Name: Fabrication et essai de thermomètres photoniques (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-10-24T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 44 s
Description: Découvrez la fabrication et l'essai de thermomètres photoniques pour la métrologie de température. Cette méthode utilise des mesures basées sur la fréquence pour améliorer la précision et réduire les calibrations fréquentes.

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Les auteurs reconnaissent la facilité NIST/FCÉN NanoFab pour permettre de faire fabriquer des capteurs de température photoniques de silicium et Wyatt Miller et Dawn Cross pour l’aide à mettre en place les expériences.

1. Fabrication de dispositifs
Remarque : Gaufrettes de silicium des dispositifs photoniques peuvent être fabriqués à l’aide de silicium sur isolant (SOI) application technologie CMOS conventionnelle via photo - ou lithographie à faisceau d’électrons suivie d’ions réactifs plasma inductif etch (ICP RIE) de 220 nm d’épaisseur silicium au premier plan couche. Après etch ICP RIE les périphériques peuvent être haut-plaqué avec un film polymère mince ou SiO2 couche protectrice. Voici les principales étapes de fabrication de dispositifs photoniques à SOI.
<ol><li>Nettoyer une tranche SOI dans une solution de piranha pendant 10 min, un mélange de 4:1 de l’acide sulfurique (H2SO4) et le peroxyde d’hydrogène (H2O2), suivie d’un rinçage à l’eau désionisée (DI) pour coup de gaz de 1 min et azote sec.</li>
	<li>Manteau spin environ 20 à 50 mL de faisceau électronique homme 2405 résister sur la plaquette à 4 000 tr/min pendant 60 s, suivie d’une plaque de cuisson à 90 ° C pendant 15 min.</li>
	<li>Exposer le modèle de l’appareil sur la résistance spin-enduit à l’aide de la lithographie par faisceau électronique et de développer la résistance. La dose d’exposition de base habituelle est d’environ 600 µ c/cm2. Développer avec MIF-319 développeur pendant 60 s, suivie d’un rinçage à l’eau de 60 s.</li>
	<li>Effectuer une ICP RIE etch pour la couche de silicium épais 220 nm pour enlever le silicium non protégé. Utiliser un processus de Pseudo-Bosch avec C4F8 : 57 SCCM / SF6 : 33 SCCM, puissance ICP : 3 000 W ; Puissance RIE : 15 W ; pression 10 mTorr, température : 15 ° C ; Taux de etch : environ 5-6 nm/s</li>
	<li>Dissoudre le masque de résister dans l’acétone pur pendant 1 h, suivie d’un rinçage de l’isopropanol 60 s DI rinçage à l’eau et un coup de gaz azote sec.</li>
	<li>Déposer un 1 µm épaisseur haut-couche protectrice sur la tranche (un film de polymère mince) via une enduction centrifuge (spin couche 20-50 mL PMMA à 4 000 tr/min pendant 60 s suivie d’une plaque de cuisson à 180 ° C pendant 2 min).</li>
	<li>Dés la tranche avec une plaquette de scie de découpe (Epaisseur de la lame de scie : 35 µm) en petits facile à manipuler les jetons (par exemple, 20 × 20 mm).</li>
</ol>2. photoniques Chip Packaging
Remarque : Les puces photoniques préfabriqués sont emballés sur une installation d’emballage design personnalisé où une installation d’emballage sur mesure est utilisée pour aligner et coller un tableau des fibres optiques à une puce photonique. (I) consiste en l’installation d’emballage montrée sur la Figure 1 stade micro-positionnement 6 axes, qui permet à 6 degrés de mouvement pour la liberté (des coordonnées X, Y, Z, et coordonne les trois angles correspondants de rotation par rapport à X, Y, Z) avec une précision submicronique ; (ii) sur scène intégré module Peltier qui permet de chauffer ou refroidir la plate-forme de l’étage supérieur ; III bras de support tableau v-cannelure ; module micro-dosage d’adhésif époxyde ; (iv) ultra violet (UV) exposition à la lumière module à polymérisation UV adhésifs et (v) quatre fort grossissement des caméras numériques pour le haut, avant et deux vues d’angle de côté. Paquet de fibres optiques dans le réseau v-groove sont obtenus d’une source commerciale.
<ol><li>Procédure d’alignement approximatif<ol>
<li>Placer la puce photonique sur la scène de 6 axes et orienter la puce de sorte que les ports d’entrée/sortie sur puce sont alignés avec le tableau v-cannelure.</li>
		<li>Allumez une aspiration sous vide à travers port de pompage sous vide intégré sur scène pour maintenir la puce en place.</li>
		<li>La caméra numérique vue de dessus permet de localiser et placer les appareils photoniques d’intérêt dans le centre de la scène 6 axes.</li>
		<li>Positionnez le bras de support tableau v-cannelure à proximité de la puce et utiliser d’aspiration sous vide grâce à un port de pompage intégré pour maintenir le tableau en place.</li>
		<li>Utiliser les appareils photo numériques de vision latérale comme une rétroaction visuelle pour position le réseau de fibres au-dessus les accouplements de grille sur puce.</li>
		<li>Déclencher la phase 6 axes pour assujettir la puce photonique 10 µm du bord inférieur du tableau de la fibre. Remarque : Le bord du réseau de fibres v-groove doit être à peu près aligné (à moins de 50 µm à 100 µm précision) par rapport aux repères sur puce. Cette procédure apporte les facettes de la fibre optique dans une relative proximité des accouplements de grille correspondante.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Alignement optimal automatisé<ol>
<li>Lorsqu’on atteint un alignement manuel rugueux, activez la recherche automatisée utilisant le logiciel de fournisseur fourni pour l’étape 6 axes. Remarque : Cet algorithme effectue une promenade prédéfinie sur les 6 degrés de mouvements (translationnels et rotationnels) jusqu'à ce que la transmission de lumière à bande large à travers l’entrée de la puce et de ports de sortie maximale est atteinte. Il devrait prendre pas plu de 20 s à 30 s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Tests de puces photoniques Remarque : Une fois l’alignement optimal est atteint, vérifier la viabilité du dispositif avant d’effectuer la liaison.<ol>
<li>Utilisez le module Peltier intégré sur scène pour cycle thermique la température de la puce lors de l’enregistrement de la réponse spectrale. Cycles thermiques, nous avons utilisé un script personnalisé écrit dans LabView.</li>
		<li>Analyser les spectres enregistrés est de vérifier la sensibilité à la température de l’appareil (valeurs recommandées sont 70 h / ° C à 80 h / ° C). Remarque : Le spectromètre laser a été décrite ailleurs dans le détail2. Les spectres enregistrés sont analysées afin de déterminer la sensibilité à la température de l’appareil qui devrait être dans les 70 h / ° C à 80 h / ° C plage.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Collage de fibres optiques<ol>
<li>Abaissez lentement le tableau jusqu'à la surface de la puce.</li>
		<li>Placez soigneusement la seringue epoxy rempli à proximité du bord du tableau de la fibre à l’aide d’un autre stade de precision micron XYZ.</li>
		<li>Distribuer un seul micro-gouttelettes d’un époxy et entamer le processus de durcissement (que ce soit par irradiation UV ou un cyclage thermique).</li>
		<li>Exécuter régulièrement la routine d’alignement automatisé (avec un pic/maximisation) pour empêcher la dérive provoquée par perte de signal jusqu'à telle une fois que la résine commence à durcir. Remarque : Après époxy durcissement la puce photonique performance et efficacité de couplage de lumière sont testés à nouveau par l’enregistrement des spectres de transmission de l’appareil à des températures différentes. Lumière efficacité de couplage généralement augmente après le processus d’attachement, probablement parce que l’époxy optique mis en correspondance l’indice de réfraction réduit les pertes de la réflexion à l’interface fibre-puce.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Emballage de thermomètre photonique<ol>
<li>Place la fibre collé une puce photonique sur un cylindre de cuivre (h = 25 mm, ø = 5,79 mm) avec une petite quantité (environ 1 mg) de graisse thermique appliqué à la surface de montage cuivre. NOTE : La graisse thermique assure bon contact même thermique entre le conducteur de la chaleur métallique et la puce. En outre, la graisse thermique fournit une faible adhérence entre les deux parties qui facilite le processus d’abaissement de l’Assemblée de puce-cylindre en cuivre dans un tube de verre (h = 50 mm ; diamètre intérieur = 6,0 mm).</li>
		<li>Abaissez doucement le cylindre de puce et de cuivre dans le tube de verre.</li>
		<li>Remblayer le tube en verre avec gaz Argon et joint avec un bouchon en caoutchouc.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. mesure de la température
<ol><li>Placer le thermomètre photonique emballé (cylindre de cuivre, tube de verre + fibre couplé dispositif photonique) dans un puits sec de métrologie température (la température doit être stable à moins de 1 mK).</li>
	<li>En utilisant le programme d’ordinateur sur mesure régler le temps de décantation (20 min à 30 min), nombre de cycles thermiques (3 minimum), étape de température taille (1 ° C à 5 ° C), nombre d’analyses consécutives (recommandation minimale 5) et puissance (puissance exacte fournie est spécifique au laser individu cas mais est généralement dans le nanowatt de gamme microwatt). Remarque : Un thermomètre à résistance de platine étalonnés collé sur le cylindre de cuivre est utilisé pour enregistrer simultanément la température du bain, comme les mesures photoniques sont effectuées.</li>
</ol>

<ol><li>Price, R. <a target="_blank" href="http://www.technology.matthey.com/article/3/3/78-87/">The Platinum resistance Thermometer.</a> Platinum Metals Review. 3 (3), 78-87 (1959).</li>
<li>Xu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultra-Sensitive+Chip-Based+Photonic+Temperature+Sensor+Using+Ring+Resonator+Structures%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Ultra-Sensitive Chip-Based Photonic Temperature Sensor Using Ring Resonator Structures.</a> Optics Express. 22, 3098-3104 (2014).</li>
<li>Donner, J. S., Thompson, S. A., Kreuzer, M. P., Baffou, G., Quidant, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+Intracellular+Temperatrure+Using+Green+Flurorescent+Protein%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Mapping Intracellular Temperatrure Using Green Flurorescent Protein.</a> Nano Letters. 12 (4), 2107-2111 (2012).</li>
<li>Ahmed, Z., et al. <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/1603.07690">Towards Photonics Enabled Quantum Metrology of Temperature, Pressure and Vacuum.</a> arXiv:1603.07690 [physics.optics]. , (2016).</li>
<li>Ahmed, Z., Filla, J., Guthrie, W., Quintavall, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber+Bragg+Gratings+Based+Thermometry%5BTitle%5D)+AND+%22NCSL+International+Measure%22%5BJournal%5D)">Fiber Bragg Gratings Based Thermometry.</a> NCSL International Measure. 10, 24-27 (2015).</li>
<li>Hill, K. O., Meltz, G. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/618320/">Fiber Bragg Grating Technology Fundamental and Overview.</a> J. of Lightwave Technology. 15, 1263-1275 (1997).</li>
<li>Liacouras, P. C., Grant, G., Choudhry, K., Strouse, G. F., Ahmed, Z. <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/1508.01156">Fiber Bragg Gratings Embedded in 3D-printed Scaffolds.</a> NCSL International Measure. 10 (2), 50-52 (2015).</li>
<li>Klimov, N. N., Mittal, S., Berger, M., Ahmed, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On-chip+silicon+waveguide+Bragg+grating+photonic+temperature+sensor%5BTitle%5D)+AND+%22Optical+Letters%22%5BJournal%5D)">On-chip silicon waveguide Bragg grating photonic temperature sensor.</a> Optical Letters. 40 (17), 3934-3936 (2015).</li>
<li>Klimov, N. N., Purdy, T., Ahmed, Z. On-Chip Silicon Photonic Thermometers: from Waveguide Bragg Grating to Ring Resonators sensors. Proceedings. Advanced Environmental, Chemical, and Biological Sensing Technologies XII, , Volume 9486, 948609 (2015).</li>
<li>Kim, G. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silicon+photonic+temperature+sensor+employing+a+ring+resonator+manufactured+using+a+standard+CMOS+process%5BTitle%5D)+AND+%22Optical+Express%22%5BJournal%5D)">Silicon photonic temperature sensor employing a ring resonator manufactured using a standard CMOS process.</a> Optical Express. 18 (21), 22215-22221 (2010).</li>
<li>Purdy, T., et al. Thermometry with Optomechanical Cavities. Conference on Lasers and Electro-Optics, , Optical Society of America. STu1H.2(2016).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Certains équipements ou matériaux sont identifiées dans le présent document afin de préciser la procédure expérimentale adéquatement. Une telle identification n’est pas destinée à implique l’approbation par le National Institute of Standards and Technology, ni est il censé implique que le matériel ou l’équipement identifiés sont nécessairement le meilleur disponible.

L’objectif de cette expérience était de quantifier la réponse dépendant de la température d’un thermomètre photonique. Pour des mesures quantitatives de la température, il est prudent d’utiliser une source de chaleur stable comme un grade de métrologie profond sèche bien, capteurs de petit volume, assurer un bon contact thermique entre le puits et le capteur et minimiser la chaleur se perd dans l’environnement. Ces exigences sont remplies facilement par collage de fibres optiques à la puce, créant un appareil emballé qui...

