יישום של אינטרפרומטר הפניה לNanodetection

המטרה הכוללת של הליך זה היא ליצור אינטרפרומטר ייחוס המשתמש בחישה במצב Whispering Gallery כדי לזהות חלקיקים בקוטר בסדר גודל של עשרות ננומטרים עבור גורם איכות גבוה במיוחד. מצב גלריה לוחש, מיקרו חלל ופוטון תהודה מסתובבים בתוכו מאות אלפי פעמים. זה יגרום לתכונות האופטיות להשתנות באופן ניכר כאשר חלקיק נוחת על חלל המיקרו.

אם פיזור הגב חזק מספיק ואובדן החלל נמוך מספיק, מופיעים מצבי פיצול פרה בניסוי. זה ייצור את האפקט של פיצול תדרים ומתרחשת ספיגת חלקיקים. לאחר מכן יתרחש שינוי תדרים.

היתרון העיקרי של טכניקת אינטרפרומטר התייחסות זו על פני המערכת הקיימת, כגון אלה העוקבים אחר תדר התהודה של החלל באמצעות התבוננות במתח הסריקה, הוא שזה מסוגל לדכא את רעש הלייזר ולכן להגביר את האות בכל גודל. כעת, מלבד זה קל לבנייה וחסכוני, שיטה זו מתאימה במיוחד ללימוד או ניצול התכונות של מגוון רחב של שטח שבוי מוטורי ולזיהוי צלעות של מולקולות בודדות כמו שפעת, נגיף. כדי להתחיל להרכיב את אינטרפרומטר הייחוס, כוון סיב אופטי במצב יחיד של 600 עד 800 ננומטר לכיוון הכניסה של מצמד כיווני של שלושה DB.

אחד מסיבי הפלט של מצמד זה צריך ליצור סדרה של לולאות באורך 16 רגל כדי להוסיף עיכוב אופטי. יש להדק את סיב הפלט הנותר לבקר קיטוב, שישמש מאוחר יותר לכוונון שידור אופטי. לאחר חיבור סיבים אלה ליציאות הכניסה של מצמד כיווני שני של שלושה DB, אותות הפלט המעורבים של הצילום ישמשו ככניסות לגלאי צילום מאוזן.

ניתן לאחסן רשת זו של רכיבים אופטיים על יחידת מדפים תלת-שלבית, המונחת בקופסת קלקר סגורה אגן אקרילי למילוי 50% קרח מעורבב עם 50% מים נוזליים קרח מגולח עדיף על פני קוביות קרח למטרות יציבות. עם זאת, יש למקם את שניהם בזהירות במארז כדי למנוע נזק לסיבים אופטיים. לאחר מכן ניתן לשלב זאת בתצורה קיימת המסוגלת לחקור חלל מיקרו של מצב גלריה לוחש.

ראשית, ודא שפלט בלייזר הבדיקה מתקבל בשלושת המצמדים הכיווניים הראשוניים של DB כדי לסרוק באופן ליניארי את הזנת הלייזר של 100 הרץ שיא וולט אחד לשיא אות הרמפה. הפלט של גלאי צילום האיזון אמור להפוך לסינוסיואידי. השלב הבא הוא לכוונן כראוי את בקר הקיטוב כדי לייעל את שיא מתח הטופ של צורת הגל הסינוסואידית.

כדי להגדיר את הלייזר לפלט גל רציף, הגדר את מחולל צורות הגל למצב DC וכוון אותו כך שהאות הקודם ישתנה סביב האפס. על ידי ניטור האות באמצעות מנתח ספקטרום חשמלי, ניתן סוף סוף לקבוע את הטווח הספקטרלי החופשי. ניתן להשיג זאת על ידי מציאת הפרדת התדרים בין המקסימום בתדר אפס לבין האפס הראשון.

תקן את מחזיק הסיבים לשלב התרגום הממונע. לאחר הוספת מחברי FC A PC לקצה אחד של שני סיבים אופטיים, הסר את ציפוי החיץ מהקצוות החשופים בעזרת מסיר סיבים. נקו אותם עם אצטון ואחריו איזופרופנול.

ואז הנה ההיבטים הסופיים. הקפד להשליך בבטחה את עודפי הסיבים. השלב הבא הוא דיפוזיה.

חבר את הסיבים הללו יחד עם השחבור. מהדק את הגבולות הימניים והשמאליים של מקטע הסיבים החדש למחזיק סיבים כך שהוא יהיה ליד יציאת גז מימן וניתן יהיה לראותו דרך אובייקט מיקרוסקופ אופטי. כאשר משתחרר גז מימן, לחץ התעלה מתייצב וקצב הזרימה הופך ל-110 מיליליטר לדקה.

הצית את המימן תוך ניטור השידור האופטי על ידי צפייה באות גלאי הצילום באוסילוסקופ באופן ליניארי. משוך את הסיב באמצעות תוכנת מעבדה מותאמת אישית. עליכם לשים לב שרוחב הסיבים יורד בהדרגה וכי העוצמה המועברת אמורה להתחיל להתנדנד עקב הפרעות רב-מצביות.

ברגע שעוצמת ההעברה מפסיקה להשתנות, הפסק למשוך את הסיב. זה מסמן את הנקודה שבה המתחדד דק מספיק כדי לתמוך במצב חיפוי יחיד. שחרר את מחזיק הסיבים משלב התרגום ואבטח אותו ליד ה-PAs והשלב החשמלי שיתמוך בחלל המיקרו שלך.

