Name: İmalat ve fotonik termometreler test (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-10-24T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 44 s
Description: Öğrenin fotonik termometre üretimi ve test yöntemlerini sıcaklık metrolojisi için. Frekans tabanlı ölçümlerle direnç tabanlı eski teknolojinin sınırlamalarını aşan bu teknik, hassas sıcaklık ölçümü sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar kadar deneyler ayarlama konusunda yardım almak için silikon fotonik sıcaklık sensörleri ve Wyatt Miller ve Dawn haç imal için fırsat sağlamak için NIST/CNST NanoFab tesis etmiş oluyorsunuz.

1. cihaz imalat
Not: silikon fotonik aygıtlar silikon-Tarih-yalıtkan (SOI) kullanarak sahte olduğu uygulanan geleneksel CMOS teknoloji ile fotoğraf - gofret veya elektron ışını litografi endüktif plazma reaktif iyon tarafından takip etch (ICP RIE) 220 nm-kalın en üstteki silikon katman. ICP RIE etch sonra aygıtları üst-kaplama bir ince polimer film veya SiO2 koruyucu tabaka olabilir. SOI fotonik aygıtlar imalatı'nın adımlarında ana aşağıdadır.
<ol><li>10 dk, bir karışımı 4: sülfürik asit 1 için bir piranha çözümde bir SOI gofret temiz (H2SO4) ve hidrojen peroksit (H2O2), deiyonize (DI) su durulama için 1 dk ve azot gazı darbe kuru bir takip.</li>
	<li>Spin kat yaklaşık 20-50 mL adam 2405 e-ışınının direnmek üzerine gofret 4000 devirde 60 s, Pinar fırında 15 dakika 90 ° C'de ardından.</li>
	<li>E-beam litografi kullanarak spin kaplı direnmek için aygıt deseni ortaya çıkarmak ve resist geliştirmek. Her zamanki gibi temel maruz kalma doz yaklaşık 600 µC/cm2' dir. Finans Yüksek Lisans-319 geliştirici 60 ile geliştirmek s bir 60 s su durulama tarafından takip,.</li>
	<li>ICP RIE gerçekleştirmek korumasız silikon kaldırmak için 220 nm kalın silikon tabakası etch. Sözde Bosch C4F8 ile kullanın: 57 SCCM / SF6: 33 SCCM, ICP güç: 3000 W; RIE güç: 15 W; basıncı 10 mTorr, sıcaklık: 15 ° C; Oranı etch: yaklaşık 5-6 nm/s</li>
	<li>1 h, isopropanol durulama, 60 s DI su durulama ve azot gazı darbe kuru tarafından takip için saf aseton resist maskede geçiyoruz.</li>
	<li>Bir 1 µm kalınlığında koruyucu üst katmanı üzerinde bir spin kaplama ile gofret (ince polimer film) mevduat (spin kat 20-50 mL PMMA 4000 devirde 60 s ardından Pinar fırında 180 ° c için 2 dk).</li>
	<li>Testere dicing bir gofret gofret zar (bıçak kalınlığı gördüm: 35 µm) içine küçük fiş (Örneğin, 20 mm × 20 mm) işlemek kolay.</li>
</ol>2. fotonik yonga paketleme
Not: Fabrikasyon fotonik fiş bir ölçüye göre ambalaj Kur hizalayın ve optik lifler fotonik bir çip bir dizi bağ için kullanıldığı bir özel tasarım ambalaj kurulum paketlenmiştir. Şekil 1 ' de gösterilen ambalaj (ı) oluşur 6 eksenli, 6 derecelik özgürlük hareketi sağlayan mikro-konumlandırma sahne, (X, Y, Z koordinatları, ve üç ilgili açıları dönme göre X, Y, Z koordinatları) Mikronaltı hassasiyetle; (ii) sahnede ısı veya en iyi sahne platformu serin izin verir Peltier modülü entegre; (iii) v-groove dizi tutucu kol; Epoksi Yapıştırıcı mikro dağıtım modülü; (iv) ultra violet (UV) ışık pozlama modülü tedavi UV yapıştırıcılar ve (v) dört yüksek büyütme dijital kameralar için üst, ön ve iki yan açı sayısı. Optik lifler paket v-groove dizideki ticari bir kaynaktan tedarik.
<ol><li>Kaba hizalama yordamı<ol>
<li>Fotonik çip 6 eksenli sahnesinde yerini ve üstünde-küçük parça giriş/çıkış bağlantı noktaları v-groove dizi ile uyumlu olup bu yüzden çip şark.</li>
		<li>Çip tutmak için sahne alanı üzerinde tümleşik Vakum pompa bağlantı noktası üzerinden vakum emme açın.</li>
		<li>Üst-görünümü dijital fotoğraf makinesi bulun ve fotonik aygıtlar ilgi merkezi 6 eksenli sahne alanı yerleştirmek için kullanın.</li>
		<li>V-groove dizi tutucu kol çip yakın getirin ve vakum emme entegre pompa bağlantı noktası üzerinden dizi tutmak için kullanın.</li>
		<li>Yan görünümü dijital fotoğraf makineleri görsel geribildirim üstünde-küçük parça ızgara couplers yukarıda fiber dizi pozisyon yardımcı olması için kullanın.</li>