L’étalon-or pour la métrologie de la température, le thermomètre à résistance de platine, a été proposée par Sir Siemens en 1871 avec Callender1 développe le premier périphérique en 1890. Depuis lors des progrès graduels dans la conception et la fabrication des thermomètres a livré une large gamme de température des solutions de mesure. Le thermomètre à résistance de platine standard (SPRT) est l’instrument d’interpolation pour réaliser l’échelle internationale de température (EIT-90) et sa diffusion à l’aide de la thermométrie de résistance. Aujourd'hui, plus d’un siècle après son invention, thermométrie résistance joue un rôle crucial dans les divers aspects de la technologie de l’industrie et tous les jours allant de la biomédecine à contrôle de processus de fabrication, à la consommation et de production d’énergie. Bien que les thermomètres à résistance industrielle bien calibré peuvent mesurer la température avec incertitudes aussi petits que 10 mK, ils sont sensibles aux chocs mécaniques, le stress thermique et les variables environnementales telles que les contaminants chimiques et l’humidité. En conséquence, les thermomètres à résistance exigent réétalonnages off-line périodiques (et coûteux). Ces limitations fondamentales de thermométrie de résistance ont produit un intérêt considérable dans le développement de capteurs de température photoniques2 pouvant fournir semblable à mieux whislt de capacités de mesure étant plus robuste contre les chocs mécaniques . Une telle devcie fera appel à des laboratoires nationaux et industriels et ceux qui sont intéressés par la surveillance à long terme où dérive de l’instrument peut nuire à la productivité.
Ces dernières années une grande variété de nouveaux thermomètres photoniques ont été proposés, y compris les colorants photosensibles3, axée sur le saphir micro-ondes whispering gallery mode résonateur4, fibre optique capteurs5,6, 7et sur puce silicium nano-photoniques capteurs8,9,10. Au NIST, nos efforts visent à développer peu coûteux et facilement déployables, capteurs de température roman et standards qui sont facilement fabriqués à l’aide de technologies existantes, comme la fabrication compatibles CMOS. Un accent particulier a été l’élaboration de dispositifs photoniques de silicium. Nous avons démontré que ces appareils peuvent servir à mesurer la température sur la gamme de-40 ° C à 80 ° C et 5 ° C à 165 ° C avec les incertitudes qui sont comparables à des périphériques hérités8. De plus, nos résultats suggèrent qu’une interchangeabilité sur l’ordre de 0,1 ° C avec une incertitude est réalisable avec un meilleur appareil de contrôle de processus (c.-à-d. l’incertitude de mesure de la température en utilisant les coefficients nominales pas de calibrage déterminé les coefficients ).

<table><tbody><tr><td>Procédé d’emballage</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Scène 6 axes</td><td>Instruments PI Caméras</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td>vidéo</tr><tr><td>Système</td><td></td><td></td><td></td>de distribution d’époxy</tr><tr><td>Matrice de</td><td></td><td></td><td></td> fibres</tr><tr><td>Mesure de la température</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Métrologie Puits</td><td>Fluke</td><td>9170</td><td>Sec bien stable à mieux que .01</td></tr><tr><td>K Laser</td><td>Newport</td><td>TLB6700</td><td>1520-1570 nm Wavemeter accordable</td></tr><tr><td>Wavemeter</td><td>HighFinesse</td><td>WS/7</td><td>100 Hz</td></tr><tr><td>Wattmètre</td><td>Newport</td><td>1936-R</td><td>wattmètre avec large plage</td></tr></tbody></table>

fabrication et essai de thermomètres photoniques

Fabrication and Testing of Photonic Thermometers

Ces dernières années, un coup de pouce pour le développement de nouveaux circuits photoniques pour les télécommunications a généré une vaste base de connaissances qui est maintenant étant accrue pour le développement de capteurs photoniques sophistiqués. Capteurs de photonique silicium cherchent à exploiter le confinement fort de la lumière dans les nano-guides pour transduce des changements dans l’état physique aux changements dans la fréquence de résonance. Dans le cas de la thermométrie, le coefficient de thermo-optique, c'est-à-dire, les changements dans l’indice de réfraction en raison de la température, provoque la fréquence de résonance du dispositif photonique comme un reseau de Bragg à dériver avec la température. Nous développons une gamme de dispositifs photoniques qui s’appuient sur les avancées récentes dans les sources de lumière compatible télécom pour fabriquer des thermosondes photoniques rentable, qui peuvent être déployés dans une grande variété de paramètres allant de laboratoire contrôlées conditions, à l’environnement bruyant d’un plancher d’usine ou d’une résidence. Dans ce manuscrit, nous détaillons notre protocole pour la fabrication et les essais des thermomètres photoniques.

