التطبيقات

درجة الحرارة متطلبات درجة الحرارة Eللإلكترون Mالمجاهر ليست مرتفعة بشكل خاص. عادة، تكون درجات الحرارة حوالي 26 درجة مئوية في الصيف و20 درجة مئوية في الشتاء مقبولة للراحة وكفاءة الطاقة. ومع ذلك، فإن معدل تغير درجة الحرارة مهم، حيث تكون المتطلبات الشائعة ≥0.5 درجة مئوية / 3 دقائق أو .50.5 درجة مئوية / 5 دقائق. يمكن لأنظمة تكييف الهواء المركزية عالية الجودة عادةً تلبية هذه المتطلبات. على سبيل المثال، تمتلك إحدى العلامات التجارية الشهيرة لمكيفات الهواء المنفصلة دورة مدتها أربع دقائق مع تقلبات في درجات الحرارة تبلغ حوالي درجة واحدة مئوية. عادةً لا يوفر استخدام أنظمة تكييف الهواء الدقيقة فوائد كبيرة من حيث السعر وتكاليف الصيانة وقابلية التطبيق. من الناحية العملية، Hعالية الدقة Eإلكترون Mتميل المجاهر إلى أن تكون كبيرة الحجم ولها سعات حرارية أكبر. وطالما أن التباين في درجات الحرارة داخل الغرفة ليس كبيرا، فمن غير المرجح أن يكون للتقلبات الطفيفة خلال فترة قصيرة تأثير ملحوظ. من المهم تجنب درجات الحرارة المنخفضة بشكل مفرط في غرفة المجهر الإلكتروني لمنع التكثيف وتقطر الماء على أنابيب مياه التبريد، وأنابيب النيتروجين السائل، وقوارير ديوار. على سبيل المثال، كانت هناك حالة تعرضت فيها لوحة دائرة طيفية قديمة الطراز تم وضعها بشكل غير صحيح تحت دورق ديوار للنيتروجين السائل للتلف بسبب تقطير التكثيف. فيما يتعلق بغرف المعدات المساعدة، مثل تلك التي تحتوي على خزانات مياه التبريد وضواغط الهواء ووحدات إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS) ومضخات التفريغ، فمن الضروري حساب السعة المطلوبة لنظام تكييف الهواء بناءً على تبديد الحرارة المقدم في مواصفات المعدات. إذا كانت درجة الحرارة في غرفة المعدات المساعدة مرتفعة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى تقليل كفاءة التبريد لخزان مياه التبريد وزيادة الانجراف الحراري للعدسات. لذلك يوصى بإبقاء درجة الحرارة في غرفة المعدات المساعدة أقل من 35 درجة مئوية طوال العام. حالرطوبة تتطلب العينات المجمدة متطلبات رطوبة عالية، ويفضل بعض المستخدمين رطوبة نسبية أقل من 25%. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي الرطوبة المنخفضة للغاية إلى تفريغ الكهرباء الساكنة. ولمعالجة هذه المشكلة، يمكن تحريك آلة تحضير الكسر بالتجميد بالقرب من المجهر الإلكتروني لتقليل وقت تعرض العينات المجمدة، وبالتالي تقليل متطلبات الرطوبة. عادةً ما تكون الرطوبة النسبية التي تقل عن 65% كافية لغرفة المجهر الإلكتروني، وهو متطلب منخفض نسبيًا يمكن أن تلبيه معظم أنظمة تكييف الهواء بسهولة (بافتراض أن باب الغرفة مغلق وأن وقت دخول وخروج الأفراد هو مصغر). إذا كان المبنى تم تشييده حديثًا خلال عام، فقد يستغرق الأمر بعض الوقت للتخلص من رطوبة المبنى. في مثل هذه الحالات، يمكن إضافة مزيل الرطوبة لتنظيم الرطوبة. تدفق الهواء هناك اعتبار آخر وهو تدفق الهواء من نظام تكييف الهواء. في معظم الحالات، طالما أن منافذ تكييف الهواء (سواء كانت مثبتة أو من نوع الخزانة) لا تواجه عمود المجهر مباشرة أثناء التخطيط التخطيطي لغرفة المجهر الإلكتروني، فإن مسألة تدفق الهواء بشكل عام ليست مصدر قلق كبير. بالنسبة للميكروسكوب الإلكترونيالمرتفع الطلب، يمكن التفكير في استخدام أكياس القماش لتزويد الهواء. كما هو موضح في صيغة تدفق الهواء = سرعة الهواء × منطقة مخرج الهواء، فإن زيادة مساحة مخرج الهواء يمكن أن تقلل من سرعة الهواء مع الحفاظ على نفس تدفق الهواء. حالة ناجحة من إحدى الجامعات تتعلق بمساحة 50 مترًا مربعًا تقريبًا مجهر إلكترونيغرفة ذات مخطط أرضي مربع تقريبًا...

