يمكن أن يساعد قياس الحرارة الضوئية في نقل مجال قياس درجات الحرارة من تقنية قديمة قائمة على المقاومة إلى القياسات القائمة على التردد. والميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يمكننا الاستفادة من التقدم في قياس الترددات لإجراء قياسات أكثر دقة أثناء تصنيع الأجهزة التي تتغلب على القيود المادية للتكنولوجيا الحالية مثل الحجم والحساسية للصدمات الميكانيكية والتغيرات البيئية. تمتد هذه التقنية إلى تغيير كيفية تحليلنا في الولايات المتحدة والعالم.
سوف يقلل ميزان الحرارة الضوئي فائقة الاستقرار الحاجة إلى المعايرة المتكررة. يمكن أن يضع التطوير المستقبلي لمعايير درجة الحرارة البصرية معيار المعايرة في أيدي المستخدم مما يلغي الحاجة إلى مرافق معايرة متخصصة. عموما، سوف الأفراد الجدد لهذا الأسلوب النضال لأنه هو تقاطع بين حقلين مختلفين على حد سواء لديهم لغتهم الخاصة، ومتطلبات التكنولوجيا والبروتوكولات المتخصصة لتحقيق أقصى قدر من النتائج.
يجب على أي مستخدم جديد تعلم التكيف والتكيف مع متطلبات المتنافسة في بعض الأحيان. للبدء، قم بتنظيف رقاقة SOI كما هو موضح في بروتوكول النص المصاحب. معطف رقاقة مع 20 إلى 50 ملليلتر MA-N 2405 السلبية لهجة photoresist.
تدور في 4، 000 دورة في الدقيقة لمدة 60 ثانية ثم نقل رقاقة إلى لوحة ساخنة وخبزها في 90 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة. بعد الخبز، وفضح المصورين إلى النمط هو مبين هنا باستخدام معيار E-شعاع إعداد الطباعة الحجرية. ثم ضع الرقاقة في MIF 319 حل المطور واحتضانه لمدة 60 ثانية.
نقل رقاقة المتقدمة في الماء وشطفه لمدة 60 ثانية إضافية. المقبل، تنفيذ النقش RIE برنامج المقارنات الدولية من طبقة السيليكون سميكة 220 نانومتر لإزالة السيليكون غير المحمية. حل قناع مقاومة في الأسيتون النقي لمدة ساعة واحدة، تليها شطف ايزوبروبانول.
ثم شطف رقاقة لمدة 60 ثانية في المياه ديوند وتجفيف الرقاقة باستخدام النيتروجين. الآن ضع الرقاقة مرة أخرى في معطف تدور. إيداع واحد نانومتر سميكة البوليمر طبقة أعلى على رقاقة.
وأخيرا، النرد رقاقة مع رقاقة رأى dicing في 20 ملليمتر من قبل 20 ملليمتر صغيرة وسهلة للتعامل مع رقائق. ضع رقاقة الضوئية على المرحلة ذات المحاور الستة واوجه الشريحة بحيث تتم محاذاة منافذ الإدخال والإخراج على الشريحة مع صفيف الأخدود V. ثم تشغيل شفط فراغ من خلال على خشبة المسرح المتكاملة فراغ مضخة الميناء لعقد رقاقة في مكان.
استخدم الكاميرا الرقمية ذات العرض العلوي لتحديد مكان الأجهزة الضوئية موضع الاهتمام ووضعها في وسط المرحلة ذات المحاور الستة. الآن ضع ذراع حامل الصفيف V groove بالقرب من الشريحة واستخدم شفط الفراغ من خلال منفذ ضخ متكامل للاحتفاظ بالصفيف في مكانه. باستخدام الكاميرات الرقمية عرض الجانب كردود فعل بصرية، وضع مجموعة الألياف فوق زوجين التدرج على رقاقة ورفع المرحلة لجعل رقاقة الضوئية إلى داخل 10 ميكرومتر من الحافة السفلية الصفيف الألياف.
يجب أن تكون حافة الصفيف الألياف الأخدود V محاذاة تقريبا داخل دقة 50 إلى 100 ميكرون بالنسبة لعلامات المحاذاة على رقاقة. هذا الإجراء يجلب الألياف البصرية داخل القرب النسبي من نابرات الانحدار المقابلة. بمجرد أن يتم محاذاة الشريحة تقريبًا ، قم بتنشيط البحث الآلي عن المرحلة ذات المحاور الستة.
تبحث هذه الخوارزمية عن أقصى إرسال لضوء النطاق العريض من خلال منافذ الإدخال والإخراج للرقاقة. وينبغي ألا يستغرق أكثر من 20 إلى 30 ثانية. بمجرد تحقيق المحاذاة المثالية ، تحقق من صلاحية الجهاز قبل المتابعة مع الترابط.
