس الحقيقي للعينة على الشاشة.تظهر هذه الأشكال أطياف امتصاص لامتصاصات المواد الخارقة بسماكات فاصل عازلة مختلفة. تتميز عينة البولي أميد بسمك 7.5 ميكرون بدون هيكل مرنان حلقي كهربائي بحد أقصى لامتصاص يبلغ 5٪ عبر نطاق التردد ذي الاهتمام. تظهر البيانات التجريبية ذروة رنين عند 2.12 تيراهرتز بحجم امتصاص 77٪.هذه النتيجة تتفق بشكل ممتاز مع الحد الأقصى للامتصاص المحاكي البالغ 81٪ عند 2.12 تيراهرتز. هنا ، يتم إنشاء البيانات من ممتصات MM بنفس هندسة ERR لسماكات مختلفة من مادة البولي أميد تتراوح من واحد إلى 7.5 ميكرون ، وللممتص حيث يكون العزل الكهربائي ثلاثة ميكرون من ثاني أكسيد السيليكون. مع زيادة سمك البولي أميد من ميكرون واحد إلى 3.1 ميكرون ، تزداد ذروة الامتصاص.ولكن عند سمك البولي أميد الأكبر من 3.1 ميكرون ، هناك انخفاض طفيف في قيمة ذروة الامتصاص. لوحظ تحول أحمر مميز يبلغ 0.25 تيراهرتز حيث يزداد سمك البولي أميد من ميكرون واحد إلى 7.5 ميكرون. يمكن استخراج السماحية والنفاذية الفعالة من البيانات المحاكاة عن طريق انعكاس معلمات S كما هو موضح هنا لامتصاص MM المحاكي بفاصل بولي أميد بسمك 3.1 ميكرون.تتقاطع الأجزاء الحقيقية من كونستانس البصري بالقرب من الصفر ، وهو شرط مطلوب للانعكاس الصفري عند تردد الامتصاص الأقصى. هناك ذروة للمكون الوهمي للنفاذية مما يعني امتصاصا عاليا. إرل. يمكن أيضا استخدام FDTD لتحديد موقع الامتصاص داخل هيكل MM.توضح هذه المخططات بوضوح أن غالبية الطاقة تتبدد كخسارة أومية في طبقة ERR وكفقدان عازل في أول 500 نانومتر من مادة البولي أميد. تحت هذه الطبقة ، تتطلب العديد من التطبيقات مثل التحليل الطيفي تيراهيرتز أجهزة استشعار تظهر امتصاص تيراهيرتز عريض النطاق. لقد طورنا استراتيجيتين لتحقيق هذا الاستيعاب للنطاق العريض.تكديس الإستراتيجية الأولى طبقات متناوبة من طبقات RR المعدنية والطبقات العازلة فوق مستوى أرضي مستمر في طبقات مختلفة ، وصلبان بأطوال مختلفة ، وتدعم العديد من أوضاع الرنين الموضوعة معا بشكل وثيق في طيف الامتصاص. من خلال ضبط سمك العزل الكهربائي ، يمكن أن يكون الهيكل متعدد الطبقات مطابقا للمساحة الحرة عند كل تردد رنين وامتصاص النطاق العريض الذي يتم الحصول عليه. ثم يتم استخدام عملية تسجيل شعاع الإلكترون القياسية لمحاذاة RS فوق بعضها البعض في ثانية. إستراتيجية.تم تصميم أربعة Rs مدمجة في أربعة ألوان فائقة البكسل على طبقة عازلة واحدة. مثل هذا الجهاز أسهل بكثير في التصنيع من الماص متعدد الطبقات. يوضح هذا المخطط طيف الامتصاص والبيانات المحاكاة لامتصاص مم متعدد الطبقات ذي الأبعاد المشار إليها.يحتوي هيكل الطبقة الواحدة على ذروة رنين واحدة عند 5.42 تيراهرتز ، حيث يتم امتصاص 78٪ من الإشعاع الكهرومغناطيسي. في المقابل ، يحتوي الجهاز ثلاثي الطبقات على ثلاث قمم رنين متمركزة عن كثب مع نطاق تردد واسع من 4.08 تيراهرتز إلى 5.94 تيراهرتز ، حيث يكون الامتصاص أكبر من 60٪ لفهم أصل الخصائص الطيفية لتوزيعات الامتصاص المحاكاة في مستوى XZ للرنين الثلاثة. تكشف هذه التوزيعات بوضوح أن كل ERR يساهم في امتصاص النطاق العريض بمجرد إتقانه.يمكن إجراء هذه التقنية في أقل من أربع وثماني ساعات إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أن تكون منهجيا ومتسقا عند تنفيذ خطوات التصنيع. بعد مشاهدة هذا الفيلم ، سيكون لديك نظرة عامة جيدة جدا على تقنيات تصنيع النانو الدقيقة التي نستخدمها والتي تمكننا من صنع مجموعة من أجهزة ومكونات ertz بما في ذلك امتصاص Metamaterial.

simulation-fabrication-characterization-thz-metamaterial

Research

JoVE Journal

Engineering

الهندسة

يتعلق بما وارء على ترددات تيراهيرتز توفر فرصا فريدة من نوعها، ولكنها صعبة لصنع بكميات كبيرة. نكيف الإجراء تلفيق للألياف البصرية microstructured البوليمر غير مكلفة لتلفيق يتعلق بما وارء محتملة على نطاق صناعي. ونحن ننتج الألياف تحتوي على polymethylmethacrylate ~ قطرها ميكرون أسلاك الإنديوم 10 ميكرومتر مفصولة 100 ~، والتي تظهر استجابة تيراهيرتز plasmonic.

