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

Bu yöntem yenilikçi, uyarlanabilir fiber optik algılama platformu üretir. Platformun geliştirilmesi aslında des-ign tarafından okyanus sularının türbülans karakterizasyonu için bir sualtı termometresi oluşturmak için tahrik edildi. Bu platformun avantajları arasında yüksek hassasiyet, daha hızlı tepki ve küçük boyut ile birlikte köklü MEMS üretim tekniklerinin kullanımı sayesinde mükemmel üretim edilebilirliği yer almaktadır.

Türbülans karakterizasyonu için sıcaklık ölçümleri, sıvı ve gaz akışı ölçümleri ve bazı füzyonlarda yüksek sıcaklıktaki plazmadan gelen radyasyon gibi sıcaklıkla ilgili birçok ölçümiçin kullanılabilir. Sensörü spektrometreli bir bankta üretin. İlk adım silikon gofret üzerinde silikon sütunlar imal etmektir.

Bu gofret, sensörlerde kullanıma hazır tek başına sütunlara sahiptir. Sütunlara genel bir bakış bu şematik içindedir. Standart mikro-elektromekanik sistem üretim yöntemleri kullanılarak 200 mikrometre kalınlığında, çift taraflı cilalı silikon gofretten desenli.

Photoresist her sütunun ve substratın üstündedir. Optik fiber plastik kaplama sıyırma tarafından kurşun-in fiber hazırlayın. Soyulmuş bölümü temizlemek için alkol batırılmış bir lens dokusu kullanın.

Temizlenmiş fiberi bir optik fiber plakasına götürün. Sonra, UV tedavi edilebilir tutkal ve cam slayt edinin. Cam slayt uv tedavi edilebilir tutkal küçük bir damla koyun.

Daha sonra, tutkal dağıtmak için slaytelle salıncak veya spin-coat. Tutkal yüzeyde ince bir tabaka halinde olacaktır. Yarık kurşun-in fiber alın ve tutkal aktarmak için slayt karşı son yüzünü basın.

Yansıma spektrumunun izlenmesi için fiberin diğer ucunu bir sensör sorgulayıcısına takın. Sonra, silikon sütunlar ve lif's cleaved sonu ile çalışmak. Yatay düzlemde hareket eden bir çeviri aşamasında sütunları ile gofret var.

Fiberi dikey olarak hareket eden doğrusal bir aşamaya sabitle. Geribildirim olarak gerçek zamanlı yansıma spektrumu kullanırken, lifleri sütunlardan biriyle hizalamak için aşamaları ayarlayın. Bu yansıma spektrumu, hizalamanın tatmin edici olduğunu gösteren bir örnektir.

Spektrum tatmin edici olduğunda, onları takmak için sütun ile temas fiber yerleştirin. Sütun ve lif bağlandıktan sonra, bir UV lambası altında bağ tedavi. Kürleme tamamlandığında, elyafı dikey çeviri aşamasıyla kaldırarak onu ve silikon sütunu substrattan ayırın.

Geometrisini incelemek için sensör kafasını mikroskop altında inceleyin. Bu tipik bir başarıyla imal sensördür. Yüksek incelikli bir sensör imal etmek için malzemeleri toplayın.

Bu bir çift taraflı cilalı silikon gofret parçaları içerir, bir tarafında bir fışkırtılmış altın tabaka ile, sarı olarak görülen. Diğer tarafta yüksek yansıtıcılık, dielektrik ayna kaplama, mavi olarak görülüyor. Daha sonra, tek modlu fiber ile dereceli indeksli çok modlu fiber kısa bir bölümünü birleştirerek lif içinde collimated kurşun hazırlayın.

Cleave çok modlu fiber. Bu şematik tasvir edildiği gibi, ışık yörünge döneminin dörtte biri olarak dereceli indeks çok modlu fiber bırakarak bir fiber kolimatör oluşturur. Şimdi, bir cam slayt üzerinde, UV tedavi edilebilir tutkal küçük bir damla yerleştirin.

Kaydırağı elle sallayarak veya döndürerek tutkalinceincelttikten sonra, tutkal aktarmak için dereceli indeksli çok modlu fiber ucunu slayta bastırın. Yansıma spektrumunun izlenmesi için fiberin diğer ucunu bir sensör sorgulayıcısına bağlayın. Ardından, gofretin bir parçasını yatay çeviri aşamasına yerleştirin.

