Describimos el proceso de fabricación y pruebas de termómetros fotónicos.
Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
Artículo de método
Fabricación y pruebas de termómetros fotónicos
En este artículo
Resumen
Resumen
En los últimos años un empuje para el desarrollo de dispositivos fotónicos de silicio novela para las telecomunicaciones ha generado una gran base de conocimiento que ahora es ser apalancada para el desarrollo de sofisticados sensores fotónicos. Sensores fotónicos de silicio buscan explotar el encierro fuerte de la luz en nano-guías de ondas para transducir los cambios de estado físico a los cambios en la frecuencia de resonancia. En el caso de termometría, el coeficiente thermo-óptico, es decir, cambios en el índice de refracción debido a la temperatura, hace que la frecuencia resonante del dispositivo fotónico como una rejilla de Bragg a la deriva con la temperatura. Estamos desarrollando un conjunto de dispositivos fotónicos que aprovechan los avances recientes en fuentes de luz compatible telecom para fabricar sensores de temperatura fotónico rentable, que pueden implementarse en una amplia variedad de configuraciones que van desde controladas de laboratorio condiciones, el ambiente ruidoso de una fábrica o una residencia. En este manuscrito, detallamos nuestro protocolo para la fabricación y prueba de termómetros fotónicos.
Introducción
El estándar de oro para la metrología de la temperatura, el termómetro de resistencia de platino, primero fue propuesto por Sir Siemens en 1871 con Callender1 desarrollo el primer dispositivo en 1890. Desde ese momento avances incrementales en el diseño y fabricación de los termómetros ha entregado una amplia gama de temperatura de soluciones de medición. El termómetro de resistencia de platino standard (SPRT) es el instrumento de interpolación para la realización de la escala internacional de temperatura (ITS-90) y su difusión mediante termometría de resistencia. Hoy, más de un siglo después de su invención, termometría de resistencia juega un....
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Protocolo
1. fabricación de dispositivo
Nota: Se pueden fabricar usando silicon on insulator (SOI) dispositivos fotónicos de silicio obleas aplicando tecnología CMOS convencional mediante foto - o litografía por haz de electrón seguida por iones reactivos plasma inductivo etch (ICP RIE) del silicio superior de 220 nm de espesor capa. Después de ICP RIE etch los dispositivos pueden ser top-revestida con una película delgada de polímero o SiO2 capa protectora. A continuación se muestran los pasos principales de fabricación de dispositivos fotónicos de SOI.
- Limpiar una oblea SOI una solución Piraña durante 10 minutos, una mezcla 4:1....
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Resultados
Como se muestra en la figura 2, los espectros de transmisión anillo resonador muestra un baño estrecho de transmisión correspondiente a la condición de resonancia. Al margen de resonancia cambia a longitudes de onda más largas como la temperatura aumenta de 20 ° C a 105 ° C en incrementos de 5 ° C. El espectro de transmisión se acopla a una función polinómica de donde se extrae el centro de pico. El polinomio de ajuste se encontró que los resultados más consi.......
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Discusión
El objetivo de este experimento fue cuantificar la respuesta dependiente de la temperatura de un termómetro fotónico. Para mediciones cuantitativas de la temperatura, es prudente utilizar una fuente de calor estable tal como un grado de Metrología profundo seco, asegurar un buen contacto térmico entre el pozo y el sensor sensores de pequeño volumen y minimizar el calor se pierde al ambiente. Estos requisitos se cumplen fácilmente por las fibras ópticas a la viruta de la vinculación, creando un dispositivo empaquetado pue.......
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Ciertos equipos o materiales son identificados en este documento con el fin de especificar adecuadamente el procedimiento experimental. Tal identificación no se pretende implica la aprobación por el Instituto Nacional de estándares y tecnología, ni pretende dar a entender que los materiales o equipos identificados son necesariamente el mejor disponible.
Agradecimientos
Los autores reconocen la facilidad NIST/CNST NanoFab para proporcionar la oportunidad de fabricar sensores de temperatura fotónico de silicio y Wyatt Miller y Dawn Cross para asistencia en el establecimiento de los experimentos.
....Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Proceso de empaquetado | |||
| Etapa de 6 ejes | PI Instrumentos | ||
| cámaras | |||
| sistema | |||
| matriz | |||
| Medición de temperatura | |||
| Metrología Pozo | Fluke | 9170 | Pozo seco estable a mejor que .01 K |
| Láser | Newport | TLB6700 | 1520-1570 nm láser sintonizable |
| Wavemeter | HighFinesse | WS/7 | Medidor de onda de 100 Hz |
| Medidor de potencia | Newport | 1936-R | con amplio rango |
Referencias
- Price, R. The Platinum resistance Thermometer. Platinum Metals Review. 3 (3), 78-87 (1959).
- Xu, H., et al. Ultra-Sensitive Chip-Based Photonic Temperature Sensor Using Ring Resonator Structures. Optics Express. 22, 3098-3104 (2014).
- Donner, J. S., Thompson, S. A., Kreuzer, M. P., Baffou, G., Quidant, R.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Reimpresiones y permisos