كما هو معروف، تتطلب المعدات الكهربائية التأريض لحماية السلامة. يجب أن يكون الغلاف الخارجي أو الأجزاء المعدنية المكشوفة للأجهزة المختلفة متصلاً مباشرة بالأرض لضمان أنه في حالة حدوث ماس كهربائي أو تسرب، يظل الجهد الكهربي الموجود على الغلاف أو الأجزاء المعدنية المكشوفة ضمن نطاق آمن للاتصال البشري ( يحدد معيار السلامة الحالي جهدًا لا يتجاوز 24 فولت)، وبالتالي ضمان السلامة الشخصية. المجاهر الإلكترونية M ليست استثناءً وتتطلب أيضًا التأريض من أجل السلامة. في حالة حدوث تسرب في النظام، يتم توفير مسار تفريغ لضمان سلامة المشغلين أو موظفي الصيانة. ومع ذلك، هناك متطلبات خاصة لـ Eالإلكترون Mالمجهر. يعمل سلك التأريض للمجهر الإلكتروني كنقطة مرجعية مشتركة "لجهد الصفر" لمختلف الأنظمة الفرعية داخل المجهر الإلكتروني (مثل أجهزة الكشف، ومضخمات معالجة الإشارات، والتحكم في شعاع الإلكترون، وما إلى ذلك)، والجهد يجب أن تكون مستقرة عند الصفر المحتمل. من الناحية النظرية، يعتبر سلك التأريض بمثابة نقطة مرجعية ذات جهد صفري. ومع ذلك، من الناحية العملية، عندما يكون هناك تيار في دائرة التأريض (يشار إلى هذا التيار عادةً باسم تيار التسرب أو التيار الأرضي، وهو المجموع المتجه لتيارات التسرب الناتجة عن المعدات الكهربائية المختلفة)، فإن أي طرف تأريض في دائرة التأريض سيكون للدائرة جهد أرضي (لأن مقاومة التأريض لأي سلك تأريض، على الرغم من صغرها، لا يمكن أن تكون صفرًا، وفقًا لقانون أوم V = IR، فإن الجهد الأرضي V لن يكون صفرًا عندما يكون تيار التسرب I غير صفر). على الرغم من أن هذا الجهد الأرضي عادةً ما يكون ضئيلًا، بالنسبة إلى Eالإلكترون Mالمجاهر التي غالبًا ما تحتاج إلى تكبير الصور بعشرات الآلاف إلى ملايين المرات، فإن غالبًا ما يكون التأثير الناتج كبيرًا ولا يمكن تجاهله. يتسبب تقلب الجهد الأرضي بشكل مباشر في حدوث آثار مشابهة للمجالات المغناطيسية وتداخل الاهتزازات عند الحواف الرأسية للصورة الممسوحة ضوئيًا، وفي الحالات الشديدة يمكن أن يسبب اهتزاز الصورة. الحل لهذه المشكلة بسيط، وهو إنشاء دائرة تأريض مخصصة خصيصًا للمجهر الإلكتروني، والتي يشار إليها باسم "الحلقة الأرضية الواحدة". يؤدي هذا إلى منع التداخل من تيارات التسرب للأجهزة الكهربائية الأخرى الموجودة على نفس دائرة الطاقة إلى Eالإلكترون Mالمجهر. لاحظ أن جسم التأريض وسلك التأريض وطرف التأريض يجب أن تكون جميعها مستقلة وغير متصلة بأي جسم موصل لضمان الاستقلال الكامل لسلك التأريض. يجب تجنب الأخطاء الشائعة التالية: 1) عدم تركيب جسم تأريض مستقل تمامًا، ولكن مجرد وضع سلك تأريض متصل بجسم تأريض مشترك. 