Paralel plaka Waveguide Sensor Kullanımı Terahertz Mikroakışkan Algılama

Bu protokol, terahertz frekanslarında bir mikroakışkan numunenin kırılma indisini ölçmek için yivli bir paralel plaka dalga kılavuzu kullanır İlk olarak, terahertz aralığında bir rezonans sergilemek için yivli dalga kılavuzunu tasarlayın ve üretin. Daha sonra bir terahertz zaman alanı spektroskopi sistemi kullanarak, dalga kılavuzunun rezonans frekansını ölçün. Ardından, dalga kılavuzunu numune sıvısının dikkatlice ölçülen bir hacmiyle doldurun.

Son adım, doldurulmuş dalga kılavuzunun rezonans frekansını ölçmektir. Sonuç olarak, boş ve dolu dalga kılavuzları için rezonans frekansları arasındaki fark, terahertz frekans aralığındaki numunenin kırılma indisini belirlemek için kullanılabilir. Genel olarak, bu yönteme yeni olan kişiler, tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için gereken çok yüksek doğruluk nedeniyle mücadele edeceklerdir.

Daniel Middleman'ın Laboratuvarı'ndan başka bir yüksek lisans öğrencisi olan Kim, şimdi prosedürü göstereceğim. Bir veya daha fazla entegre boşluk veya oluk içeren paralel plakalı bir dalga kılavuzu tasarlayın. Geometriyi, ekteki el yazmasında ayrıntılı olarak açıklanan parametrelere dayandırın ve ayrıca önceki yayınlarımıza bakın.

Bunlar birkaç genel yol gösterici ilkedir. Oluğa kolay erişim sağlamak için giriş ışınına kıyasla sonsuz olarak kabul edilebilecek kadar geniş bir plaka boyutuyla başlayın. Alt dalga kılavuz plakasını üst plakadan önemli ölçüde daha geniş yapın, böylece oluk plakanın neredeyse tüm genişliği boyunca uzanır.

Yayılma uzunluğunu, bir bütün olarak dalga kılavuzu, oluğun ve alt plakadaki deliklerin genişliğinin en az üç katı uzunluğunda olacak, üsttekiler ise dişli olmayacak şekilde yapın. Oluk tasarımı, diğer faktörlerin yanı sıra istenen rezonans frekansına, istenen çizgi genişliğine ve seçilen plaka aralığına bağlı olacaktır. Referans olarak kullanmak üzere çok dar veya çok sığ oluklar için üretim tekniklerinizin sınırlamalarını göz önünde bulundurmanız önemlidir.

Ayrıca oluk olmayan aynı tasarımı da üretin. Parçalanmış bir mikroskoptan alınan parçalar gibi dielektrik ara parçalar kullanarak plaka aralığını koruyun. Slayt Makinesi dalga kılavuzunu imal eder.

Daha da önemlisi, plakaların kenarlarını, özellikle giriş yüzünde köreltmeyin. Yuvarlatılmış kenarlar, güvenlik nedenleriyle birçok makine atölyesinde standart bir uygulamadır, ancak giriş yüzündeki yuvarlatılmış bir kenar sinyali bozacaktır. Montaja birbirine dik iki düz yüzeye sahip bir yapı ile başlayın.

Alt plakayı yatay yüzeye yerleştirin ve bastırın. Dikey yüzeye karşı yıkayın. Dielektrik ara parçaları vida deliklerine mümkün olduğunca yakın yerleştirin.

Vida başına iki, her iki tarafta bir tane. Vidaların oluğu engellemediğini veya giriş yüzünün dışına çıkmadığını kontrol edin. Dikkatlice. Üst plakayı dikey yüzeye aynı hizada yerleştirin ve alt plaka ve ara parçaların üzerine oturacak şekilde aşağı kaydırın.

Şimdi her iki plakayı da dikey yüzeye karşı aynı hizada tutun. Vidaları yerleştirin, alternatif bir düzende kademeli olarak vidalayın. Mükemmel düz bir giriş yüzü ve düzgün plaka aralığı için son dalga kılavuzunu inceleyin.

Aparatı yapılandırarak başlayın. Henüz mevcut değilse, rah hertz ışın yoluna konfokal bir yönde dört lens sokun. Yolun orta noktasında sıkı bir odak sağlamak için, odak noktasına 12 milimetrelik bir diyafram açıklığı yerleştirin.