افتعال يتعلق بما وارء باستخدام أسلوب الرسم الألياف

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...

تيراهيرتز الاستشعار ميكروفلويديك باستخدام الاستشعار الدليل الموجي الموازي لوحة

نحن تصف أساليب لتصميم وتصنيع، وتوصيف التجريبية من بواعث ضوئية plasmonic، والتي تقدم طلبين من أعلى مستويات السلطة تيراهيرتز حجم مقارنة مع بواعث الضوئية التقليدية.

تصميم وتصنيع، والتجريبية توصيف Plasmonic بواعث تيراهيرتز موصل كهربائي بفعل الضوء

المرنانات الميكروويف فائقة التوصيل هي من مصلحة للكشف عن الضوء، وتطبيقات الحوسبة الكمومية والمواد التوصيف. يعرض هذا العمل إجراءات مفصلة لتصنيع وتوصيف المعلمات مرنان نثر فائقة التوصيل الميكروويف.

تصنيع وتوصيف الموصلية الرنين

ويرد بروتوكول لتصميم وتصنيع القائم على عمود نانوي رواية انقسام عصابة مرنان (SRR).

تصنيع حزام تقسيم دوائر الرنين عمود نانوي القائم على النزوح الحالي الرنين وساطة في تيراهيرتز يتعلق بما وارء

ويرد على بروتوكول لتصميم شعاع ثابت ثابت باستخدام فيبروميتير دوبلر ليزر (لدف)، بما في ذلك قياس تردد ضبط، تعديل ضبط القدرة، وتجنب فشل الجهاز وستيكشن،. ويتجلى تفوق الأسلوب LDV عبر محلل الشبكة نظراً لقدرتها على وضع أعلى.

تصميم وتوصيف المنهجية لمرشحات ممس الانضباطي كفاءة واسعة النطاق

تم استخدام البوليمرات المصنعة بشكل إضافي على نطاق واسع لإنتاج المواد الخارقة المرنة. ومع ذلك ، لا يزال السلوك اللزج المرن لهذه البوليمرات عند الترددات فوق الصوتية ضعيفا دراسة. تشير هذه الدراسة إلى بروتوكول لتقدير الخصائص اللزجة المرنة للبوليمرات المطبوعة ثلاثية الأبعاد وإظهار كيفية استخدامها لتحليل ديناميكيات المواد الخارقة.

توصيف المواد الخارقة المرنة المشتتة التي تنتجها التصنيع الإضافي 

استخدام الدليل الموجي الكريستال الضوئية ضوء بطيئة وتجاويف اعتمد على نطاق واسع من قبل المجتمع الضوئيات في العديد من التطبيقات المختلفة. ولذلك تصنيع وتوصيف هذه الأجهزة ذات أهمية كبيرة. هذه الورقة التقنية لدينا تصنيع وتوصيف بصري طريقتين، هما: نثر التداخل (الدليل الموجي) والرنانة (تجاويف).

تصنيع وتوصيف الدليل الموجي الكريستال الضوئية الخفيفة بطيئة وتجاويف

ونحن في تطوير وتميز الألياف البصرية البوليمر المختلين يستخدم مستعرض أندرسون توطين كآلية waveguiding الرواية. هذه الألياف microstructured يمكن نقل شعاع المترجمة صغيرة مع نصف قطرها التي هي مماثلة لدائرة نصف قطرها شعاع من الألياف البصرية التقليدية.

تصنيع وتوصيف المختلين بوليمر ألياف البصرية لعرضية أندرسون توطين الضوء

تم مؤخرا إثبات الإثارة البصرية الميكانيكية البارامترية تجريبيا في الرنانات البصرية الميكانيكية الدقيقة عن طريق ضغط الإشعاع البصري وتحفيز تشتت بريلوين. تصف هذه الورقة تصنيع هذه الرنانات الدقيقة جنبا إلى جنب مع منهجيات توليد التذبذبات الضوئية الميكانيكية والتحقق منها.

تصنيع واختبار ميكروفلويديك الميكانيكية المذبذبات

اكتشف محاكاة وتصنيع وتوصيف امتصاصات المواد الفوقية في نطاق تيراهرتز باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء. تُحقق هذه الأجهزة امتصاصًا يتجاوز 80% عند قمم الرنين مع تطبيقات واسعة في التصوير والطيفية.

المحاكاة، تصنيع وتوصيف امتصاص Metamaterial THz

استكشف المزيد من الفيديوهات