		<li>Fotonik çip fiber dizinin alt kenarı 10 µm içinde getirmek için 6 eksenli aşaması yükseltmek. Not: V-groove fiber dizi kenarına kabaca (içinde 100 µm doğruluk için 50 µm) üstünde-küçük parça hizalama işaretlerini göre uyumlaştırılması gerekmektedir. Bu yordamı karşılık gelen ızgara couplers göreceli yakınlığı Içinde fiber optik esaslarını getiriyor.</li>
	</ol>
</li>
	<li>En iyi otomatik hizalama<ol>
<li>Bir kaba manuel hizalama elde sonra satıcı tarafından sağlanan yazılım için 6 eksenli sahne kullanarak otomatik arama aktif hale getirin. Not: en fazla iletim Chip'in giriş ve çıkış bağlantı noktaları üzerinden geniş bant ışık elde kadar bu algoritma önceden tanımlanmış bir yürüyüş hareketleri (çevirim ve dönme) 6-derece üzerinde gerçekleştirir. Bu 20 uzun sürer s 30 s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fotonik çipi test Not: bir kez en iyi uyum sağlanır, yapıştırma işlemine devam etmeden önce aygıt canlılığı kontrol.<ol>
<li>Spektral yanıt kaydederken Chip'in sıcaklık termal döngüsü için sahne alanı üzerinde tümleşik Peltier modülünü kullanın. Termal Bisiklete binme için biz LabVIEW içinde yazılı özel bir komut dosyası kullanılır.</li>
		<li>Kaydedilen spectra analiz cihazı sıcaklık hassasiyeti doğrulamak için (tavsiye edilir değerlerdir 70 pm / ° C ila 80 pm / ° C). Not: Lazer Spektrometre başka bir yerde detay2' de tanımlanmıştır. Kaydedilen spectra 70 pm / ° C-80 pm / ° C aralığında olması gereken cihaz sıcaklık duyarlılığını belirlemek için analiz edilir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bağ optik elyaf<ol>
<li>Yavaşça dizi çip yüzeyi aşağı indirin.</li>
		<li>Dikkatle dolu epoksi şırınga içinde başka bir XYZ mikron hassas stage kullanılarak fiber dizinin kenarının yakınında konumlandırın.</li>
		<li>Tek bir mikro-damlacık bir epoksi dağıtmak ve Kavurma işlemi (ya UV ışınlama veya termal Bisiklete binme üzerinden) başlatın.</li>
		<li>Düzenli olarak otomatik hizalama (girmeyi başaran/maximization) yordamını çalıştırmak drift önlemek için sinyal kaybı gibi epoksi sertleşmesine başlar bir süre kadar indüklenen. Not: fotonik çip kür epoksi sonra performans ve verimlilik kaplin ışık yeniden iletim spectra farklı sıcaklıklarda cihazın kaydı tarafından test edilir. Kırılma indeksi uyumlu optik epoksi lif-yonga arayüzüne Yansıma kayıpları azaltır çünkü ışık verimliliği genellikle kaplin yapıştırma işleminden sonra büyük olasılıkla artırır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fotonik termometre ambalaj<ol>
<li>Yer lif gümrüklü fotonik çipte bir bakır silindir (h = 25 mm, çapı = 5.79 mm) termal gres bakır montaj yüzeyine uygulanan az miktarda (yaklaşık 1 mg) ile. Not: Termal gres metal ısı iletken ve çip arasında iyi bile termal temas sağlar. Ayrıca, termal gres bakır silindir-çip derleme bir cam tüp aşağı düşürülmesi işlemini kolaylaştıran iki bölümü arasında zayıf bir yapışma sağlar (h = 50 mm; iç çapı 6.0 mm =).</li>
		<li>Yavaşça küçük parça-bakır silindir cam tüp aşağı indirin.</li>
		<li>Argon gazı ile cam tüp ve mühür lastik mantar ile tamamlanmıyor.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. sıcaklık ölçümü
<ol><li>Paketlenmiş fotonik termometre (cam tüp + bakır silindir + fiber birleştiğinde fotonik aygıt) Metroloji sıcaklığı kuru kuyunun içine yerleştirin (sıcaklık-meli var olmak içinde 1 istikrarlı mK).</li>
	<li>Özel olarak oluşturulmuş bilgisayar programı kullanılarak ayarlanan halledilmesi zaman (30 dk 20 dk), termal döngü (en az 3), sıcaklık adım sayısı (5 ° C 1 ° C), arka arkaya tarama (minimum tavsiyesi 5) sayısı boyutu ve (tam güç teslim özeldir güç lazer bireysel durumlarda ama genellikle nanowatt microwatt aralığı için mevcuttur). Not: bakır silindir bağlı bir kalibre edilmiş platin direnç termometre fotonik ölçümleri yapılmaktadır olarak aynı anda banyo sıcaklığı kaydetmek için kullanılır.</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>

