פלטפורמה משופעת סיליקון סיבים אופטיים חישה עם רזולוציה גבוהה ותגובה מהירה

שיטה זו מייצרת פלטפורמת חישה חדשנית ומתאימה לסיבים אופטיים. פיתוח הפלטפורמה הונע במקור על ידי ה-des-ign כדי ליצור מדחום תת-מימי לאפיון מערבולות של מי האוקיינוס. היתרונות של פלטפורמה זו כוללים רגישות גבוהה, תגובה מהירה יותר וגודל קטן, יחד עם יכולת ייצור מעולה בשל השימוש בטכניקות ייצור MEMS מבוססות היטב.

זה יכול לשמש עבור מדידות רבות הקשורות לטמפרטורה, כגון מדידות טמפרטורה עבור אפיון מערבולת, מדידות זרימת נוזל וגז, ואת הקרינה מפלזמה בטמפרטורה גבוהה בהיתוך כלשהו. לפברק את החיישן על ספסל עם ספקטרומטר. הצעד הראשון הוא להמציא עמודי סיליקון על רקיק סיליקון.

לוופל הזה יש עמודים עצמאיים המוכנים לשימוש בחיישנים. סקירה כללית של העמודים נמצאת בשרטוט זה. הם בדוגמת של 200 מיקרומטר עבה, דו צדדי מלוטש רקיק סיליקון, באמצעות שיטות ייצור מערכת מיקרו אלקטרומכנית סטנדרטית.

פוטורסיסט נמצא בחלק העליון של כל עמוד והמצע. הכינו את הסיבים המובילים על ידי הפשטת ציפוי הפלסטיק של הסיב האופטי. השתמש ברקמת עדשה טבולה באלכוהול כדי לנקות את החלק המופשט.

קח את הסיבים הנקיים לקליבר סיבים אופטיים כדי לחשוף אותו. לאחר מכן, לרכוש דבק UV לריפוי מגלשת זכוכית. שים טיפה קטנה של דבק UV לריפוי על מגלשת הזכוכית.

לאחר מכן, להניף באופן ידני או ספין-מצופה את השקופית כדי להפיץ את הדבק. הדבק יהיה בשכבה דקה על פני השטח. קבל את הסיבים עופרת-in מחשוף ולחץ על הפנים הקצה שלה נגד השקופית כדי להעביר את הדבק.

חבר את הקצה הנגדי של הסיב לחוקר חיישנים לניטור ספקטרום ההשתקפות. לאחר מכן, לעבוד עם עמודי הסיליקון ואת הקצה המחשוף של הסיבים. יש את הוופל עם העמודים על שלב תרגום שזז במישור האופקי.

תקן את הסיב לשלב ליניארי שזז אנכית. התאימו את השלבים כדי ליישר את הסיב עם אחד העמודים, תוך שימוש בספקטרום ההשתקפות בזמן אמת כמשוב. ספקטרום השתקפות זה הוא דוגמה לאחד שמרמז שהיישור משביע רצון.

מניחים את הסיבים במגע עם העמוד כדי לחבר אותם, פעם הספקטרום משביע רצון. לאחר שהעמוד והסיבים מחוברים, לרפא את הקשר תחת מנורת UV. כאשר הריפוי הושלם, הרם את הסיב עם שלב התרגום האנכי כדי לנתק אותו ואת עמוד הסיליקון מהמצע.

בדוק את ראש החיישן מתחת למיקרוסקופ כדי לבחון את הגיאומטריה שלו. זהו חיישן טיפוסי מפוברק בהצלחה. אסוף את החומרים כדי להמציא חיישן בעל עדינות גבוהה.

זה כולל שברים מ רקיק סיליקון מלוטש דו צדדי, עם שכבת זהב מפוצץ בצד אחד, נראה כמו צהוב. בצד השני יש רפלקטיביות גבוהה, ציפוי מראה דיאלקטרי, נראה כחול. לאחר מכן, הכינו את העופרת המוסכמת בסיבים על ידי שילוח קטע קצר של סיבים מרובי מצבים בעלי אינדקס מדורג עם סיבים במצב יחיד.

קליב סיבים מרובי מצבים. כפי שמתואר בשרטוט זה, צור קולימטור סיבים על-ידי ניתור הסיבים הרב-מצביים הדו-מדדיים כך שיהיו רבע מת תקופת מסלול האור. עכשיו, על מגלשת זכוכית, מניחים טיפה קטנה של דבק UV לריפוי.

לאחר דילול הדבק על-ידי הנפה ידנית או ספין-ציפוי של השקופית, לחץ על קצה הסיבים מרובי המצבים של האינדקסים מדורגים כנגד השקופית כדי להעביר דבק. חבר את הקצה השני של הסיב לחוקר חיישנים לניטור ספקטרום ההשתקפות. לאחר מכן, מקם קטע של הוופל בשלב התרגום האופקי.

