الحصول على حرارة أكبر في المكان المناسب فعلاً
عند بناء أجهزة الاستشعار البيولوجية على الرقائق، من الضروري أن تصل الحرارة إلى السطح بشكل دقيق. لكن المشكلة في المصابيح الأشعة تحت الحمراء التقليدية هي أنها تُنتج طاقة كبيرة، لكن جزءاً كبيراً من هذه الطاقة ينعكس إلى الخلف أو يتشتت في كل مكان. ونتيجة لذلك، يتم استخدام طاقة كهربائية دون أن يكون لها أي فائدة سوى تسخين الجزء الخارجي من الجهاز.
لقد وجدنا طريقة أفضل. بدأنا بتغطية هياكل المصابيح بطبقات من الذهب ذات قدرة عالية على الانعكاس.
لماذا الذهب؟
السبب يعود إلى خصائص الضوء نفسه. الألومنيوم مناسب للاستخدام العام، لكن الذهب أفضل بكثير عندما يتعلق الأمر بنوع معين من الأشعة تحت الحمراء التي تنتجها أسلاك التنغستن.
بدلاً من إضاءة خافتة وغير فعالة، فإن الذهب يساعد في توجيه هذه الفوتونات إلى الأمام، مما يجعل الشعاع أكثر تركيزاً. وبذلك، تحصل على حرارة أكبر في المكان المناسب، دون الحاجة إلى زيادة قوة التدفئة.
الجزء الصعب
لا يمكنك ببساطة رفع قوة التدفئة دون تفكير. عندما تركز الحرارة بهذه الطريقة، فإنك تقترب من حدود القدرة الاستيعابية للرقاقة. إذا كان الانعكاس قوياً جداً، فسوف تظهر “نقاط ساخنة”، وهو أمر خطير لأجهزة الاستشعار البيولوجية، لأنه قد يتسبب في تشوه الرقاقة أو تدمير الطبقات الكيميائية التي تم تطبيقها بعناية. يجب أن تجد التوازن المناسب بين طول البؤرة للمرآة وموقع الرقاقة، حتى تظل درجة الحرارة متساوية على كامل سطح الرقاقة.
لقد صممنا هذه الأجهزة لتكون بديلاً بسيطاً لأجهزة الأشعة تحت الحمراء الموجودة لديك بالفعل. لكن يجب أن تكون حذراً، لأن النظام أكثر كفاءة بكثير، لذا فإن الجزء الخلفي من الجهاز يظل بارداً، بينما تصبح المنطقة المستهدفة ساخنة بسرعة. يجب أن تتأكد من أن أجهزة التحكم في درجة الحرارة تعمل بشكل صحيح.
الفائدة
أفضل شيء هو أنك لا تحتاج إلى عدد كبير من المصابيح للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة. وهذا يعني أن جهاز التدفئة يشغل مساحة أقل، ولا يحتاج إلى طاقة كهربائية كبيرة. كما أنك تحصل على الحرارة في المكان المناسب على الرقاقة، ولا يصبح الغرفة حارة جداً.