بیومتریال های پلیمری برای کاربردهای بیوفوتونیک

نکات برجسته

•

پیشرفت های اخیر در زمینه توسعه مواد زیستی نوری پلیمری طبیعی و مصنوعی بررسی شد.

•

تکنیک های پیشرفته طراحی و ساخت دستگاه های بیوفوتونیک مبتنی بر بیومتریال پلیمری مورد بحث قرار گرفت.

پزشکی از راه دور بیوفوتونیک

پزشکی از راه دور بیوفوتونیک برای تشخیص و نظارت بر بیماری در طی همه گیرها: غلبه بر COVID-19 و شکل گیری آینده مراقبت های بهداشتی :

نکات برجسته

•

استراتژی های پیشگیری و کنترل عفونت (IPC) در برابر COVID-19 شامل فاصله اجتماعی و جداسازی بیماران آلوده است.

کاربردهای نانواپتیک و نانوفوتونیک

پیشرفت در فناوری نانو  امکان ایجاد زمینه های جدید تحقیق ، یعنی نانواپتیک و نانوفوتونیک  را فراهم کرده است. این زمینه رفتار نور را در مقیاس نانو و اثر متقابل اجسام در مقیاس نانو با نور بررسی می کند. در حال حاضر ، خطوط کاربرد در اپتوالکترونیک و میکروالکترونیک  ، سلول های خورشیدی ، سنسورها ، طیف سنجی ، میکروسکوپ و موارد دیگر گنجانده شده است. در زمینه بنیادی ، اپتیک پلاسمون  و فلز ، اپتیک Near-field ، Metamaterials ، مورد مطالعه قرار گرفته اند که خطوط جدید تحقیق و دستیابی به موفقیت در برنامه ها را باز می کند. این شماره ویژه با هدف ترویج NANO-optics و NANOphotonics و کاربردهای آن در سالهای گذشته انجام شده است. موضوعات به طور کلی شامل موارد زیر است:

فناوری اپتیک و لیزر

پلاسما پلوم

پلاسما پلوم

اگر چگالی توان لیزر به اندازه کافی زیاد باشد (> 109 W / m2) یک ستون پلاسما در نزدیکی سطح کاتد تشکیل می شود.

لیزر فلوراید کریپتون

لیزر کریپتون فلوراید (لیزر KrF) نوع خاصی از لیزر اگزایمر است ،  که گاهی اوقات (به طور صحیح تر) لیزر اکسایپلکس نامیده می شود. این لیزر با طول موج 248 نانومتری خود ، یک لیزر ماورا بنفش عمیق است که معمولاً در تولید مدارهای مجتمع نیمه هادی ، ریز ماشین سازی صنعتی و تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می گیرد. اصطلاح Excimer کوتاه کلمه "dimer هیجان زده" است ، در حالی که exciplex کوتاه "excited complex" است. لیزر اگزایمر معمولاً مخلوطی از: یک گاز نجیب مانند آرگون ، کریپتون یا زنون دارد. و یک گاز هالوژن مانند فلورین یا کلر. در شرایط کاملاً مناسب تحریک الکترومغناطیسی و فشار ، این مخلوط پرتویی از تابش تحریک شده منسجم را به عنوان نور لیزر در محدوده فرابنفش منتشر می کند.

ستون پلاسما

ستون پلاسما

در هنگام رسوب ، کربن بی شکل از طریق یک لیزر KrF با انرژی زیاد از یک هدف جامد تبخیر شده ، یونیزه می شود و به عنوان یک توده پلاسما خارج می شود. ستون به سمت خارج منبسط شده و مواد مورد نظر را بر روی یک لایه رسوب می دهد. خصوصیات پلاسمائی ستون کیفیت فیلمهای نازک رسوب شده روی بستر را تعیین می کند.

پدیده های پلاسما در پردازش لیزر مواد

ظاهر پلاسما در هنگام تجزیه نوری در نزدیکی یک هدف ، می تواند با افزایش یا تضعیف این فعل و انفعال بسته به شرایط پردازش ، فعل و انفعال تابش با هدف را به شدت تغییر دهد. برای پالس های کوتاه لیزر (τ ∼ 1 μs) ، هنگامی که ابر پلاسما در حین پالس لیزر فرصتی برای ترک هدف ندارد ، تعامل افزایش می یابد. در این فصل ، ما شرایط تولید یک توده پلاسما (تجزیه نوری در نزدیکی یک سطح) و همچنین سوالات مربوط به فیزیک تخلیه نوری توسعه یافته (غیر ثابت و ثابت) در نزدیکی سطح نمونه را در نظر می گیریم. علاوه بر این ، ما در مورد جذب و شکست تابش لیزر در ستون پلاسما ، تخلیه نوری مداوم در یک جریان گاز طولی و عرضی و تخلیه نوری در یک سوراخ کلید بحث می کنیم.

آزمایشگاه لیزر

مکانیسم های پردازش لیزری سطوح فلزی

در چاپ 1 ، ما "فرآیندهای اولیه" را در نظر گرفتیم که زمینه را برای انواع پردازش لیزر مواد فراهم می کند. پردازش لیزری مواد را می توان به طور معمول به دو نوع تقسیم کرد: پردازش بدون تغییرات قابل توجه در شکل نمونه یا تغییر شکل نمونه. در حالت اول ، عمل لیزر باعث تغییرات ساختاری و فازی در لایه سطحی مواد می شود. این شامل فن آوری های سخت شدن ، آلیاژ ، روکش ، رسوب فیلم ، پرداخت و تصفیه است. نوع دوم پردازش لیزر شامل جوشکاری ، برشکاری ، حفاری ، فناوری های نانو لیزر برای ساخت قطعات و غیره است.  

آزمایشگاه لیزر

مشکلات کلی انتشار اشعه لیزر در گازها و پلاسما و فرآیندهای فیزیکی در سطح رسانه های متراکم :

پردازش لیزر مواد معمولاً توسط تابش متمرکز انجام می شود ، بسیاری از عملیات نیاز به تمرکز بسیار فشرده دارد. اندازه نقطه کانونی به دلیل پراش پرتو نور نمی تواند به اندازه دلخواه کوچک شود. تمرکز پرتوی لیزر همچنین می تواند توسط فرآیندهای غیرخطی محدود شود. از آنجا که تابش لیزر برای پردازش مواد از توان متوسط ​​یا اوج بالایی برخوردار است ، این تابش می تواند خصوصیات نوری محیطی را که در آن انتشار می یابد تغییر دهد. به اصطلاح اثرات خود کنشی مانند تابش خود تمرکز یا خود تمرکز زدایی ظاهر می شود.