2) على الرغم من وجود جسم تأريض منفصل، إلا أن سلك التأريض أو طرف التأريض متصل بسلك أرضي مشترك أو أجهزة كهربائية أخرى. 3) حاول تجنب استخدام "صناديق الأطراف متساوية الجهد" التي تكون عادةً متصلة بالسلك الأرضي المشترك أو تكون قصيرة إلى عارضات فولاذية خفيفة. 4) حاول تجنب استخدام سلك تأريض واحد لاثنين أو أكثر من المجاهر الإلكترونية (بعض المستخدمين لديهم مجاهر متعددة ويترددون في تركيب سلك تأريض منفصل لكل مجهر). 5) عدم استخدام الموصلات المعدنية الموجودة تحت الأرض كجسم التأريض، مثل قضبان التسليح في العوارض السفلية للمباني، لأنها ملكية عامة. لا تستعير جسم التأريض لنظام التيار الضعيف، فهي غير موثوقة. إن متطلبات مقاومة التأريض للمجاهر الإلكترونية ليست عالية في الممارسة العملية. قبل بضع سنوات، كانت هناك علامة تجارية معينة تتطلب مقاومة أقل من 100 أوم. حاليًا، تتطلب مع...

أولاً، دعونا نناقش أسباب الاهتزازات ذات التردد المنخفض. أثبتت الاختبارات المتكررة أن الاهتزازات ذات التردد المنخفض تنتج في المقام الأول عن رنين المبنى. تتشابه مواصفات البناء للمباني الصناعية والمدنية عمومًا من حيث ارتفاع الأرضية، والعمق، والامتداد، ومقاطع العوارض والأعمدة، والجدران، وعوارض الأرضية، وألواح الطوافة، وما إلى ذلك. وعلى الرغم من أنه قد تكون هناك بعض الاختلافات، خاصة فيما يتعلق بالرنين منخفض التردد، ويمكن تحديد الخصائص المشتركة. وإليك بعض الأنماط التي لوحظت في اهتزازات البناء: 1. تميل المباني ذات المخططات الأرضية الخطية أو النقطية إلى إظهار رنين أكبر منخفض التردد، في حين أن المباني ذات الأشكال الأخرى مثل T أو H أو L أو S أو U لها رنين أصغر. 2. في المباني ذات المخططات الأرضية الخطية، غالبًا ما تكون الاهتزازات على طول المحور الطويل أكثر وضوحًا من تلك الموجودة على طول المحور القصير. 3. في نفس المبنى، عادةً ما يتعرض الطابق الأول بدون طابق سفلي لأصغر الاهتزازات. ومع زيادة ارتفاع الأرضية، تزداد الاهتزازات سوءًا. الاهتزازات في الطابق الأول من المبنى الذي يحتوي على طابق سفلي تشبه تلك الموجودة في الطابق الثاني، وعادة ما يتم ملاحظة أقل الاهتزازات في أدنى مستوى من الطابق السفلي. 4. تكون الاهتزازات العمودية بشكل عام أكبر من الاهتزازات الأفقية وتكون مستقلة عن مستوى الأرضية. 5. تؤدي ألواح الأرضية السميكة إلى اختلافات أصغر بين الاهتزازات الرأسية والأفقية. وفي أغلب الحالات تكون الاهتزازات الرأسية أكبر من الاهتزازات الأفقية. 