الملائمة للجسيمات الدقيقة في نانوبلاسمونيك الضوئية شعرية

الهدف العام من هذه التجربة هو توضيح كيفية حبس الجسيمات الدقيقة بالمشابك البصرية البلازمونية بتقنية تثبط الحمل الحراري الضوئي. السمة الرئيسية لهذه التقنية هي أننا نستخدم مجموعة من الهياكل النانوية البلازمونية لتعزيز كفاءة الاصطياد. كما نستخدم خاصية تخمير فريدة من نوعها للماء ، معامل التمدد الحراري 0٪ عند درجة حرارة منخفضة لقمع الحمل الحراري الضوئي.

سيوضح هذا الإجراء دينيش بهالوثيا ، طالب دراسات عليا من مختبري. يعتمد إعداد التجربة على مجموعة ملاقط بصرية. مجموعة الملقط البصرية المعدلة هذه مع وحدة الإزهار جاهزة على اللوح.

يوفر LED وليزر الصمام الثنائي الضوء للإزهار والتلاعب. المرايا توجه الضوء من خلال عدسة موضوعية. يركز الهدف الضوء على مرحلة العينة التي تعمل أيضا كمشتت حراري.

تلتقط كاميرا CCD صورا من العينة. هذه العناصر أكثر وضوحا في هذا المخطط. مصباح LED أزرق 470 نانومتر هو مصدر الضوء لوحدة الإزهار.

يوفر الصمام الثنائي ليزر 980 نانومتر ضوء الليزر في تركيز فضفاض للتلاعب. العدسة هي هدف مجهر لمسافات طويلة عن العمل. يتم تسجيل النشاط في مرحلة العينة بواسطة كاميرا CCD.

قم بتشغيل مصدر الطاقة والتيار لصمام ثنائي الليزر 980 نانومتر. استخدم كاميرا CCD للتحقق من محاذاة شعاع الليزر. إذا كان الشعاع محاذاة جيدا ، فستكون صورة الكاميرا بقعة غاوسية.

قم بإيقاف تشغيل الليزر للخطوات التالية. جانب مهم من الإعداد هو نظام التبريد. مرحلة العينة عبارة عن مشتت حراري مصمم لاستيعاب المبرد الكهروحراري.

العمل مع إلكترونيات النظام للتحضير لإضافة المبرد الكهروحراري. هناك دائرة سائق مخصصة لهذه التجربة. قم بإجراء التوصيلات بين دائرة السائق ولوحة التحكم الإلكترونية.

بعد ذلك ، احصل على عنصر تبريد كهروحراري يتناسب مع مرحلة العينة وبه ثقب للسماح لشعاع الليزر بالمرور. قم بتوصيل خرج دائرة السائق بعنصر التبريد الكهروحراري. انقل عنصر التبريد إلى مرحلة العينة.

قبل المتابعة ، قم بتوصيل دائرة السائق بمصدر طاقة بجهد خمسة فولت. لمراقبة درجة الحرارة ، استخدم كاميرا الأشعة تحت الحمراء التطلعية ، وتحقق من أن النظام يبرد بشكل صحيح قبل المتابعة. لهذا ، استخدم وحدة مقياس حرارة المقاومة والمستشعر الخاص بها.

ابدأ بالمستشعر على زلة غطاء زجاجي. انقل المستشعر وزلة الغطاء إلى مرحلة العينة. ضع كمية صغيرة من المعجون الحراري لضمان ملامسة الحرارة.

هناك ، ضع التجميع على اتصال مع المسرح. في عناصر التحكم ، اضبط الطاقة على عنصر التبريد الكهروحراري. بعد ثلاث دقائق ، اقرأ درجة الحرارة باستخدام مقياس حرارة كاشف درجة حرارة المقاومة.

بالإضافة إلى ذلك ، سجل درجة الحرارة باستخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء التطلعية. كرر هذين القياسين في إعدادات طاقة خرج مختلفة للحصول على منحنى معايرة درجة الحرارة مشابه لهذا القياس. المعايرة ضرورية.

قبل المتابعة ، قم بإيقاف تشغيل المبرد الكهروحراري. العنصر الأخير في الإعداد هو المصفوفة النانوبلازمونية. يحتوي غطاء الشريحة على مصفوفة ملفقة مخصصة وجاهز للتركيب في التجربة.

توفر صورة المجهر الإلكتروني الماسح للمصفوفة مزيدا من التفاصيل. إنها مجموعة من حوالي 16 ميكرومتر مربع من 22 × 22 قرصا نانوية ذهبية. يبلغ سمك كل قرص نانوي 40 نانومتر وقطره 550 نانومتر.

المسافة بين المركز إلى المركز بين الأقراص هي 750 نانومتر. ضع غطاء الشريحة مع المصفوفة النانو على مرحلة العينة. يجب أن يكون ملامسا للمبرد الكهروحراري.

بعد ذلك ، قم بإعداد مصدر الضوء. قم بتشغيل مصدر ضوء الفلورسنت ، واضبط الطاقة على خمسة مللي واط لتصوير المجال الساطع. راقب صورة CCD أثناء معالجة الشريحة.

استخدم العلامة الموجودة على الشريحة لتحديد موقع المصفوفة ومحاذاتها. تأكد من أن المصفوفة في وسط منطقة الاهتمام على شاشة الكمبيوتر. الآن ، انتقل إلى عينة التجربة.

إنه خليط من جزيئات البوليسترين بقطر ميكرومتر في الماء منزوع الأيونات. استخدم ماصة دقيقة لتوزيع 10 ميكرولتر على شريحة المصفوفة النانوية. انتقل إلى العرض الحالي للصمام الثنائي ليزر 980 نانومتر.

قم بتشغيله لإثارة الرنين البلازموني للمصفوفة. ثم اعمل مع مصدر الطاقة لنظام التبريد لتحقيق درجة حرارة أربع درجات مئوية. أخيرا ، ابدأ في تسجيل فيديو للجسيمات الدقيقة باستخدام كاميرا CCD.

هذا مثال على الفيديو المسجل أثناء تجربة باستخدام كرتين ميكرومتريتين من البوليسترين. الطاقة الضوئية لليزر ذو الطول الموجي 980 نانومتر المستخدم في إثارة الرنين البلازموني هي خمسة مللي واط. لاحظ أن الجسيمات تتجمع في هيكل سداسي الغلق.

هذه الصور الثابتة هي للجسيمات الدقيقة المحاصرة المتراكمة بمرور الوقت. مرة أخرى ، هيكل العبوة المغلقة السداسية واضح. يمكن أن توفر مثل هذه الصور بيانات لإنتاج مخطط لعدد الجسيمات الدقيقة المحاصرة كدالة للوقت.

هذه المنحنيات الخمسة الملونة هي أمثلة على مسارات الجسيمات الدقيقة التي يمكن استخراجها من الفيديو المسجل باستخدام تقنيات معالجة الصور ، والقلثومة الوسطى. يمثل شريط المقياس ميكرومترين. يمكن الإجراء المذكور هنا الباحث من إعادة إنتاج الاصطياد على أساس يومي.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر استخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء لمراقبة درجة حرارة العينة لتجنب كسر العينة. بعد تطويرها ، تمهد هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الاصطياد البصري لدراسة فئة أكبر من ظواهر النقل في الشبكة البصرية البلازمونية. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية القيام بالمحاصرة البصرية باستخدام الشبكة البصرية البلازمونية ،