Yazarlar ifşa gerek yok.
Belirli donatım veya malzeme bu yazıda deneysel işlemin yeterince belirtmek için tanımlanır. Bu tür kimlik onaylandığı anlamına için teknoloji ve standartlar Ulusal Enstitüsü tarafından uygun değildir, ne de malzemeleri veya ekipman tespit mutlaka en iyi ima amaçlı kullanılabilir.

Bu denemenin amacı fotonik bir termometre sıcaklık bağımlı tepki ölçmek için yapıldı. Sıcaklık nicel ölçümler Metroloji sınıf, küçük hacimli sensörler, kuyu ve sensör arasında iyi termal temas sağlamak ve ısı en aza indirmek derin kuru çevreye kaybeder gibi istikrarlı ısı kaynağı kullanmak akıllıca olur. Bu gereksinimleri kolayca optik lifler çip için bağ tarafından yerine getirilmesi, etkili bir şekilde paketlenmiş bir aygıt oluşturma derin Metroloji sıcaklık de indirdi. Bakır silindir cam tüp içinde çip ve cam tüp aras...

Sıcaklık Metroloji, platin direnç termometre için altın standart ilk efendim Siemens tarafından 1871 yılında 1890 yılında ilk aygıt geliştirme Callender1 önerilmiş. O zamandan beri tasarımına ve üretimine termometreler artımlı devam eden geniş bir sıcaklık ölçüm çözümleri vermiştir. Standart platin direnç termometre (SPRT) Uluslararası sıcaklık ölçeği (ITS-90) ve direnç thermometry kullanarak kendi yayılması için interpolating bir araçtır. Bugün, bir yüzyıldan daha sonra onun buluşu direnç thermometry önemli bir rol Sanayi ve her gün teknoloji Biyomedikal işlem denetimi imalat, enerji üretimi ve tüketimi arasında değişen çeşitli yönleriyle oynar. Her ne kadar iyi kalibre edilmiş endüstriyel direnç termometre sıcaklık belirsizlikler 10'a kadar küçük ölçebilirsiniz mK, onlar hassas mekanik şok, termal stres ve nem ve kimyasal kirleticiler gibi ortam değişkenleri vardır. Sonuç olarak, direnç termometreler periyodik (ve pahalı) devre dışı kalibrasyonu gerektirir. Direnç thermometry bu temel sınırlamalar benzer daha iyi ölçüm yetenekleri whislt mekanik darbelere karşı daha güçlü olmak için sunabilirsiniz fotonik sıcaklık sensörleri2 gelişmekte olan büyük ilgi doğurmuştur . Böyle bir devcie ulusal ve endüstriyel laboratuarları ve uzun vadeli izleme nerede enstrüman drift olumsuz verimlilik etkisi olabilir bu ilgi beğenisini kazanacak.
Son yıllarda zengin çeşitte romanı fotonik termometreler önerdi ışığa duyarlı boyalar3, Galeri modu rezonatör4, fiber optik sensörler5,6fısıldayan uyarlanan sapphire mikrodalga dahil olmak üzere, 7ve üstünde-küçük parça silikon nano-fotonik sensörler8,9,10. NIST gelişmekte olan düşük maliyetli, kolayca konuşlandırılabilir, roman sıcaklık sensörleri ve kolayca CMOS uyumlu üretim gibi varolan teknolojileri kullanılarak üretilmektedir standartları çabalarımızı hedefleniyor. Belirli bir odak silikon fotonik aygıtlar gelişme olmuştur. Bu cihazlar sıcaklığı-40 ° C ila 80 ° C ve 5 ° C-165 ° C eski aygıtları8' e karşılaştırılabilir belirsizlikler aralıklarına üzerinden ölçmek için kullanılabilir göstermiştir. Ayrıca, bizim sonuçları daha iyi bir süreç kontrol cihazı ile değiştirilebilirlik 0.1 ° C belirsizlik sırasına ulaşılabilir olduğunu göstermektedir (yani nominal katsayıları değil kalibrasyon kullanarak sıcaklık ölçüm belirsizliği belirlenen katsayıları ).