6. ما لم يكن هناك مصدر اهتزاز كبير، فإن الاهتزازات الموجودة في نفس الطابق من المبنى تكون متسقة بشكل عام. ينطبق هذا على المواقع الموجودة في منتصف الغرفة وكذلك تلك القريبة من الجدران أو الأعمدة أو العوارض العلوية. ومع ذلك، حتى لو تم أخذ القياسات في نفس الموقع دون أي حركة وبفاصل زمني بضع دقائق، فمن المرجح أن تختلف القيم. الآن بعد أن عرفنا مصادر وخصائص الاهتزازات منخفضة التردد، يمكننا اتخاذ تدابير التحسين المستهدفة وإجراء تقييمات متقدمة لظروف الاهتزاز في بيئات معينة. قد يكون تحسين الاهتزازات منخفضة التردد مكلفًا، وفي بعض الأحيان لا يكون ممكنًا بسبب القيود البيئية. وبالتالي، في التطبيقات العملية، غالبًا ما يكون من المفيد اختيار موقع أفضل أو الانتقال إليه لتشغيل مختبر المجهر الإلكتروني. بعد ذلك، دعونا نناقش تأثير الاهتزازات منخفضة التردد والحلول المحتملة. الاهتزازات الأقل من 20 هرتز لها تأثير تخريبي كبير على المجاهر الإلكترونية، كما هو موضح في الأشكال التالية. الصورة 1 الصورة 2 تم التقاط الصورة 1 والصورة 2 بواسطة نفس Sالتعليب Eالكترون Mالمجهر (كلاهما بسرعة 300 كيلو × التكبير). ومع ذلك، نظرًا لوجود تداخل الاهتزاز، الصورة 1 بها خشونة ملحوظة في الاتجاه الأفقي (في المقاطع)، ويتم تقليل وضوح الصورة ودقتها بشكل كبير. الصورة 2هي النتيجة التي تم الحصول عليها من نفس العينة بعد إزالة تداخل الاهتزاز. إذا كانت نتائج الاختبار تشير إلى أن الموقع الذي سيتم تركيب المجهر به اهتزازات مفرطة، فيجب اتخاذ التدابير المناسبة؛ خلاف ذلك، لا يمكن للشركة المصنعة للمجهر ضمان أن أداء المجهر بعد التثبيت يمكن أن يلبي معايير التصميم الأمثل. بشكل عام، يمكن اختيار عدة طرق لتحسين المشكلة أو حلها، مثل استخدام مضاد للاهتزاز الأساس، منصة عزل الاهتزاز السلبي، أو منصة عزل الاهتزاز النشط. An مضاد للاهتزاز الأساس يتطلب إنشاءًا في الموقع ويجب اتخاذ تدابير خاصة (مثل وجود طبقة وسادة ...

لا تؤثر بيئة معمل الفحص المجهري الإلكتروني بشكل مباشر على المجهر الإلكتروني نفسه، ولكنها تؤثر بدلاً من ذلك على جودة التصوير والأداء العام للمجهر. أثناء تشغيل المجهر الإلكتروني، يحتاج شعاع الإلكترون الدقيق إلى الانتقال في بيئة عالية الفراغ، ليغطي مسافة 0.7 متر (لتعليب SEإلكترون Microscope) إلى أكثر من 2 متر (لإرسال TElectron Microscope). على طول المسار، يمكن أن تتسبب العوامل الخارجية مثل المجالات المغناطيسية والاهتزازات الأرضية والضوضاء في الهواء وتدفقات الهواء في انحراف شعاع الإلكترون عن المسار المقصود، مما يؤدي إلى تدهور جودة التصوير. ولذلك، لا بد من تلبية متطلبات محددة للبيئة المحيطة. يتضمن التدريع الكهرومغناطيسي السلبي منخفض التردد في المقام الأول طريقتين، تختلفان في مادة التدريع المستخدمة: تستخدم إحدى الطرق مواد عالية النفاذية (مثل