במהלך חלק זה של ההליך, יש ללבוש חליפת חדר נקי כדי למנוע זיהום הדגימות בחלקיקים זרים. זה כולל כיסויי נעליים, מסכת פנים, משקפי מגן, רשת שיער וזוג כפפות לטקס. לאחר הגדרת תחנת העבודה שלך, הבא את המיקרוספירות הקדושות המפזרות ברדיוס 50 ננומטר, שהיו אמורות להיות מאוחסנות בארבע מעלות צלזיוס כאשר אינן בשימוש.

לאחר הכנת תמיסה של 10 פיקומולרים של מיקרוספירות ב-ECCOs תמיסת מלח חוצצת פוספט או DPBS, צור תמיסת DPBS טהורה בצינור צנטריפוגה של מיליליטר אחד באמצעות מיקרופיפט. לאחר מכן, הזרקו 900 מיקרוליטר של DPBS לשני צינורות נוספים. זכור כי יש להשתמש בקצות פיפטה נפרדות לתערובות שונות.

כדי להכין את התמיסות המדוללות של פיקו טוחנת ו-100 פמטו טוחנת של מיקרוספירות ב-DPBS, חלץ 100 מיקרוליטר מהתמיסה המקורית של 10 פיקו טוחנת והחלק את זה באחד הצינורות המכילים 900 מיקרוליטר של DPBS. מערבולת קצרה, מערבבים את התוכן, ואז מסירים 100 מיקרוליטר מתמיסה טוחנת פיקו אחת וחוזרים על השלב הקודם עבור השניים הנותרים. לאחר מכן, פתח את מכסי הצנטריפוגה.

מקם את הפתרונות בתוכו, וודא שהמיקומים מדורגים למטרות איזון. סגור את המכסים והתחל מחזור סחיטה של 30 דקות בסיום, פתח את המכסים והסר בזהירות את התמיסות. אבטח את הצינורות בתוך תא ייבוש.

פתחו קלות את מכסיהם ופנו את החדר כדי לפרק את התערובות, טבלו חלקית את הייבוש באמבטיה של סוניקט והפציצו את התמיסות בגלי אולטרסאונד למשך 30 דקות. לאחר מכן, הסר את החדר מהאמבטיה. הסר, הסר, הסר, מלא אותו באוויר ואסוף את הפתרונות.

זכור להבריג את המכסים הסגורים על צינורות הצנטריפוגה. השלבים הבאים יתמקדו בבניית מערכת אספקת נוזלים. לאחר בניית מעמד, חותכים קטע של צינורית מיקרופלואידית שאורכה מעט מרגל אחת.

הכנס קצה מזרק לקצה אחד וחבר אותו למתקן מנעול האור של מכלול שלל חבית. לאחר מכן הברג שני קצות מזרק לשני הקצוות של פרא. הכנס את אחד מקצות המזרק הללו לקצה החשוף של הצינורית המיקרופלואידית וקבע אותו למשענת המעמד.

המערכת המיקרופלואידית ישירות מאחורי הדגימה צריכה למזער את השפיכה. מקד מחדש את מטרת המיקרוסקופ האנכי על מנת לרכוש תמונה חדה של מתחדד הסיבים. חזור על זה עבור מטרת המיקרוסקופ האופקי.

לאחר מכן תוכל להרכיב את הדגימה שלך על מיקום הננו ולהזיז אותה לכיוון מרכז מתחדד הסיבים. במקרה זה משתמשים במיקרוספירה סיליקה O. לאחר מכן, סרוק את אורך גל הלייזר כדי לקבל טבילת תהודה מתאימה על האוסילוסקופ.

לאחר שהערכת את גורם האיכות של חלל המיקרו, הרחק בזהירות את הסיבים שלו מהמבנה. אם מתחדד הסיבים קרוב מספיק לחלל המיקרו, כוחותיו של ונדר וול ימשכו אותם זה לזה כך שהם ייגעו זה בזה. סביר להניח שזה ייצר צימוד יתר, אותו תוכלו לתקן על ידי הפרדת המבנים פעם נוספת, העמיסו פיפטה פסטלית במים והוסיפו טיפות מאחורי חלל המיקרו כך שהמדיום הדיאלקטרי שמסביב יהפוך לנוזל זה.

כעת אתה מוכן להזרים פתרונות לדגימה. כעת, לאחר הגדרת מערכת האינטרפרומטריה הייחוס, הגדר את הגדרות ההדק של האוסילוסקופ והפעל תוכנה ביתית לאיסוף עקבות. לאחר מכן תוכל לרכוש עקומות תהודה עבור תמיסת החיץ, שאמורה לכל היותר להציג פיצול תדרים ברשומה הבאה, עקומות רסוס עבור תמיסות הננו-חלקיקים מהריכוז הנמוך ביותר לגבוה ביותר.

כאן אתה צריך לצפות לראות תזוזות תדר ממוצעות ומפוצלות המתאימות לאירועי קשירה. ניתן לעבד את נתוני העקבות בעזרת סקריפטים של MATLAB ודוגמה מסוימת זו, ניתן לאחזר את גורם האיכות על ידי השוואת מבנה התהודה בחלקת המשנה העליונה לאות האינטרפרומטר. בתת-התרשים התחתון, מקדם האיכות של הריצה הספציפית הזו הוא בסביבות 200 מיליון לטבילה בתמיסת החיץ.

יתר על כן, ניתן ליצור ספקטרוגרמות לפני כיול, ספקטרוגרמות לאחר כיול וצורות גלי רצפת רעש לאחר בניית המודיעים המפנים באמצעות הליך זה. עד עכשיו, אתה אמור להבין היטב כיצד זה עובד מגוון של סיוע לתושבים וכיצד לחבר אותם למערכת שלך. חוץ מזה, אתה צריך להבין היטב כיצד להשיג זיהויים של הפניה עצמית דרך חללי מצב השגיאה הלוחשים.