<table><tbody><tr><td> Paketleme işlemi</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>6 eksenli aşama</td><td>PI aletleri</td><td></td><td></td></tr><tr><td>video kameralar</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>epoksi dağıtım sistemi</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fiber dizisi</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Sıcaklık Ölçümü</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Metroloji Kuyu</td><td>Fluke</td><td>9170</td><td>Kuru, iyi kararlı, .01 K Lazerden daha iyi Newport</td></tr><tr><td></td><td></td><td>TLB6700</td><td>1520-1570 nm ayarlanabilir lazer</td></tr><tr><td>Wavemeter</td><td>HighFinesse</td><td>WS/7</td><td>100 Hz dalga ölçer</td></tr><tr><td>Güç ölçer</td><td>Newport</td><td>1936-R</td><td>geniş aralıklı güç ölçer</td></tr></tbody></table>

İmalat ve fotonik termometreler test

Fabrication and Testing of Photonic Thermometers

Son yıllarda, telekomünikasyon için roman silikon fotonik aygıtlar geliştirmek için bir itme şimdi sofistike fotonik sensörleri geliştirmek için kaldıraçlı varlık büyük bir Bilgi Bankası üretti. Silikon fotonik sensörler değişiklikler fiziksel durumuna değişimler rezonans frekansı transduce için güçlü doğumdan nano-dalga kılavuzu ışık yararlanmak isteyin. Thermometry söz konusu olduğunda, fotonik cihazın sıcaklık ile drift için bir Bragg ızgara gibi rezonans frekansı termo-optik katsayısı, Yani, kırılma indisi sıcaklık, nedeniyle değişiklikler neden olur. A maiyet-in çok çeşitli kontrollü laboratuvar değişen ayarları dağıtılabilir düşük maliyetli fotonik sıcaklık sensörleri imal etmek Telekom uyumlu ışık kaynakları son gelişmeler kaldıraç fotonik aygıtlar gelişmekte olan koşullar, gürültülü ortamlarda bir fabrikada ya da bir konut için. Bu makale, fabrikasyon ve fotonik termometreler test için bizim Protokolü ayrıntı.

Yüzük rezonatör iletim spectra Şekil 2' de gösterildiği gibi rezonans durumuna karşılık gelen iletim dar bir dalış gösterir. Rezonans saçak sıcaklık 5 ° C artışlarla 105 ° c 20 ° C'den arttıkça daha uzun dalga boylarında geçer. İletim spektrum tepe merkezi ayıkladığınız polinom bir işleve donatılmıştır. Polinom uygun bir Lorentzian veya Gauss uyum daha hataları ofset eğilimli yapabilirsiniz eğimli bir temel varlığında en tutarlı sonuçlar vermek için bulundu. ...

İmalat süreci ve fotonik termometreler test açıklanmaktadır.

