منصة مقلوب السليكون الاستشعار الألياف الضوئية بدقة عالية واستجابة سريعة

ينتج هذا الأسلوب منصة مبتكرة وقابلة للتكيف استشعار الألياف البصرية. وكان الدافع في الأصل لتطوير المنصة هو إنشاء مقياس حرارة تحت الماء لتوصيف الاضطرابات لمياه المحيطات. مزايا هذه المنصة تشمل حساسية عالية، أسرع استجابة وصغر حجم، جنبا إلى جنب مع التصنيع ممتازة بسبب استخدام تقنيات تصنيع MEMS راسخة.

ويمكن استخدامه في العديد من القياسات المتعلقة بدرجة الحرارة، مثل قياسات درجة الحرارة لتوصيف الاضطراب، وقياسات تدفق السائل والغاز، والإشعاع من البلازما ذات درجة الحرارة العالية في بعض الانصهار. تلفيق جهاز الاستشعار على مقاعد البدلاء مع مطياف. الخطوة الأولى هي تصنيع أعمدة السيليكون على رقاقة السيليكون.

هذه الرقاقة لديها أعمدة قائمة بذاتها جاهزة للاستخدام في أجهزة الاستشعار. لمحة عامة عن الركائز في هذا التخطيطي. انهم منقوشة من 200 ميكرومتر سميكة، الجانب المزدوج مصقول رقاقة السيليكون، وذلك باستخدام أساليب تصنيع النظام الكهروميكانيكية الصغيرة القياسية.

Photoresist هو على قمم كل عمود والركيزة. إعداد الرصاص في الألياف عن طريق تجريد قبالة طلاء البلاستيك من الألياف البصرية. استخدام نسيج عدسة مغموسة في الكحول لتنظيف القسم جردت.

خذ الألياف النظيفة إلى ساطور الألياف البصرية لدساغها. المقبل، الحصول على الغراء UV curable وشريحة زجاجية. وضع قطرة صغيرة من الغراء للأشعة فوق البنفسجية للشفاء على الشريحة الزجاجية.

ثم، يدويا سوينغ أو تدور معطف الشريحة لتوزيع الغراء. الغراء سيكون في طبقة رقيقة على السطح. الحصول على الألياف الرصاص في مشقوق واضغط على وجهها النهائي ضد الشريحة لنقل الغراء.

إرفاق الطرف المقابل من الألياف إلى جهاز استشعار المحقق لرصد الطيف الانعكاس. ثم، العمل مع أعمدة السيليكون والألياف في نهاية مشقوق. يكون رقاقة مع الأعمدة على مرحلة الترجمة التي تتحرك في المستوى الأفقي.

إصلاح الألياف إلى مرحلة خطية تتحرك عموديا. ضبط المراحل لمحاذاة الألياف مع واحدة من الركائز، مع استخدام الطيف الانعكاس في الوقت الحقيقي كردود فعل. هذا الطيف الانعكاس هو مثال على واحد يشير إلى أن المواءمة مرضية.

وضع الألياف في اتصال مع عمود لإرفاقها، مرة واحدة الطيف هو مرضية. مرة واحدة يتم إرفاق العمود والألياف، وعلاج السندات تحت مصباح الأشعة فوق البنفسجية. عندما يكون العلاج كاملاً، ارفع الألياف مع مرحلة الترجمة الرأسية لفصلها ودعامة السيليكون عن الركيزة.

افحص رأس المستشعر تحت المجهر لفحص هندسته. هذا هو نموذجي مجس ملفقة بنجاح. جمع المواد لتصنيع جهاز استشعار عالية الجودة.

ويشمل ذلك شظايا من رقاقة سيليكون مصقولة من جانبين، مع طبقة ذهبية متخبطة على جانب واحد، ينظر إليها على أنها صفراء. الجانب الآخر لديه عالية انعكاسية، طلاء مرآة عازلة، ينظر إليها على أنها زرقاء. بعد ذلك، قم بإعداد الرصاص التكولي في الألياف عن طريق ربط مقطع قصير من الألياف متعددة الوضع القياسية ذات الوضع المتدرج مع ألياف أحادية الوضع.

اضم الألياف متعددة الوَيَغَة. كما هو موضح في هذا التخطيطي، تشكل collimator الألياف عن طريق شق الألياف متعددة الوضع متدرج مؤشر ليكون ربع فترة مسار الضوء. الآن، على شريحة زجاجية، ضع قطرة صغيرة من الغراء UV قابل للشفاء.

بعد ترقق الغراء عن طريق يتأرجح يدويا أو تدور طلاء الشريحة، اضغط على مؤشر متدرج متعدد وضع الألياف نهاية ضد الشريحة لنقل الغراء. قم بتوصيل الطرف الآخر من الألياف بمستجوب استشعار لمراقبة طيف الانعكاس. بعد ذلك، ضع جزءًا من الرقاقة على مرحلة الترجمة الأفقية.