Tel qu’illustré à la Figure 2, les spectres de transmission de résonateur de bague montre un plongeon étroit en transmission correspondant à l’état de résonance. La frange de résonance déplacements aux longueurs d’onde plus longues que la température passe de 20 ° C à 105 ° C par incréments de 5 ° C. Le spectre de transmission est équipé d’une fonction polynomiale, d'où est extrait le centre de la crête. Le polynôme d’ajustement a été trouvé pour donner les r...

Les auteurs décrivent le processus de fabrication et les essais des thermomètres photoniques.

Fabrication et essai de thermomètres photoniques

In recent years, a push for developing novel silicon photonic devices for telecommunications has generated a vast knowledge base that is now being ...

La thermométrie photonique peut aider à faire passer le domaine de la métrologie de la température de la technologie héritée basée sur la résistance aux mesures basées sur les fréquences. Le principal avantage de cette technique est que nous pouvons tirer parti des progrès de la métrologie des fréquences pour effectuer des mesures plus précises tout en fabriquant des dispositifs qui surmontent les limites physiques de la technologie actuelle telles que la taille et la sensibilité aux chocs mécaniques et aux changements environnementaux. L’implication de cette technique s’étend à changer la façon dont nous analysons aux États-Unis et dans le monde.Un thermomètre photonique ultra stable réduira le besoin d’étalonnages fréquents. L’élaboration future de normes optométriques de température peut mettre la norme d’étalonnage entre les mains des utilisateurs, éliminant ainsi le besoin d’installations d’étalonnage spécialisées. En général, les personnes nouvelles à cette méthode auront du mal parce qu’il s’agit d’une intersection de deux domaines divergents qui ont tous deux leur propre langue, les exigences technologiques et des protocoles spécialisés pour maximiser les résultats.Tout nouvel utilisateur doit apprendre à s’adapter et à s’adapter à des exigences parfois concurrentes. Pour commencer, nettoyez une gaufrette SOI telle que décrite dans le protocole texte qui l’accompagne. Enduire la gaufrette de 20 à 50 millilitres MA-N 2405 photorésistant de ton négatif.Tournez-le à 4000 RPM pendant 60 secondes, puis transférez la gaufrette dans une assiette chaude et faites-la cuire à 90 degrés Celsius pendant 15 minutes. Après la cuisson, exposez le photorésist au motif montré ici à l’aide d’une configuration standard de lithographie e-beam. Placez ensuite la gaufrette dans la solution de développement MIF 319 et incubez-la pendant 60 secondes.Transférer la gaufrette développée dans l’eau et la rincer pendant 60 secondes supplémentaires. Ensuite, effectuez une gravure RIE ICP de la couche de silicium de 220 nanomètres d’épaisseur pour enlever le silicium non protégé. Dissoudre le masque de résistance dans de l’acétone pur pendant une heure, suivi d’un rinçage isopropanol.Rincez ensuite la gaufrette pendant 60 secondes à l’eau déionisée et séchez la gaufrette à l’aide d’azote. Maintenant, placez la gaufrette de nouveau dans le revêtement spin. Déposer une couche supérieure de film de polymère protectrice d’un nanomètre d’épaisseur sur la gaufrette.Enfin, couper la gaufrette en dés avec une plaquette en 20 millimètres par 20 millimètres de petits copeaux faciles à manipuler. Placez la puce photonique sur l’étape à six axes et orientez la puce de sorte que les ports d’entrée et de sortie sur puce soient alignés avec le tableau de rainures V. Ensuite, allumez l’aspiration sous vide à travers le port intégré de pompage sous vide sur scène pour maintenir la puce en place.Utilisez l’appareil photo numérique de vue supérieure pour localiser et placer les appareils photoniques d’intérêt au centre de l’étape à six axes. Maintenant, placez le bras du support de tableau de rainure V près de la puce et utilisez l’aspiration sous vide à travers un port de pompage intégré pour maintenir le tableau en place. En utilisant les caméras numériques de vue latérale comme rétroaction visuelle, placez le tableau de fibre au-dessus des couplers de gradient sur puce et soulevez la scène pour apporter la puce photonique à moins de 10 micromètres du bord inférieur du réseau de fibre.Le bord du tableau de fibre de rainure en V doit être aligné à peu près dans une précision de 50 à 100 microns par rapport aux marques d’alignement sur puce. Cette procédure apporte la fibre optique dans une proximité relative des couplers de gradient correspondants. Une fois que la puce a été grossièrement alignée, activez la recherche automatisée pour l’étape à six axes.Cet algorithme recherche la transmission maximale de la lumière à large bande à travers les ports d’entrée et de sortie de la puce. Cela ne devrait pas prendre plus de 20 à 30 secondes. Une fois l’alignement optimal atteint, vérifiez la viabilité de l’appareil avant de procéder à la liaison.