الفولاذ، وفولاذ السيليكون، وسبائك المعادن المتعددة)، والطريقة الأخرى تستخدم مواد عالية التوصيل(مثل النحاس والألومنيوم). وعلى الرغم من اختلاف مبادئ العمل في هاتين الطريقتين، إلا أنهما يحققان تخفيضًا فعالاً للمجالات المغناطيسية البيئية. أ. تعمل طريقة المواد عالية النفاذية ، والمعروفة أيضًا باسم طريقة تحويل الدائرة المغناطيسية، عن طريق إحاطة مساحة محدودة (المنطقة أ) بمواد عالية النفاذية. عندما تكون قوة المجال المغناطيسي البيئي هي Ho، فإن الإحجام المغناطيسي للمادة عالية النفاذية يكون أصغر بكثير من الهواء (فولاذ Q195 الشائع لديه نفاذية 4000، ويتراوح فولاذ السيليكون من 8000 إلى 12000، والسبائك المعدنية ذات نفاذية 24000، في حين أن الهواء له قيمة تقريبية 1). بتطبيق قانون أوم، عندما تكون Rs أصغر بكثير من Ro، تنخفض شدة المجال المغناطيسي داخل الفضاء المغلق (المنطقة A) إلى Hi، مما يؤدي إلى إزالة المغناطيسية (انظر الشكل 1 والشكل 2، حيث يمثل Ri مقاومة الهواء داخل الفضاء A، وRs يمثل إحجام مادة التدريع). داخل مادة التدريع، تخضع المجالات المغناطيسية للاهتزاز وتبدد الطاقة المغناطيسية كحرارة تحت تأثير المجال المغناطيسي. نظرًا لأن فولاذ السيليكون وسبائك المعدن تظهر تباينًا في النفاذية ولا يمكن طرقها أو ثنيها أو لحامها أثناء البناء (على الرغم من أن المعالجة الحرارية من الناحية النظرية يمكن أن تحسن هذه الخصائص، إلا أنها غير عملية بالنسبة للمنتجات الثابتة الكبيرة)، فإن أدائها الفعال هو خفضت بشكل ملحوظ. ومع ذلك، لا يزال من الممكن استخدامها لأغراض تكميلية أو تعزيزية في بعض المناطق الخاصة دون طرق أو ثني أو لحام. تعد المواد عالية النفاذية باهظة الثمن، لذلك لا يتم استخدامها بشكل عام على نطاق واسع في حماية المجهر الإلكتروني ولا يتم رؤيتها إلا في عدد قليل من المناطق المحددة (مثل فجوات الأبواب، وفتحات الدليل الموجي، وما إلى ذلك). ترتبط فعالية طريقة تحويل الدائرة المغناطيسية بشكل خطي تقريبًا بسمك مادة التدريع، والتي يمكن أن تكون رقيقة بشكل لا نهائي من الناحية النظرية. ب. طريقة المواد عالية التوصيل، والمعروفة أيضًا باسم طريقة المجال المغناطيسي المستحث، تعمل عن طريق إحاطة مساحة محدودة بمواد عالية الموصلية. يعمل المجال المغناطيسي البيئي على مادة التدريع من خلال مكون المجال الكهربائي، مما يؤدي إلى قوة دافعة كهربائية، والتي بدورها تولد تيارًا مستحثًا ومجالًا مغناطيسيًا مستحثًا. استنادًا إلى المبادئ الأساسية للكهرومغناطيسية، فإن هذا المجال المغناطيسي المستحث متساوٍ في الحجم (أصغر قليلاً بسبب المقاومة) ومعاكس في الاتجاه للمجال المغناطيسي الأصلي (مع تأخر...

