Method Article

Paralel plaka Waveguide Sensor Kullanımı Terahertz Mikroakışkan Algılama

DOI:

10.3791/4304

August 30th, 2012

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bir yivli paralel plaka dalga geometrisine göre Terahertz frekansları için bir kırılma endeksi algılayıcı uygulanması için işlem burada tarif edilmektedir. Yöntem dalga yapısının rezonans frekansındaki kaymalar izlenmesi yoluyla sıvı küçük bir hacim kırılma indeksi ölçümü verir

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kırılma indeksi (RI) algılama gibi interferometreler ve rezonatörler 1,2 mümkün sensör tasarımları geniş bir yelpazesi ile mikroakışkan örneklerin belirlenmesi, tespiti ve izlenmesi için güçlü bir noninvaziv ve etiket ücretsiz algılama tekniğidir. Mevcut UR çoğu algılama uygulamaları, DNA hibridizasyon ve genom dizileme gibi görünür ve IR frekansları, sulu çözeltilerde biyolojik maddeler odaklanmak. Terahertz frekanslarda, uygulamalar apolar maddeler içeren endüstriyel süreçler ve algılama ve algılama uygulamaları izleme, kalite kontrol içerir.

Terahertz rejimin kırılma endeksi sensörler için birçok potansiyel tasarımlar paralel plakalı dalgakılavuzları 5 entegre fotonik kristal dalga kılavuzları 3, asimetrik bölünmüş halka rezonatörler 4 ve fotonik band aralığı yapıları da dahil olmak üzere, mevcut. Bu tasarımların çoğu bu tür yüzük gibi optik rezonatörler dayanmaktadırveya boşluklar. Bu yapıların rezonans frekansları rezonatör olarak veya çevresinde malzemenin kırılma endeksi bağlıdır. Rezonans frekansındaki değişimler izlenerek bir numunenin kırılma indeksi ölçülebilir ve bu da vb, kirlenme veya seyreltme izlemek, bir malzeme tanımlamak için kullanılır

Burada kullandığımız sensör tasarımı basit bir paralel plakalı dalga 6,7 dayanmaktadır. Dikdörtgen şeklinde bir oluk rezonant kavite (Şekil 1 ve 2) gibi bir yüzeyi hareket işlenmiştir. Terahertz radyasyonu en düşük seviyeli çapraz-elektrik (TE 1) modunda dalga kılavuzu içine yayılır ve birleştiğinde, sonuç oluk 6,8 geometrisine bağlı olan bir ayarlanabilir rezonans frekansı ile tek bir kuvvetli rezonant bir özelliktir. Bu oluk sıvı miktarına bağlıdır gözlenen rezonans frekansında bir değişikliğe neden apolar sıvı mikroakışkan örnekleri ile dolu olabiliroluk ve kırılma indisi 9 uid.

Prosedürü bir temiz oda ya da herhangi bir özel fabrikasyon veya deneysel teknikler için gerek kalmadan standart laboratuar ekipmanları ile gerçekleştirilebilir yana Bizim tekniği, sadeliği, hem imalat ve uygulanmasında diğer Terahertz teknikleri üzerinde bir avantaja sahip. Ayrıca kolayca 10 çoklu kanallar ile birleşmesiyle tarafından kanallı operasyon genişletilebilir. Bu videoda sensör tasarımı, veri analizi ve numune kırılma indisi tayini için, bizim tam deneysel prosedür anlatacağız.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Sensör Tasarımı ve Üretimi

  1. Bir ya da daha çok entegre edilmiş boşlukları (ya da "kanallar") ile bir paralel plaka dalga kılavuzu tasarlar. Şekil 1 ve 2'ye bakınız. Geometri önceki yayınlarda 8,9 verilen dayalı veya özel belirli bir uygulama için tasarlanmış olabilir. Aşağıdaki genel yol gösterici ilkeler önerilmektedir:
    1. Levha Aralığı: Bu deneyde, 1 mm bir levha aralık özel optik gerek kalmadan TE1 moduna etkili bir akuplaj için kullanılır. Ayrıca ilgi frekanslarda tek modlu yayılım sağlar. Diğer plaka mesafeleri kullanırken, çok modlu yayılım, dağılım ve kaplin verimliliği dikkate alınmalıdır.
    2. <....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu, test altındaki sıvının kırılma indisi geniş bir bant genişliği üzerinde, sadece kavite rezonans frekansında kararlı değildir edildiği hususu not edilmelidir. Bu birkaç farklı avantajları vardır. Bizim ölçümler karakterizasyon amaçlı genişbant Terahertz kaynak kullanımı yaptık rağmen ilk, bir de sadece sınırlı bir frekans tunability derecesi, daha az pahalı olabilir bir yaklaşım ve tek frekanslı THz kaynağı ile eşdeğer bir algılama sistemi inşa edebileceğini daha kompakt. İkinci olarak, algılama yaklaşım, tek bir dal.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Çıkar çatışması ilan etti.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu proje Ulusal Bilim Vakfı tarafından ve İLETİŞİM programı aracılığıyla Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı tarafından kısmen desteklenmiştir.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Reaktif Adı Şirket Katalog numarası Yorumlar (isteğe bağlı)
10 ul şırınga Hamilton 80314 Yüksek hassasiyetli şırınga
Sıvı alkanlar Acros Organics Kalibrasyon ve test için Örnekler

Hiçbir özel ekipman gereklidir. Uygun test materyalleri ve solventler deneycinin takdirine bırakılmıştır. Bu yordamda kullanılan yüksek hassasiyetli şırıngalar aşağıdaki tabloda listelenen, ancak deneyci gelişmiş doğruluk için dijital şırıngalar gibi farklı bir hacim veya tasarım şırıngalar, kullanmak isteyebilirsiniz. Bu deneyde kullanılan deney alkanlar de listelenir.

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kuswandi, B., Nuriman,, Huskens, J., Verboom, W. Optical sensing systems for microfluidic devices: A review. Ana. Chim. Acta. 601, 141-155 (2007).
  2. Zhu, H., White, I. M., Suter, J. D., Zourob, M., Fan, X. Integrated refractive index optical ring resonator detector for....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Terahertz SensingParallel Plate WaveguideRefractive Index MeasurementMicrofluidic Sample AnalysisGroove Resonant CavityTerahertz Time Domain SpectroscopyResonant Frequency ShiftNonpolar Liquid DetectionWaveguide Fabrication ProcedurePower Transmission Spectra

Related Articles