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

Fotonik termometri, sıcaklık metrolojisi alanının direnç tabanlı eski teknolojiden frekans tabanlı ölçümlere geçişine yardımcı olabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, boyut ve mekanik şok ve çevresel değişikliklere duyarlılık gibi mevcut teknolojinin fiziksel sınırlamalarının üstesinden gelen cihazlar üreterek daha hassas ölçümler yapmak için frekans metrolojisindeki gelişmelerden yararlanabilmektir. Bu tekniğin anlamı, Amerika Birleşik Devletleri ve dünyada analiz nasıl değiştirerek doğru uzanır.Ultra kararlı fotonik termometre sık kalibrasyon ihtiyacını azaltacaktır. Optomekanik sıcaklık standartlarının gelecekteki gelişimi, özel kalibrasyon tesislerine olan ihtiyacı ortadan kaldırarak kalibrasyon standardını kullanıcının eline verebilir. Genel olarak, her ikisi de kendi dil, teknoloji gereksinimleri ve sonucu maksimize etmek için özel protokoller var iki farklı alanların bir kesişim olduğu için bu yönteme yeni bireyler mücadele edecek.Herhangi bir yeni kullanıcı bazen rakip gereksinimlere uyum sağlamayı ve buna uyum sağlamayı öğrenmelidir. Başlamak için, eşlik eden metin protokolünde açıklandığı gibi bir SOI gofret temizleyin. 20 ila 50 mililitre MA-N 2405 negatif ton fotodirenç ile gofret kat.60 saniye boyunca 4,000 RPM'de çevirin ve sonra gofret'i sıcak bir tabağa aktarın ve 90 derecede 15 dakika pişirin. Pişirme den sonra, standart bir E-ışını litografi sipo kurulumunu kullanarak burada gösterilen desenfotodirenç ortaya çıkarın. Daha sonra gofretinI MIF 319 geliştirici çözümüne yerleştirin ve 60 saniye kuluçkaya yatırın.Geliştirilen gofretin suya aktarın ve 60 saniye daha durulayın. Ardından, korumasız silikonu çıkarmak için 220 nanometre kalınlığındaki silikon tabakasının ICP RIE etch'ini gerçekleştirin. Bir saat boyunca saf aseton direnç maskesi eritin, ardından bir izopropanol durulama.Daha sonra gofret inde 60 saniye boyunca deiyonize su da durulayın ve azot kullanarak gofret kuru. Şimdi gofret geri spin coater içine yerleştirin. Bir nanometre kalınlığında koruyucu polimer film üst katmanı gofret üzerinde mevduat.Son olarak, 20 milimetre küçük ve kolay cips işlemek için 20 milimetre içine gördüm bir gofret doğrama ile gofret zar. Fotonik çipi altı eksenli aşamaya yerleştirin ve çip üzerindeki giriş ve çıkış bağlantı noktalarının V oluk dizisiyle hizalanabilmesi için çipi yönlendirin. Daha sonra, talaş yerinde tutmak için sahnede entegre vakum pompalama portu üzerinden vakum emme açın.İlgi çekici fotonik aygıtları altı eksenli aşamanın merkezine yerleştirmek ve bulmak için üstteki dijital kamerayı kullanın. Şimdi V oluk dizi tutucu kolunu çipe yakın konumlandırın ve diziyi yerinde tutmak için entegre bir pompa lama portu aracılığıyla vakum emme kullanın. Yan görünüm dijital kameraları görsel bir geri bildirim olarak kullanarak, fiber dizisini çip üzerindeki degrade çiftleyicilerin üzerine yerleştirin ve fotonik çipi fiber dizinin alt kenarına 10 mikrometre ye getirmek için sahneyi yükseltin.V oluk lif dizisinin kenarı, talaş lı hizalama işaretlerine göre kabaca 50 ila 100 mikron doğruluk içinde hizalanmalıdır. Bu yordam, optik fiberi ilgili degrade ayırıcıların göreceli yakınlığı içinde getirir. Çip kabaca hizalandıktan sonra, altı eksenli aşama için otomatik aramayı etkinleştirin.Bu algoritma, geniş bant ışığının çipin giriş ve çıkış