لا تؤثر بيئة معمل الفحص المجهري الإلكتروني بشكل مباشر على المجهر الإلكتروني نفسه، بل تؤثر على جودة التصوير والأداء العام. أثناء تشغيل المجهر الإلكتروني، يحتاج شعاع الإلكترون الدقيق إلى الانتقال في بيئة عالية الفراغ، ليغطي مسافة 0.7 متر (لتعليب SEإلكترون Microscope) إلى أكثر من 2 متر (لإرسال TElectron Microscope). على طول المسار، يمكن أن تتسبب العوامل الخارجية مثل المجالات المغناطيسية والاهتزازات الأرضية والضوضاء في الهواء وتدفقات الهواء في انحراف شعاع الإلكترون عن المسار المقصود، مما يؤدي إلى تدهور جودة التصوير. ولذلك، لا بد من تلبية متطلبات محددة للبيئة المحيطة. Aنشط Lتردد التدفق Dنظام المغنطة S، ويتكون بشكل أساسي من كاشف ووحدة تحكم، وملف إزالة المغناطيسية، هو جهاز متخصص يستخدم لتخفيف المجالات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد من 0.001 هرتز إلى 300 هرتز، ويشار إليه باسم Dالمغنطيس. مزيلات المغناطيسية يمكن تصنيفها إلى أنواع التيار المتردد والتيار المستمر بناءً على نطاقات العمل الخاصة بها، وبعض النماذج تجمع كلا النوعين لتلبية بيئات العمل المختلفة. تشمل مزايا أجهزة إزالة المغناطيسية منخفضة التردد حجمها الصغير وخفيفة الوزن وتصميمها الموفر للمساحة وإمكانية تركيبها بعد البناء. وهي مناسبة بشكل خاص للبيئات التي يصعب فيها بناء درع مغناطيسي، مثل غرف الأبحاث. بغض النظر عن العلامة التجارية، فإن مبادئ العمل الأساسية لأجهزة إزالة المغناطيسية هي نفسها. يستخدمون كاشفًا ثلاثي المحاور لاكتشاف إشارات التداخل الكهرومغناطيسي، والتحكم ديناميكيًا وإخراج التيارات المضادة للطور من خلال وحدة تحكم PID، وتوليد مجالات مغناطيسية مضادة للطور باستخدام ملفات إزالة المغناطيسية ثلاثية الأبعاد (عادةً ثلاث مجموعات من ستة ملفات مستطيلة شبه هيلمهولتز ) ، يعمل على تحييد وإلغاء المجال المغناطيسي بشكل فعال في منطقة معينة، مما يقلله إلى مستوى كثافة أقل. يمكن أن تصل دقة إزالة المغناطيسية النظرية لأجهزة إزالة المغناطيسية إلى 0.1 متر غاوس p-p أو 10 nT، وتدعي بعض النماذج دقة أفضل، ولكن لا يمكن تحقيق ذلك إلا في مركز الكاشف ولا يمكن قياسه مباشرة بواسطة أدوات أخرى بسبب التداخل المتبادل عند القرب المسافات أو ظاهرة "السطح متساوي الجهد" على مسافات أكبر. تقوم أدوات إزالة المغناطيسية تلقائيًا بضبط تيار إزالة المغناطيسية بناءً على التغيرات في البيئة. في بعض الأحيان، يمكن أن يكون التيار كبيرا. من المهم الانتباه إلى تخطيط الأسلاك عندما تكون الأجهزة الحساسة الأخرى على مقربة لتجنب التداخل مع عملها الطبيعي. على سبيل المثال، تأثرت أجهزة التعرض لشعاع الإلكترون بأجهزة الكشف عن المجال المغناطيسي القريبة العاملة. يتراوح استهلاك الطاقة لوحدة التحكم في إزالة المغناطيسية عمومًا بين 250 وات إلى 300 وات. يمكن أن يكون كاشف مزيل المغناطيسية من النوع المركب أو من النوع المنفصل AC/DC، ولا يوجد فرق كبير في الأداء. ويتم تثبيته عمومًا في الجزء العلوي الأوسط من العمود أو بالقرب من مدفع الإلكترون (حيث قد تكون سرعة شعاع الإلكترون المنبعث من مدفع الإلكترون بطيئة، مما يجعله أكثر عرضة لتداخل المجال المغناطيسي). أثناء التثبيت الأولي، يمكن اختبار الكاشف في مواضع متعددة لتحديد الموقع الأكثر فعالية للتثبيت. عادةً ما تعتمد ملفات إزالة المغناطيسية تصميم "ملف كبير"، حيث يتم تثبيت ستة ملفات على جدران وأسقف وأرضيات مختلفة من الغرفة بعيدًا قدر الإمكان. وبدلاً من ذلك، يمكن تخصيص الإطارات المستطيلة ذات الملفات المدمجة. ومع ذلك، فإن تصميم "الإطا...

