Block MEMS, LLC發起了一場科學的反恐戰爭(zheng) ，真正和實際地国产成人在线观看免费网站了寬帶紅外吸收光譜來對抗化學戰。它的目標是建立一個(ge) 具有成本效益的寬帶紅外吸收光譜儀(yi) ，被稱為(wei) “ChemPen™”，具有足夠的光譜分辨率來探測和識別敵方特工或恐怖分子部署的有毒化學氣體(ti) 。
BLOCK的MEMS邁克爾遜幹涉儀(yi)
經過三年的實驗和詳細分析，Block MEMS確定了微型邁克爾遜FTIR傳(chuan) 統結構中的重大成本挑戰，並得出結論，隻有通過邁克爾遜核心的整體(ti) 結構，而無需外部手工或校準，才能合理地實現具有成本效益的檢測設備。邁克爾遜幹涉儀(yi) 是一種複雜的機械裝置，對其元件之間的光學關(guan) 係有嚴(yan) 格的限製。目前，很少有方法能夠以可重複和可靠的方式實現所需的幹涉公差，其中包括光刻。
首先考慮的是光譜分辨率要求。在紅外和拉曼光譜方麵的豐(feng) 富經驗以及有毒物質的檢測算法使得在STP環境下對這些相對較重的分子進行實際的工程選擇。在邁克爾遜幹涉儀(yi) 中，隨著運動鏡的運動範圍增大，分辨率也隨之提高。考慮到所需的光譜分辨率為(wei) 200px-1，並且在設計中有一定的餘(yu) 量，實現了600μm的峰間行程，這是MEMS機械運動前所未有的距離。
圖1
由於(yu) 該設備由於(yu) 其尺寸而隻能表現出中等靈敏度，ChemPen™設計可容納max反射鏡尺寸，符合所需的平整度和傾(qing) 斜度。(其他提高係統靈敏度的輔助技術仍在研究中)。zui初的ChemPen™設計指定了0.5 mm的透明孔徑。基於(yu) 該尺寸計算靈敏度，ChemPen™在室溫下能夠在一秒鍾內(nei) 看到6mg /m2 (1ppm -m)濃度的SF6，信噪比為(wei) 1:1。這個(ge) 參數稱為(wei) 噪聲等效吸光度(NEA)。計劃中的MEMS規模預聚光器和改進的半低溫探測器的新進展(將在未來的論文中討論)大大提高了預測的靈敏度。早期實驗表明，使用1 mm孔徑的透明反射鏡可以達到要求的平整度和傾(qing) 斜規格。僅(jin) 這一項就將靈敏度提高了四倍，降低了NEA，並在一秒鍾內(nei) 產(chan) 生了250 ppb-m的SF6的預測天然靈敏度。
C-Agents使用的典型光譜範圍為(wei) 8-13μm，特別是在300 K環境作為(wei) 源的對峙測量中。ChemPen™的吸收係統利用更熱的光源(1100 K)，並產(chan) 生足夠的光子通量，在吸收配置中獲得低至2 μm的良好光譜，極大地促進了許多有毒工業(ye) 化學品(tic)和推進劑的識別。目前正在進行具有已知標準和濃度的吸收光譜研究，結果將在適當驗證後公布。
邁克爾遜幹涉儀(yi) 的當前MEMS實施例如圖1所示。有三個(ge) 光學元件(固定反射鏡，移動反射鏡和分束器)，它們(men) 在幹涉儀(yi) 中定義(yi) 了兩(liang) 個(ge) 不同的光束路徑。所有組件在其結構上基本上是相同的，盡管分束器被拉長了，以考慮45º的入射角;每一個(ge) 都有一個(ge) 主鏡組件，這是一個(ge) 感興(xing) 趣的光學表麵，次要組件保持主組件的位置，以保持其幹涉對準，以及專(zhuan) 有的自鎖機製，使不可逆組裝。分光鏡經過專(zhuan) 門設計，使反射鏡的運動能夠調製2-14 um光譜區域的光(圖2)。
圖2
ChemPen™背後的MEMS引擎是在桑迪亞(ya) guo家實驗室的SUMMiT-V製造工藝中製造的，Albuquerque, NM，由五層多晶矽組成，每個(ge) 多晶矽層之間具有中間犧牲氧化物，並且具有小於(yu) 0.25 um間隙的旋轉部件的特定功能。後處理包括粘結墊和微量金屬化，骰子，臨(lin) 界點幹燥，鏡麵金屬化後釋放，以盡量減少固定和移動鏡的曲率變化。ChemPen™目前是手工組裝，但批量組裝技術正在開發中。
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