Name: terahertz microfluidic sensing using a parallel-plate waveguide sensor
Uploaded: 2012-08-30T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor at JoVE.com

Этот проект был частично поддержана Национальным научным фондом, а также исследований лаборатории военно-воздушных сил через контакт программе.

1. Дизайн и изготовление датчиков <ol><li> Конструкция плоского волновода с одним или более интегрированной полости (или &quot;канавки&quot;). См. рисунки 1 и 2. Геометрия может быть основано на что дано в наших предыдущих публикациях 8,9 или специально разработан?...

<ol>
	<li>Kuswandi, B., Nuriman, ., Huskens, J., Verboom, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+sensing+systems+for+microfluidic+devices:+A+review.">Optical sensing systems for microfluidic devices: A review.</a> Ana. Chim. Acta. 601, 141-155 (2007).</li><li>Zhu, H., White, I. M., Suter, J. D., Zourob, M., Fan, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+refractive+index+optical+ring+resonator+detector+for+capillary+electrophoresis.">Integrated refractive index optical ring resonator detector for capillary electrophoresis.</a> Anal. Chem. 79, 930-937 (2007).</li><li>Kurt, H., Citrin, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coupled-resonator+optical+waveguides+for+biochemical+sensing+of+nanoliter+volumes+of+analyte+in+the+terahertz+region.">Coupled-resonator optical waveguides for biochemical sensing of nanoliter volumes of analyte in the terahertz region.</a> Appl. Phys. Lett. 87, 241119 (2005).</li><li>Debus, C., Bolivar, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+selective+surfaces+for+high+sensitivity+terahertz+sensing.">Frequency selective surfaces for high sensitivity terahertz sensing.</a> Appl. Phys. Lett. 91, 184102 (2007).</li><li>Harsha, S. S., Laman, N., Grischkowsky, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Q+terahertz+Bragg+rsonances+within+a+metal+parallel+plate+waveguide.">High-Q terahertz Bragg rsonances within a metal parallel plate waveguide.</a> Appl. Phys. Lett. 94, 091118 (2009).</li><li>Mendis, R., Mittleman, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+lowest-order+transverse-electric+(TE1)+and+transverse-magnetic+(TEM)+modes+of+the+parallel-plate+waveguide+for+terahertz+pulse+applications.">Comparison of the lowest-order transverse-electric (TE1) and transverse-magnetic (TEM) modes of the parallel-plate waveguide for terahertz pulse applications.</a> Optics Express. 17, 14839-14850 (2009).</li><li>Mendis, R., Mittleman, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+the+lowest-order+transverse-electric+(TE1)+mode+of+the+parallel-plate+waveguide+for+THz+pulse+propagation.">An investigation of the lowest-order transverse-electric (TE1) mode of the parallel-plate waveguide for THz pulse propagation.</a> JOSA B. 26, A6-A13 (2009).</li><li>Astley, V., McCracken, B., Mendis, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+rectangular+resonant+cavities+in+terahertz+parallel-plate+waveguides.">Analysis of rectangular resonant cavities in terahertz parallel-plate waveguides.</a> Opt. Lett. 36, 1452 (2011).</li><li>Mendis, R., Astley, V., Liu, J., Mittleman, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+microfluidic+sensor+based+on+a+parallel-plate-waveguide+resonant+cavity.">Terahertz microfluidic sensor based on a parallel-plate-waveguide resonant cavity.</a> Appl. Phys. Lett. 95, 171113 (2009).</li><li>Astley, V., Reichel, K., Jones, J., Mendis, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+multichannel+microfluidic+sensor+based+on+parallel-plate+waveguide+resonant+cavities.">Terahertz multichannel microfluidic sensor based on parallel-plate waveguide resonant cavities.</a> Appl. Phys. Lett. , (2012).</li></ol>

Следует отметить, что показатель преломления жидкости при тесте определяется только на частоте резонансной полости, не более широкую полосу пропускания. Это имеет несколько явных преимуществ. Во-первых, хотя наши измерения воспользовались широкополосный источник терагерцового для х...

<table border="1"><tbody><tr><td> Название реагента </td><td> Компания </td><td> Номер в каталоге </td><td> Комментарии (по желанию) </td></tr><tr><td> 10 мкл шприц </td><td> Гамильтон </td><td> 80314 </td><td> Высокая точность шприца </td></tr><tr><td> Жидкие алканы </td><td> Acros Organics </td><td></td><td> Образцы для калибровки и тестирования </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Нет специального оборудования не требуется. Подходит тестовых материалов и растворителей на усмотрение экспериментатора. Высокоточных шприцы, используемые в этой процедуре приведены в таблице ниже, но экспериментатор, возможно, пожелают использовать шприцы разного объема и конструкции, в том числе цифровые шприцы для повышения точности. Тест алканов, используемые в данном эксперименте, также перечислены. </td></tr></tbody></table>