يكون الجانب عازلة مشيرا إلى أعلى. ضع الألياف المعدة في مرحلة الترجمة العمودية واحركها نحو الجزء لإرفاق القطعتين. مقارنة مع النسيج براعة منخفضة يقترن أجهزة الاستشعار دمج الأشعة تحت الحمراء، تلفيق أجهزة استشعار براعة عالية، لديه شرط الأكثر صرامة كمحاذاة بصرية من الألياف الرائدة مع عنصر السيليكون.

وضع الألياف وشظايا رقاقة المرفقة، تحت مصباح الأشعة فوق البنفسجية لعلاج. هذا مثال عن التجميع بعد المعالجة، عندما يكون جاهزاً للخطوات التالية. قبل المتابعة، تلميع الجزء إلى شكل يشبه القرص.

فحص رئيس الاستشعار تحت المجهر، للتأكد من أنه يحتوي على الشكل المطلوب. دمج جهاز البراعة المنخفضة المكتملة في نظام التثبيط. النظام مستقيم إلى الأمام، وينطوي على عدد قليل من العناصر فقط.

مطياف و كمبيوتر. هذا هو الإعداد، في النموذج التخطيطي. هناك مصدر واسع النطاق ، مع الانتاج ، من خلال الألياف البصرية.

الألياف يذهب إلى ميناء واحد من الدورة الدموية البصرية. الألياف البصرية من ميناء اثنين من الدورة الدموية، هو مُزَلَّم إلى الألياف الرصاصية، من جهاز استشعار البراعة المنخفضة. قم بتوصيل المنفذ الثالث من الدورة الدموية، إلى مطياف عالي السرعة.

استخدم جهاز كمبيوتر متصل بالمطياف لتخزين البيانات. تحقق من طيف المستشعر للتأكد من أن النظام يعمل بشكل صحيح. هذا الطيف هو نموذجي.

إعداد نظام التثبيط مع جهاز استشعار براعة عالية. الإعداد هو فقط قليلا أكثر تعقيدا من نظام تخفيض التموج المنخفض. على الرغم من هذا ، لا يزال الإعداد يتضمن عناصر قليلة فقط.

استخدم ليزر ملاحظات موزعة، متصلة بوحدة تحكم حالية. توصيل إخراج الليزر عبر الألياف البصرية إلى ميناء واحد من الدورة الدموية البصرية يتم ربط الألياف من ميناء اثنين من الدورة الدموية، إلى جهاز استشعار براعة عالية. قم بتوصيل المنفذ الثالث من الدورة الدموية البصرية، إلى كاشف الصور.

البيانات من كاشف الصور، يذهب إلى جهاز الحصول على البيانات، وإلى جهاز كمبيوتر. تحقق من طيف المستشعر للتأكد من أن النظام يعمل بشكل صحيح، و ينتج طيفاً نموذجياً. جهاز استشعار نظام براعة منخفضة، والمصممة لقياس الحرارة في المياه المفتوحة، وجمع بيانات اختبار الحقل باللون الأزرق.

المنحنيات الحمراء والسوداء هي قياسات أجريت باستخدام أدوات مرجعية متاحة حاليًا في السوق. نظرة فاحصة على البيانات ، تشير إلى أن نظام استشعار منخفضة الجودة يوفر المزيد من التفاصيل. البيانات باللون الأحمر ، هي من إعداد استشعار براعة منخفضة ، كمستشعر تدفق يقع في خزان مياه.

البيانات في الأسود ، هي من مرجع استشعار التدفق التجاري. ويتفق الاثنان عموما. ولكن عندما يكون الماء هادئاً، فإن مستشعر البراعة المنخفض يسلك استجابة أكثر وضوحاً بكثير.

جهاز استشعار براعة عالية واعدة باعتبارها مقياس قوي عالية الدقة، لقياس انبعاثات الفوتون في البلازما. هذه النتائج مقارنة جهاز استشعار براعة عالية، مع بولوميتر مقاوم. نضع في اعتبارنا أن جهاز استشعار مصنوعة من الغراء الأشعة فوق البنفسجية قاعدة ليست مخصصة للتطبيقات فوق 100 درجة مئوية، وذلك بسبب انخفاض استقرار الايبوكسي في درجات حرارة عالية.

ربط الألياف الرائدة والحمضية im-pe-der مع الربط الانصهار, قد يؤدي إلى منصة استشعار لرفع درجة الحرارة حوالي 1, 000 درجة مئوية;تمكين تطبيقات مثيرة أخرى في بيئات ارتفاع درجة الحرارة. ومن الأمثلة على التطبيقات العالية الحرارة سخانات الماكرو، وانبعاثات الأشعة تحت الحمراء، ورصد درجة الحرارة في بوصة في محطات توليد الطاقة. أثناء استخدام مصباح الأشعة فوق البنفسجية وأشعة الليزر، تأكد من أنك ترتدي معطف المختبر ونظارات السلامة بالليزر لحماية بشرتك وعينيك.