bağlantı noktalarından maksimum iletimini arar. 20-30 saniyeden fazla sürmez. En uygun hizalama sağlandıktan sonra, yapıştırma işlemine geçmeden önce cihazın uygulanabilirliğini kontrol edin.LabVIEW gibi bir program kullanarak, spektral yanıtı kaydederken çipin sıcaklığını termal olarak döngüye almak için sahnedeki entegre modülü kontrol edin. Cihazın sıcaklık hassasiyetini doğrulamak için lazer spektrometresinden kaydedilen spektrumları analiz edin. Yan görünüm dijital kamerayı görüntülerken diziyi yavaşça çipin yüzeyine indirin.Daha sonra, epoksi dolu şırıngayı başka bir XYZ mikron hassas sahne sini kullanarak fiber dizinin kenarına yakın bir yerde dikkatlice yerleştirin. Bir kez pozisyonda, epoksi tek bir mikro damlacık dağıtmak. Epoksi sertleşirken, sürüklenmeye bağlı sinyal kaybını önlemek için otomatik hizalama rutinini periyodik olarak çalıştırın.Epoksi kürlerden sonra, şanzıman spektrumlarını farklı sıcaklıklarda kaydederek fotonik talaş performansını ve Hafif bağlantı verimliliğini test edin. Hafif bağlantı verimi genellikle yapıştırma işleminden sonra artar. Küçük bir bakır silindir için lif bağlı fotonik çip termal çift termal yağ yaklaşık bir miligram kullanın.Sonra yavaşça bir cam tüp aşağı çip bakır silindir indirin. Bir kez pozisyonda, geri argon gazı ile cam tüp doldurun ve bir kauçuk mantar kullanarak mühür. Sonra bir metroloji sıcaklık kuru içine paketlenmiş fotonik termometre yerleştirin iyi bir mikro Kelvin içinde kararlı.Özel olarak oluşturulmuş bilgisayar programını kullanarak, yerleşme süresini 20 ila 30 dakika, termal döngü sayısını en az üçe ve sıcaklık adım boyutunu bir ila beş santigrat dakikaya ayarlayın. Ayrıca, en az beş ardışık taramaları n sayısını ve mikrowatt aralığına nanowatt lazer gücü ayarlayın. Burada gösterildiği gibi, halka rezonatör iletim spektrumları her sıcaklıkta rezonans durumuna karşılık gelen iletim dar bir dip gösterir.Sıcaklık 20 santigrat dereceden 105 santigrat dereceye, beş santigrat derecelik artışlarla arttırıldıkça rezonans saçak daha uzun dalga boylarına kayMaktadır. Termal bisiklet deneyi bizim ön analiz epoksi nem kaynaklı değişiklikler muhtemelen paketlenmiş fotonik termometrelerde histerizin en büyük sürücü olduğunu ve paketlenmemiş cihazlar önemli histeriz göstermez düşündürmektedir. Ayrıca, paketlenmiş cihazda histeresis kauçuk mantar cam kavşak etrafında sıkı bir mühürleme önce cam tüp bir kurutucu olarak hidrofobik epoksi kullanılarak düzeltilebilir.Bu prosedürü denerken, ölçüm doğruluğunu ciddi şekilde düşüreceği için, ambalajlı tüpteki nem gibi numunelerin herhangi bir kimyasal kontaminasyonunu en aza indirmek önemlidir. Bu işlemden sonra, bu cihazların uzun süreli stabilitesi, impuls yüklemesi ve termal fiziksel özelliklerin karakterizasyonu ile ilgili ek soruları cevaplamak için lazer kilitleme veya çift frekanslı tarak spektroskopisi gibi diğer yöntemler de uygulanabilmektedir. Bu teknik, geliştirildikten sonra metroloji alanındaki araştırmacıların gömülü sistemlerde basınç, vakum ve iz gaz analizi gibi diğer fiziksel ve kimyasal miktarlar için hassas metrolojiyi keşfetmelerinin önünü açmıştır.Temiz bir odada sert kimyasallar ve laboratuvarda lazerler gibi parlak ışık kaynakları ile çalışan son derece tehlikeli olabilir ve lazer gözlük gibi kişisel koruyucu ekipmanların kullanımı gibi önlemler her zaman bu işlemi yaparken alınmalıdır unutmayın.