Açıklık, dalga kılavuzu dışında tüm radyasyonun yayılmasını engelleyecek kadar büyük olmalıdır. Açıklığın boyutu, dalga kılavuzunda yayılan ışın boyutunu belirleyecektir. Dalga kılavuzunun tekrarlanabilir yerleşimini sağlamak için güvenli bir tutucu kullanın.

Ardından, dalga kılavuzunu, giriş yüzü açıklıkla temas edecek ve dalga kılavuzu yayılma ekseni optik eksene mümkün olduğunca yakın hizalanacak şekilde açıklığın hemen arkasına yerleştirin. Buradaki hizalama, kritik yansımalardır, kesmedeki, rezonans frekanslarındaki dağılım değişimleri ve dalga kılavuzunun yanlış hizalanması nedeniyle başka sorunlar ortaya çıkabilir. Şimdi, şırınga tutucusunu, şırınganın ucu olukla aynı hizada olacak şekilde yerleştirin.

En iyi sonuçları elde etmek için, çapraz kontaminasyonu önlemek için her malzeme için farklı bir şırınga kullanın. Şırıngayı test edilecek sıvıyla doldurun ve kabarcıkları ortadan kaldırın. Ayrıca koşular arasında.

Önce dalga kılavuzunun sökülmesini gerektiren bir temizleme prosedürünü izleyin. Ardından, deneydeki kalıntıları gidermek için her iki plakayı da uygun bir çözücü içinde iyice yıkayın. Basınçlı hava ile kurutun, dalga kılavuzunu daha önce gösterildiği gibi yeniden monte edin.

Grod dalga kılavuzunun bir referans dalga formuyla başlayın. Bir referans dalga formu, zamanın uzun vadeli kararlılığına bağlı olarak, her deney oturumu sırasında yalnızca birkaç saatte bir gereklidir. Alan spektrometresi sinyali.

Gruplandırılmamış dalga kılavuzunu çıkarın. Ardından, temiz yivli dalga kılavuzunu cihaza yerleştirin. Boş gruplandırılmış dalga kılavuzu için bir dalga formu alın.

Sökme ve sökme işlemi, dalga kılavuzunun geometrisinde çok küçük değişikliklere yol açabilir. Bu varyasyonlar, boş ve dolu olukların mutlak rezonans frekansını etkileyecektir, ancak gözlemlenen kaymayı etkilemeyecektir. Bu nedenle, her tam ölçüm kendi boş referansını gerektirir.

Vardiyayı hesaplamak için Dalga kılavuzunu hareket ettirmeden, doldurulmuş şırıngayı tutucuya yerleştirin. Oluk tutma işlemini yavaşça doldurun. Dolgunun kabarcık veya taşma olmadan iyi olduğunu izleyin.

Başka bir dalga formu alın. Sistemde birden fazla oluk varsa, olukları doldurmaya ve istediğiniz gibi almaya devam edin. Dalga kılavuzunu çıkarın ve bir sonraki veri setini toplamadan önce temizleyin.

İyi üretilmiş bir dalga kılavuzunun bu örneğinde, oluğun dalga kılavuzunun tüm uzunluğunu veya genişliğini uzatmadığına dikkat edin. Paralel plaka monte edildikten sonra, dalga kılavuzu geometrisi, terahertz frekansları için bir kırılma indisi sensörünün uygulanması için uygundur. Kırılma indisinin ölçümü için küçük bir hacimde sıvı gereklidir.

Bu veriler tipik frekans spektrumlarını gösterir ve tetra deka analizinden elde edilir. Referans yivsiz dalga kılavuzundan elde edilen spektrum siyah renkte gösterilir, sıvı dolgusu olmayan yivli dalga kılavuzunun ölçümleri mavi renkle gösterilir ve tetra dekan numuneli yivli dalga kılavuzu kırmızı renktedir. Boş ve tam yivli dalga kılavuzları için genlik spektrumları daha sonra karelenir ve güç aktarım spektrumları elde etmek için referans dalga kılavuzundan gelen spektruma bölünür.

Boş ve dolu dalga kılavuzlarının rezonans özellikleri arasındaki frekans farkı, kırılma indisi ile ilgili rezonans kaymasıdır. Bu prosedürü denerken, mümkün olduğunca tutarlı olmayı unutmamak ve dalga kılavuzundaki çapraz kontaminasyonu en aza indirmek için dikkatli olmak önemlidir. Bu videoyu izledikten sonra, Terahertz zaman alanı spektroskopisi kullanarak yivli bir paralel plaka dalga kılavuzunun rezonans frekansını ölçerek bir mikroakışkan numunenin kırılma indisinin ölçümünün nasıl elde edileceğini iyi anlamış olmalısınız.