terahertz microfluidic sensing using a parallel-plate waveguide sensor

Показатель преломления (RI) зондирование является мощным неинвазивным и без наклеек чувствительный метод для обнаружения, идентификации и мониторинга микрофлюидных образцов с широким спектром возможных конструкций датчика, например, интерферометров и резонаторов 1,2. Большинство существующих RI зондирования сосредоточиться на биологических материалов в водных растворах в видимой и ИК частоты, такие как гибридизация ДНК и генома. В терагерцовом частот, приложения включают контроль качества, контроль производственных процессов и зондирование и обнаружение приложений, связанных неполярных материалов. Несколько потенциальных проектов для преломления датчики индекса в терагерцового режима существуют, в том числе фотонный кристалл 3 волноводов, асимметричный сплит-кольцевых резонаторов 4, и фотонные структуры запрещенной зоны интегрированы в параллельных пластин волноводов 5. Многие из этих конструкций на основе оптических резонаторов, такие как кольцаили полости. Резонансные частоты этих структур зависит от показателя преломления материала в или вокруг резонатора. Наблюдая за изменениями в резонансной частоты показатель преломления образца может быть точно измерена, и это в свою очередь может быть использована для идентификации материала, мониторинг загрязнения или разведения и т.д. Датчик дизайна мы используем здесь, основана на простом плоского волновода 6,7. Прямоугольный паз обрабатывается в одном лице выступает в качестве резонатора (рис. 1 и 2). Когда терагерцового излучения связано в волновод и распространяется в низшем порядке поперечно-электрических (ТЕ 1) режим, в результате одного сильного резонансного функцию с перестраиваемой резонансной частотой, которая зависит от геометрии паза 6,8. Эта канавка может быть заполнен неполярных жидких микрофлюидных образцы, которые вызывают сдвиг наблюдаемой резонансной частотой, зависящей от количества жидкостьUID в паз и ее показатель преломления 9. Наша техника имеет преимущество перед другими методами терагерцовой в своей простоте, как в изготовлении и реализации, так как эта процедура может быть выполнена с помощью стандартного лабораторного оборудования без необходимости в чистую комнату или любой специальный изготовление или экспериментальных методов. Она также может быть легко расширена до многоканальных операций путем включения нескольких канавок 10. В этом видео мы расскажем о нашей полной экспериментальной процедуры, от проектирования датчика к анализу данных и определение показателя преломления образца.

Watch this Scientific Journal Video about Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor at JoVE.com

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Порядок осуществления преломления датчик индекс для терагерцового частот на основе рифленой плоского волновода геометрии описано здесь. Метод дает измерение показателя преломления небольшого объема жидкости через мониторинг сдвиг резонансной частоты волновода структуры

Терагерцового Микрофлюидных зондирования с помощью плоского волновода датчика

Refractive index (RI) sensing is a powerful noninvasive and label-free sensing technique for the identification, detection and monitoring of microfluidic ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

Проектирование, изготовление, и экспериментальная характеристика Плазмонных Фотопроводящий излучателей терагерцового

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

How to Build a Vacuum Spring-transport Package for Spinning Rotor Gauges

Как построить Вакуумная Весна-транспортный пакет для вращающегося ротора Манометры

The spinning rotor gauge (SRG) is a high-vacuum gauge often used as a secondary or transfer standard for vacuum pressures in the range of 1.0 x 10-4 Pa to ...

Fabrication of Nanopillar-Based Split Ring Resonators for Displacement Current Mediated Resonances in Terahertz Metamaterials

Изготовление Nanopillar-Based Split Ring резонаторы для тока смещения опосредованной резонансы в Терагерцовое метаматериалов

Terahertz (THz) split ring resonator (SRR) metamaterials (MMs) has been studied for gas, chemical, and biomolecular sensing applications because the SRR ...

Femtosecond Laser Filaments for Use in Sub-Diffraction-Limited Imaging and Remote Sensing

Фемтосекундный лазер волокна для использования в суб-Diffraction-ограниченной изображений и дистанционного зондирования

Probing remote matter with laser light is a ubiquitous technique used in circumstances as diverse as laser-induced breakdown spectroscopy and barcode ...

Terahertz Imaging and Characterization Protocol for Freshly Excised Breast Cancer Tumors

Terahertz Imaging и протокол характеристик для свежевырезанных опухолей рака молочной железы

This manuscript presents a protocol to handle, characterize, and image freshly excised human breast tumors using pulsed terahertz imaging and spectroscopy ...

Measuring Sub-23 Nanometer Real Driving Particle Number Emissions Using the Portable DownToTen Sampling System

Измерение Sub-23 Нанометровые реальные выбросы номеров вождения с помощью портативной системы выборки DownToTen

The current particle size threshold of the European Particle Number (PN) emission standards is 23 nm. This threshold could change because future ...

Mechanoluminescent Visualization of Crack Propagation for Joint Evaluation

Механолюминесцентная визуализация распространения трещин для совместной оценки

In this study, methods for the mechanoluminescent (ML) visualization of crack propagation and mechanical behavior to evaluate adhesive joints are ...

Fabrication of a Fabry-P&#233;rot Etalon for Application in Trace-Gas Spectroscopy

Fabrication of a Low-Cost, Fiber-Coupled, and Air-Spaced Fabry-P&#233;rot Etalon

Изготовление недорогого эталона Фабри-Перо с волоконно-оптической связью и воздушным пространством

Fabry-P&#233;rot etalons (FPE) have found their way into many applications. In fields such as spectroscopy, telecommunications, and astronomy, FPEs are ...

Microfluidic Channel-Based Soft Electrodes for Capacitive Pressure Sensing

Microfluidic Channel-Based Soft Electrodes and Their Application in Capacitive Pressure Sensing

Microfluidic Channel-Based Soft Electrodes and Their Application in Capacitive Pressure Sensing (Video) | JoVE 

Мягкие электроды на основе микрофлюидных каналов и их применение в емкостном измерении давления

Flexible and stretchable electrodes are essential components in soft artificial sensory systems. Despite recent advances in flexible electronics, most ...

Parallel Active Cantilever Arrays in AFMS to Enable High-Throughput Inspections

Active Probe Atomic Force Microscopy with Quattro-Parallel Cantilever Arrays for High-Throughput Large-Scale Sample Inspection

Author Spotlight: Introduction to Active Probe Atomic Force Microscopy with Quattro-Parallel Cantilever Arrays

An Atomic Force Microscope&#160;(AFM) is&#160;a powerful and versatile tool for nanoscale surface studies to capture 3D topography images of samples. ...