À l’aide d’un programme comme LabVIEW, contrôlez le module intégré sur scène pour faire du cycle thermique de la température de la puce tout en enregistrant la réponse spectrale. Analyser les spectres enregistrés à partir du spectromètre laser pour vérifier la sensibilité à la température de l’appareil. Abaissez lentement le tableau jusqu’à la surface de la puce tout en regardant l’appareil photo numérique de vue latérale.Ensuite, placez soigneusement la seringue remplie d’époxy à proximité du bord du réseau de fibres à l’aide d’un autre stade de précision de micron XYZ. Une fois en position, distribuer une seule gouttelette micro d’époxy. Pendant que l’époxy durcit, exécutez périodiquement la routine d’alignement automatisée pour empêcher la perte de signal induite par la dérive.Après les cures époxy, testez les performances des puces photoniques et l’efficacité du couplage léger en enregistrant les spectres de transmission à différentes températures. L’efficacité du couplage léger augmente généralement après le processus de collage. Utilisez environ un milligramme de graisse thermique pour coupler thermiquement la puce photonique collée à la fibre à un petit cylindre de cuivre.Abaissez ensuite doucement le cylindre de cuivre à copeaux dans un tube de verre. Une fois en position, remplissez le tube de verre avec du gaz argon et scellez-le à l’aide d’un bouchon en caoutchouc. Placez ensuite le thermomètre photonique emballé dans une température de métrologie sèche bien stable à moins d’un micro Kelvin.À l’aide du programme informatique sur mesure, réglez le temps de décantation de 20 à 30 minutes, le nombre de cycles thermiques à au moins trois et la taille de l’étape de température entre un et cinq Degrés Celsius. En outre, réglez le nombre de scans consécutifs à au moins cinq et la puissance laser dans le nanowatt à la gamme microwatt. Comme on le voit ici, les spectres de transmission du résonateur d’anneau montrent une diminution étroite de la transmission correspondant à l’état de résonance à chaque température.La frange de résonance se déplace vers des longueurs d’onde plus longues à mesure que la température passe de 20 Celsius à 105 Degrés Celsius par incréments de cinq degrés Celsius. Notre analyse préliminaire de l’expérience de cycle thermique suggère que les changements induits par l’humidité dans l’époxy sont probablement le plus grand conducteur de l’hystérie dans les thermomètres photoniques emballés et que les dispositifs déballés ne montrent aucune hystérèse significative. En outre, l’hystérésis dans le dispositif emballé peut être amélioré en utilisant l’époxy hydrophobe comme un desiccant au tube de verre avant de sceller un joint plus serré autour de la jonction en verre de liège en caoutchouc.Tout en essayant cette procédure, il est important de se rappeler de minimiser toute contamination chimique des échantillons tels que l’humidité dans le tube emballé car il va gravement dégrader la précision de mesure. Après cette procédure, d’autres méthodes comme le verrouillage laser ou la spectroscopie du peigne à double fréquence peuvent être effectuées afin de répondre à des questions supplémentaires sur la stabilité à long terme de ces dispositifs, la charge impulsif et la caractérisation des propriétés physiques thermiques. Après son développement, cette technique a ouvert la voie à des chercheurs dans le domaine de la métrologie pour explorer la métrologie de précision pour d’autres quantités physiques et chimiques telles que la pression, le vide et l’analyse des gaz traces dans les systèmes embarqués.N’oubliez pas que travailler avec des produits chimiques durs dans une pièce propre et des sources lumineuses telles que les lasers en laboratoire peut être extrêmement dangereux et des précautions telles que l’utilisation d’équipements de protection individuelle tels que des lunettes laser doivent toujours être prises lors de l’exécution de cette procédure.

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