باستخدام برنامج مثل LabVIEW، التحكم في وحدة متكاملة على مراحل لدورة درجة حرارة الشريحة حراريا أثناء تسجيل الاستجابة الطيفية. تحليل المسجلة الطيف من الطيف الليزر للتحقق من حساسية درجة الحرارة للجهاز. قم بخفض الصفيف ببطء إلى سطح الشريحة أثناء عرض الكاميرا الرقمية للعرض الجانبي.
بعد ذلك، ضع بعناية المحاقن المليئة باليبوكسي بالقرب من حافة صفيف الألياف باستخدام مرحلة دقيقة أخرى من XYZ ميكرون. مرة واحدة في موقف، الاستغناء عن قطرة صغيرة واحدة من الايبوكسي. بينما تصلب الايبوكسي، تشغيل دوريا روتين المحاذاة الآلي لمنع فقدان الناجم عن الانجراف من إشارة.
بعد علاجات الايبوكسي، اختبار أداء رقاقة الضوئية وكفاءة اقتران الضوء عن طريق تسجيل أطياف انتقال في درجات حرارة مختلفة. عادةً ما تزيد كفاءة اقتران الضوء بعد عملية الترابط. استخدام حوالي مليغرام واحد من الشحوم الحرارية لزوجين حراريا رقاقة ضوئية الألياف المستعبدين إلى اسطوانة نحاسية صغيرة.
ثم خفض بلطف اسطوانة النحاس رقاقة أسفل أنبوب زجاجي. مرة واحدة في الموقف، مرة أخرى ملء أنبوب زجاجي مع غاز الأرجون وختم عليه باستخدام الفلين المطاطي. ثم ضع ميزان الحرارة الضوئي المعبأ في درجة حرارة المقاييس الجافة مستقرة بشكل جيد إلى داخل كلفن صغير واحد.
باستخدام برنامج الكمبيوتر حسب الطلب، تعيين وقت تسوية لمدة 20 إلى 30 دقيقة، وعدد الدورات الحرارية إلى ما لا يقل عن ثلاثة، وحجم درجة الحرارة خطوة إلى ما بين واحد وخمسة مئوية. أيضا، تعيين عدد من عمليات المسح الضوئي المتتالية إلى خمسة على الأقل وقوة الليزر في نانووات إلى نطاق microwatt. كما هو موضح هنا، تظهر أطياف ناقل حركة الرنين الحلقي تراجعًا ضيقًا في الإرسال يتوافق مع حالة الرنين في كل درجة حرارة.
يتحول هامش الرنين إلى أطوال موجية أطول حيث تزداد درجة الحرارة من 20 درجة مئوية إلى 105 درجة مئوية في خمس زيادات درجة مئوية. إن تحليلنا الأولي لتجربة الدراجات الحرارية يشير إلى أن التغيرات الناجمة عن الرطوبة في الايبوكسي هي على الأرجح أكبر محرك للترهيب في موازين الحرارة الضوئية المعبأة وأن الأجهزة غير المعبأة لا تظهر أي هستيرسيسيس كبير. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحسين الهستيرسيس في الجهاز المعبأ باستخدام الايبوكسي الكاره للماء كدياكانت إلى الأنبوب الزجاجي قبل ختم ختم أكثر إحكاما حول تقاطع الزجاج الفلين المطاطي.
أثناء محاولة هذا الإجراء، من المهم أن نتذكر لتقليل أي تلوث كيميائي للعينات مثل الرطوبة في أنبوب تعبئتها لأنه سوف تتحلل بشدة دقة القياس. بعد هذا الإجراء، يمكن تنفيذ طرق أخرى مثل قفل الليزر أو التمشيط الطيفي المزدوج التردد من أجل الإجابة على أسئلة إضافية حول الاستقرار على المدى الطويل لهذه الأجهزة، تحميل الاندفاع، وتوصيف الخصائص الفيزيائية الحرارية. بعد تطورها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال المقاييس لاستكشاف المقاييس الدقيقة للكميات الفيزيائية والكيميائية الأخرى مثل الضغط والفراغ وتحليل الغاز النزر في الأنظمة المضمنة.
لا تنس أن العمل مع المواد الكيميائية القاسية في غرفة نظيفة ومصادر الضوء الساطع مثل الليزر في المختبر يمكن أن تكون خطرة للغاية وينبغي اتخاذ الاحتياطات مثل استخدام معدات الحماية الشخصية مثل نظارات الليزر دائما أثناء تنفيذ هذا الإجراء.