תן לצד הדיאלקטרי להצביע כלפי מעלה. מניחים את הסיב המוכן בשלב התרגום האנכי ומזיזים אותו לכיוון הקטע כדי לחבר את שני החלקים. בהשוואה עם בד עדינות נמוך מזווג אינפרא אדום מיזוג חיישנים, ייצור של חיישני עדינות גבוהה, יש דרישה מחמירה ביותר כמו יישור אופטי של הסיבים המובילים עם אלמנט הסיליקון.

מניחים את הסיבים ואת שברי רקיק מחובר, תחת מנורת UV לרפא. זוהי דוגמה להרכבה לאחר הריפוי, כאשר היא מוכנה לשלבים הבאים. לפני שתמשיך, ללטש את השבר לתוך צורה דמוית דיסק.

בדוק את ראש החיישן תחת מיקרוסקופ, כדי לוודא שיש לו את הצורה הרצויה. לשלב את המכשיר עדינות נמוכה הושלמה לתוך מערכת demodulation. המערכת היא ישר קדימה, וכרוך רק כמה אלמנטים.

ספקטרומטר ומחשב. זוהי ההתקנה, בצורה סכמטית. יש מקור פס רחב, עם פלט, באמצעות סיב אופטי.

הסיב הולך ליציאה אחת של מחזור אופטי. הסיב האופטי מנמל 2 של מחזור הדם, הוא שזור לסיבים עופרת ב, של חיישן עדינות נמוכה. חבר את יציאה 3 של הדם, לספקטרומטר במהירות גבוהה.

השתמש במחשב המחובר לספקטרומטר לאחסון נתונים. בדוק את הספקטרום של החיישן, כדי לוודא שהמערכת פועלת כראוי. הספקטרום הזה אופייני.

הכן מערכת דמוגרפיה עם חיישן עדינות גבוהה. ההתקנה היא רק קצת יותר מסובך מאשר מערכת הורדה בדרגה עדינות נמוכה. למרות זאת, ההתקנה עדיין כרוכה רק כמה אלמנטים.

השתמש בלייזר משוב מבוזר, המחובר לבקר נוכחי. חבר את תפוקת הלייזר באמצעות סיבים אופטיים ליציאה אחת של מחזור אופטי הסיבים מנמל 2 של מחזור הדם, הוא שזור חיישן עדינות גבוהה. חבר את יציאה 3 של הדם האופטי, לגלאי תמונות.

נתונים מגלאי התמונות, עוברים להתקן איסוף נתונים, ולתוך מחשב. בדוק את הספקטרום של החיישן, כדי לוודא שהמערכת פועלת כראוי, ומניב ספקטרום טיפוסי. חיישן מערכת עדינות נמוך, שנועד למדוד תרמוקלים במים פתוחים, אסף את נתוני בדיקות השדה בכחול.

העקומות האדומות והשחורות הן מדידות שנעשו עם מכשירי ייחוס הזמינים כיום בשוק. מבט מקרוב על הנתונים, מצביע על כך שמערכת חיישני עדינות נמוכה מספקת פרטים נוספים. הנתונים באדום, הם ממערך חיישן עדינות נמוך, כחיישן זרימה הממוקם במיכל מים.

הנתונים בשחור, הם מחיישן זרימה מסחרי ייחוס. השניים מסכימים בדרך כלל. עם זאת, כאשר המים רגועים, חיישן עדינות נמוך מפגין תגובה הרבה יותר ברורה.

חיישן עדינות גבוה מבטיח כמו בולומטר ברזולוציה גבוהה חזקה, למדידת פליטת פוטון בפלסמות. תוצאות אלו משווות את חיישן העדינות הגבוהה, עם בולומטר התנגדותי. זכור כי חיישן עשוי דבק UV בסיס אינם מיועדים ליישומים מעל 100 מעלות צלזיוס, בשל היציבות המופחתת של אפוקסי בטמפרטורות גבוהות.

חיבור הסיבים המובילים ו-im-pe-der חומצי עם שידוך היתוך, עלול להוביל לפלטפורמת חיישנים של העלאת טמפרטורה של כ-1,000 מעלות צלזיוס; דוגמאות ליישומים בטמפרטורה גבוהה כוללות תנורי מאקרו, פולטי אינפרא-אדום וניטור טמפרטורה באינצ'ים בתחנות הכוח. בעת השימוש במנורת UV ואת לייזרים, ודא שאתה לובש חלוק מעבדה משקפי בטיחות לייזר כדי להגן על העור והעיניים.