fabrication-and-testing-of-photonic-thermometers

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Parametrik optomekanik uyarımlar, optik radyasyon basıncı ve uyarılmış Brillouin saçılması yoluyla mikroakışkan optomekanik rezonatörlerde yakın zamanda deneysel olarak gösterilmiştir. Bu makale, optomekanik salınımların üretilmesi ve doğrulanması için metodolojilerle birlikte bu mikroakışkan rezonatörlerin imalatını açıklamaktadır.

Fabrikasyon ve mikroakışkan optomechanical Osilatörler Testi

Soğuk Plantar Testi (CPA), 30 °C ile 5 °C arasındaki soğuğa tepkiyi ölçer ve ayrıca soğuk adaptasyonunu da ölçebilir. Bu protokol, farelerde soğuk aşırı duyarlılığı, analjezi ve adaptasyonu ölçmek için CPA'nın nasıl kullanılacağını açıklar.

Fareler Soğuk Hassasiyeti ve Uyum belirlenmesi için Basit ve ucuz Yöntem

Burada, mikroakışkan cihazlarda termal ölçümler için üç protokol sunuyoruz.

Analitik mikroakışkan Cihazlar Termal Ölçme Teknikleri

Bu hava jetleri karıştırma sıcaklık alanını eşleştirmek için bir fiber optik sensör dağıtılmış kullanımını göstermektedir. Rayleigh saçılması tabanlı sensör gibi termokupllar gibi geleneksel sensörleri ile ulaşılamaz istisnai uzaysal çözünürlüğü sağlamak için tek bir fiber boyunca veri noktaları binlerce üretir.

Yüksek çözünürlüklü Sıcaklık Alan Haritalama için Fiber Optik Sensörler Dağıtılmış

Küçük bir erimiş silika optik Dewar, bir termokupl ve bir yük bağlantılı cihaz (CCD) spektrografından oluşan basit bir sıvı nitrojen Dewar/kriyostat aparatı açıklanmaktadır. Bu Dewar/kriyostatın tasarlandığı deneyler, hızlı numune yükleme, dondurma ve hizalama, doğru ve kararlı numune sıcaklıkları ve küçük boyut/taşınabilirlik gerektirir.

Doğru Kriyojenik Lüminesans Ölçümleri için bilinen Sıcaklıklarda Isı dengeleyici Örnekleri Basit Dewar / Kriyostat

Bu eser yenilikçi silikon uçlu fiber optik algılama için bir platform (Si-FOSP) yüksek çözünürlüklü ve hızlı yanıt ölçüm sıcaklığı, akış ve radyasyon gibi fiziksel parametreleri çeşitli raporlar. Bu sı-FOSP uygulamaları Oşinografik araştırma, mekanik sanayi, füzyon enerji araştırma için yayılır.

Silikon uçlu Fiber Optik algılama peron ile yüksek çözünürlüklü ve hızlı tepki

Burada sunulan bir örnek konteyner dikey mikroskop üzerine monte edilmesini sağlayan bir sıcaklık kontrollü mikroskop aşaması kullanarak bir protokoldür.

Sıcaklık kontrol fonksiyonlu dikey gözlem için mikroskop aşamasının imalatı

Bu protokol, bir konveyör bant fırınına kızılötesi kamera nın nasıl yerleştirilmeyeceği, fabrikada kalibre edilmiş bir IR kameranın müşteri düzeltmesinin nasıl yürütüldürün ve ilgi çekici bir nesnenin mekansal yüzey sıcaklığı dağılımının nasıl değerlendirilecece açıklanmaktadır. Örnek nesneler endüstriyel silikon güneş pilleri vardır.

Sıralı Kızılötesi Termografi ile Konveyör Bant Fırınında Situ Yüzey Sıcaklığı Ölçümü

Bu protokol, iz gazı spektroskopisi gibi çeşitli uygulamalarla düşük maliyetli, ayrık, fiber bağlantılı ve hava aralıklı bir Fabry-Perot etalonunun yapımını açıklar. Üretim, standart optik laboratuvar ekipmanı bulunan herhangi bir tesiste mümkündür.

Düşük maliyetli, fiber bağlantılı ve hava aralıklı Fabry-Pérot etalon imalatı

Bu makale, yerel yıkıcı olmayan termal karakterizasyon ve görüntüleme için Frekans Alanı Termorefleksiyon (FDTR) tekniğini sunmaktadır.

Termal Özellik Ölçümleri İçin Frekans Alanı Termoyansıması Tekniği

Öğrenin fotonik termometre üretimi ve test yöntemlerini sıcaklık metrolojisi için. Frekans tabanlı ölçümlerle direnç tabanlı eski teknolojinin sınırlamalarını aşan bu teknik, hassas sıcaklık ölçümü sağlar.

İmalat ve fotonik termometreler test

Daha fazla video keşfet