Dielektrik tarafı yukarı doğru göstersin. Hazırlanan lifdikey çeviri aşamasında yerleştirin ve iki adet eklemek için parça doğru hareket ettirin. Düşük incelik kumaş eşleştirilmiş kızılötesi birleştirme sensörleri ile karşılaştırmalı, yüksek incelik sensörleri imalatı, silikon elemanı ile önde gelen lif optik bir hizalama olarak en sıkı gereksinimi vardır.

Tedavi etmek için bir UV lambası altında lif ve bağlı gofret parçaları yerleştirin. Bu, sonraki adımlar için hazır olduğunda, kürleme sonra derleme bir örnektir. Devam etmeden önce, parçayı disk benzeri bir şekle dönüştürün.

İstenilen şekle sahip olduğundan emin olmak için sensör kafasını mikroskop altında inceleyin. Tamamlanmış düşük incelik cihazını demodülasyon sistemine dahil edin. Sistem düz ileri, ve sadece birkaç unsur içerir.

Bir spektrometre ve bir bilgisayar. Bu kurulum, şematik olarak. Optik fiber üzerinden çıktı ile bir geniş bant kaynağı vardır.

Fiber bir optik sirkülatör limana gider. Sirkülatörün ikinci portundaki optik fiber, düşük incelik sensörünün kurşunlu fiberine spliced. Sirkülatörün üçüncü bağlantı noktasını yüksek hızlı bir spektrometreye bağlayın.

Veri depolama için spektrometreye bağlı bir bilgisayar kullanın. Sistemin düzgün çalıştığından emin olmak için sensörün tayfını kontrol edin. Bu spektrum tipiktir.

Yüksek incelik sensörü ile bir demodülasyon sistemi hazırlayın. Kurulum sadece biraz daha düşük inceli demodülasyon sistemi daha karmaşıktır. Buna rağmen, kurulum hala yalnızca birkaç öğe içerir.

Geçerli bir denetleyiciye bağlı dağıtılmış geri besleme lazeri kullanın. Optik fiber üzerinden lazer çıkışını optik sirkülatörden birine bağlayın Sirkülatörün iki numaralı bağlantı noktasından gelen fiber, yüksek incelik sensörüne yapıştırılır. Optik sirkülatörün üçüncü bağlantı noktasını bir fotoğraf detektörüne bağlayın.

Fotoğraf dedektöründen gelen veriler bir veri toplama cihazına ve bilgisayara gider. Sistemin düzgün çalıştığından ve tipik bir spektrum sunup olmadığından emin olmak için sensörün tayfını kontrol edin. Açık sudaki termik hatunları ölçmek için tasarlanmış düşük incelikli sistem sensörü, saha test verilerini mavi renkte topladı.

Kırmızı ve siyah eğriler şu anda piyasada bulunan referans araçları ile yapılan ölçümlerdir. Verilere daha yakından bakıldığında, düşük incelik sensör sisteminin daha fazla ayrıntı sağladığı öne sürülüyor. Kırmızı veri, bir su tankı içinde bulunan bir akış sensörü olarak, düşük incelik sensörü kurulumu vardır.

Siyah veri, bir referans ticari akış sensörü vardır. İkisi genel olarak aynı fikirde. Ancak su sakin olduğunda, düşük incelik sensörü çok daha net bir tepki sergiler.

Yüksek incelik sensörü plazmalarda foton emisyonölçmek için sağlam bir yüksek çözünürlüklü bolometre olarak umut vericidir. Bu sonuçlar, yüksek incelik sensörü ile karşılaştırılabilir bolometre ile karşılaştırın. Baz UV tutkaldan yapılmış bir sensörün, yüksek sıcaklıklarda epoksinin azaltılmış stabilitesi nedeniyle 100 santigrat derecenin üzerindeki uygulamalar için tasarlanmadığını unutmayın.

Önde gelen lif ve asidik im-pe-der füzyon birleştirme ile takılması, yaklaşık 1.000 derece santigrat sıcaklık yükselterek bir sensör platformu yol açabilir;yüksek sıcaklık ortamlarda diğer heyecan verici uygulamalar sağlayan. Yüksek sıcaklık uygulamalarına örnek olarak makro ısıtıcılar, kızılötesi yayıcılar ve enerji santrallerindeki inç cinsinden sıcaklık izleme verilebilir. UV lambası ve lazerler kullanırken, cildinizi ve gözlerinizi korumak için bir laboratuvar önlüğü ve lazer güvenlik gözlüğü taktığınızdan emin olun.