Czasopismo | ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA | Rocznik 2016 - zeszyt 9

Wysokoczułe moduły detekcyjne do wykrywania biomarkerów z zastosowaniem metod optycznych

10.15199/13.2016.9.13

Waldemar Gawron

nr katalogowy: 101103
10.15199/13.2016.9.13

W artykule omówiono moduł detekcyjny do optoelektronicznego systemu sensorów biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu. Zastosowany on został do detekcji promieniowania transmitowanego przez wnękę optyczną w czujniku CEAS (ang. Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy), służącym do pomiaru stężenia tlenku azotu o stężeniu rzędu ppb. NO jest markerem astmy oraz przewlekłego zapalenia dróg oddechowych. Do konstrukcji opracowanego modułu detekcyjnego zastosowano detektor o dużej wykrywalności i szybkości działania oraz szerokopasmowy i niskoszumowy przedwzmacniacz. Dodatkowo został on wyposażony w obiektyw zapewniający dużą transmisję promieniowania. Słowa kluczowe: sensory optoelektroniczne, detektory podczerwieni, biomarkery.W VIGO System S.A. od wielu lat są prowadzone prace badawcze nad rozwojem modułów detekcyjnych przeznaczonych dla optoelektronicznych systemów detekcji śladowych ilości gazów. Optoelektroniczne systemy detekcji śladowych ilości gazów w tym biomarkerów o najwyższej czułości (ppb i ppt) wymagają użycia modułów detekcyjnych wykrywających promieniowanie podczerwone o długościach fal odpowiadających pasmom absorpcji wykrywanych substancji, charakteryzujących się wysoką wykrywalnością, zbliżoną do fundamentalnych granic określonych szumem fotonów, nanosekundową szybkością działania, niezawodną i wygodną pracą. Prezentowany w pracy moduł detekcyjny jest odpowiedzią na te wymagania i dedykowany jest do czujnika CEAS [1-4] wykrywającego tlenek azotu w systemie sensorów wybranych biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu [5-7]. Do najważniejszych wymagań stawianym detektorom, stosowanym w sensorach w tym pracujących w układach CEAS, należy zaliczyć: ● wysoką wykrywalność. Jest ona niezbędna dla osiągnięcia dużej czułości sensora, przy ekstremalnie małych mocach promieniowania laserowego jakie pojawia się na wyjściu wnęki. W praktyce oznacza to konieczność osiągnięcia wykrywalności bliskiej fundamentaln[...]

Bibliografia

[1] R. Engeln,, G. Berden & G. Meijer, (1996) “Phase shift cavity ring down absorption spectroscopy" Chemical Physic Letters, 262, 105-109.
[2] J. Wojtas, B. Rutecka, J. Mikołajczyk, Z. Bielecki, T. Stacewicz, (2011) “N2O detection with the CEAS method. Chapter in “Computation methods and experimental measurements", WIT Press, Vol. 51, pp. 461-472.
[3] J. Wojtas, J. Mikolajczyk, M. Nowakowski, B. Rutecka, R. Medrzycki, Z. Bielecki, (2011) “Applying CEAS method to UV, VIS, and IR spectroscopy sensors", Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, Vol. 59, No. 4, pp. 1-10.
[4] T. Stacewicz, J. Wojtas, Z. Bielecki, M. Nowakowski, J. Mikołajczyk, R. Mędrzycki, B. Rutecka, (2012) “Cavity Ring Down Spectroscopy: detection of trace amounts of matter", Opto-Electron. Rev. 20, no. 1. pp. 34-41.
[5] J. Wojtas, Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Mikolajczyk, M. Nowakowski, (2012) “Ultrasensitive laser spectroscopy for breath analysis", Opto- Electron. Rev. 20, no. 1, pp. 77-90.
[6] J. Wojtas, “Application of Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy to the Detection of Nitric Oxide, Carbonyl Sulphide, and Ethane-Breath Biomarkers of Serious Diseases", Sensors 15, 14356-14369.
[7] B. Buszewski, D. Grzywiński, T. Ligor, T. Stacewicz, Z. Bielecki, J. Wojtas, (2013) "Detection of volatile organic compounds as biomarkers in breath analysis by different analytical techniques". Bioanalysis, 5(18), pp. 2287-306.
[8] www.vigo.com.pl
[9] S. J. C. Irvine, (1997) “Metal-organic vapour phase epitaxy", in: P. Capper (Ed.), Narrow-gap II-VI Compounds for Optoelectronic and Electromagnetic Applications, Chapman and Hall, London, pp. 71-96.
[10] A. Piotrowski, P. Madejczyk, W. Gawron, K. Kłos. J. Pawluczyk, J. Rutkowski, J. Piotrowski, A. Rogalski, (2007) “Progress in MOCVD growth of HgCdTe heterostructures for uncooled infrared photodetectors", Infrared Phys. Technol. 49, pp. 173-182.
[11] A. Piotrowski and K. Kłos, (2007) “Metal-organic chemical vapor deposition of HgCdTe fully doped heterostructures without post-growth anneal for uncooled MWIR and LWIR detectors", J. Electr. Mater. 36, pp. 1052-1058.
[12] K. Kłos, (2011) "Wzrost warstw tellurku kadmowo-rtęciowego (HgCdTe) metodą MOCVD przy wykorzystaniu interdyfuzji warstw CdTe i HgTe", Rozprawa doktorska, PW, Warszawa.
[13] P. Madejczyk, W. Gawron, P. Martyniuk, A. Kębłowski, A. Piotrowski, J. Pawluczyk, W. Pusz, A. Kowalewski, J. Piotrowski, A. Rogalski, (2013) “MOCVD grown HgCdTe device structure for ambient temperature LWIR detectors", Semicond. Sci. Technol. 28, 105017, pp. 1-7.
[14] J. Piotrowski, A. Rogalski, (2007), “High Operation Temperature Photodetectors", SPIE, Bellingham.
[15] J. Piotrowski, W. Gawron, Z. Orman, J. Pawluczyk, K. Kłos, D. Stępień and A. Piotrowski, (2010) "Dark currents, responsivity, and response time in graded gap HgCdTe structures", Proc. SPIE, 7660, 766031-766031-8.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 101103 "Wysokoczułe moduły detekc..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - e-zeszyt (pdf) 2016-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	35.00 zł

Prenumerata

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

420.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna	528.00 zł brutto 488.89 zł netto 39.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

570.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)

636.00 zł

Zeszyt

2016-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma