병렬 판 도파관 센서를 사용하여 Terahertz 마이크로 감지
Summary
홈 붙이 병렬 판 도파관의 형상에 따라 terahertz 주파수에 대한 굴절률 센서를 구현하기위한 절차는 여기에 설명되어 있습니다. 방법은 도파관 구조의 공진 주파수의 변화의 모니터링을 통해 액체의 작은 볼륨의 굴절률의 측정을 산출
Abstract
굴절률 (RI) 감지는 interferometers 및 resonators 1,2 가능한 센서 디자인의 다양한 범위의 마이크로 유체 샘플 식별, 감지 및 모니터링을위한 강력한 비 침투 및 레이블 – 무료 감지 기술입니다. 기존의 RI 대부분의 감지 응용 분야는 DNA의 하이브리드 및 게놈 시퀀싱 등의 표시 및 IR 주파수에서 수성 솔루션에 생물 재료에 초점을 맞 춥니 다. terahertz 주파수에서 응용 프로그램은 무극성 물질을 포함하는 산업 공정 및 감지 및 감지 응용 프로그램의 모니터링, 품질 관리 등이 있습니다.
terahertz 정권의 굴절률 센서에 대한 몇 가지 잠재적 인 디자인은 병렬 플레이트 waveguides 5에 통합 된 광자 크리스탈 waveguides 3, 비대칭 분할 링 resonators 4 및 광자 밴드 갭 구조를 포함하여 존재합니다. 이러한 설계의 대부분은 이러한 고리와 같은 광학 resonators에 근거또는 충치. 이러한 구조의 공진 주파수는 공진기 또는 주변 재료의 굴절률에 따라 달라집니다. 공진 주파수의 변화를 모니터링하여 시료의 굴절률을 정확하게 측정 할 수 있으며,이 결과적으로는 등, 오염 또는 희석을 감시, 자료를 식별하는 데 사용할 수 있습니다
우리가 사용하는 센서 디자인은 간단한 병렬 판 도파관 6,7에 기반을두고 있습니다. 직사각형 홈이 공진 캐비티 (그림 1과 2)와 같은 하나의 얼굴 행위로 가공. terahertz 방사선이 낮은 순서 횡 방향 – 전기 (TE 1) 모드에서 도파관과 전파에 결합 될 때, 그 결과는 그루브 6,8의 형상에 따라 달라집니다 조정할 공진 주파수와 하나의 강력한 공진 기능입니다. 이 홈은 liq의 양에 따라 달라 관찰 공진 주파수의 변화를 일으킬 무극성 액체 마이크로 유체 샘플로 가득 할 수 있습니다그루브와 굴절률 9 UID.
프로 시저가 클린 룸 또는 특수 제조 또는 실험 기술을 필요없이 표준 실험실 장비를 수행 할 수 있기 때문에 우리의 기술은, 그 단순함에 모두 제조 및 구현의 다른 terahertz 기술에 비해 장점이 있습니다. 또한 쉽게 열 여러 그루브의 결합에 의해 멀티 채널 작동으로 확장 할 수 있습니다. 이 비디오에서 우리는 센서의 설계에서 데이터 분석 및 샘플 굴절률 결정까지 우리 전체 실험 절차를 설명합니다.
Protocol
Discussion
이 테스트중인 액체의 굴절률은 폭 넓은 대역폭 만 캐비티 공진의 주파수에 있지 결정됩니다 것을 알아야한다. 이 작업은 몇 뚜렷한 장점이 있습니다. 우리의 측정 특성화 목적으로 광대역 terahertz 소스의 사용을 만들었습니다하지만 먼저, 하나는 제한된 주파수 tunability의 정도, 훨씬 적은 비용이있을 수 접근 방법과 함께 단일 주파수 THz 소스와 동등한 감지 시스템을 구축 할 수 더 컴팩트. 둘째, …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 프로젝트는 국립 과학 재단 (National Science Foundation)에 의해와 연락처 프로그램을 통해 공군 연구소에 의해 부분적으로 지원되었다.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| 10 μl syringe | Hamilton | 80314 | High precision syringe |
| Liquid alkanes | Acros Organics | Samples for calibration and testing | |
No specific equipment is required. Suitable test materials and solvents are left to the experimenter’s discretion. The high-precision syringes used in this procedure are listed in the table below, but the experimenter may wish to use syringes of a different volume or design, including digital syringes for improved accuracy. The test alkanes used in this experiment are also listed. |
References
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