لا تؤثر بيئة معمل الفحص المجهري الإلكتروني بشكل مباشر على المجهر الإلكتروني نفسه، ولكنها تؤثر بدلاً من ذلك على جودة التصوير والأداء العام للمجهر. أثناء تشغيل المجهر الإلكتروني، يحتاج شعاع الإلكترون الدقيق إلى الانتقال في بيئة عالية الفراغ، ليغطي مسافة 0.7 متر (لـ المجهر الإلكتروني الماسحe) إلى أكثر من 2 متر (لـ المجهر الإلكتروني للإرساله). على طول المسار، يمكن أن تتسبب العوامل الخارجية مثل المجالات المغناطيسية والاهتزازات الأرضية والضوضاء في الهواء وتدفقات الهواء في انحراف شعاع الإلكترون عن المسار المقصود، مما يؤدي إلى تدهور جودة التصوير. ولذلك، لا بد من تلبية متطلبات محددة للبيئة المحيطة. كما هو معروف، تتكون الموجات الكهرومغناطيسية من مجالات مغناطيسية وكهربائية متناوبة. ومع ذلك، من المهم أخذ التردد في الاعتبار عند قياس الموجات الكهرومغناطيسية باستخدام المجالات المغناطيسية أو الكهربائية. ومن الناحية العملية، من الضروري أخذ التردد بعين الاعتبار. عند الترددات المنخفضة جدًا (حيث يميل التردد إلى الصفر، أي ما يعادل المجال المغناطيسي المستمر)، يصبح المكون المغناطيسي للموجة الكهرومغناطيسية أقوى بينما يضعف المكون الكهربائي. ومع زيادة التردد، يقوى المكون الكهربائي ويقل المكون المغناطيسي. وهذا انتقال تدريجي دون نقطة تحول واضحة. بشكل عام، من صفر إلى بضعة كيلو هرتز، يمكن تحديد مكون المجال المغناطيسي بشكل جيد، ويتم استخدام وحدات مثل غاوس أو تسلا لقياس شدة المجال. فوق 100 كيلو هرتز، يتم قياس مكون المجال الكهربائي بشكل أفضل، والوحدة المستخدمة لشدة المجال هي فولت لكل متر (V/m). عند التعامل مع بيئة كهرومغناطيسية منخفضة التردد مع مكون مجال مغناطيسي قوي، فإن تقليل المجال المغناطيسي بشكل مباشر هو أسلوب فعال. التالي، سوف نركز على التطبيق العملي لحماية مجال كهرومغناطيسي منخفض التردد (0-300 هرتز) مع قوة مجال مغناطيسي تتراوح من 0.5 إلى 50 ملليجاوس (من الذروة إلى الذروة) في حجم محمي يبلغ 40-120 مترًا مكعبًا . مع الأخذ في الاعتبار فعالية التكلفة، فإن مادة التدريع المستخدمة عادة ما تكون عبارة عن لوحة فولاذية منخفضة الكربون Q195 (المعروفة سابقًا باسم A3). نظرًا لأن فقدان التيار الدوامي لمادة سميكة واحدة أكبر من فقدان الطبقات الرقيقة المتعددة (بنفس السماكة الإجمالية)، يفضل استخدام المواد ذات الطبقة الواحدة الأكثر سمكًا ما لم تكن هناك متطلبات محددة. لنقم بإنشاء نموذج رياضي: 1. اشتقاق الصيغة نظرًا لأن طاقة الموجات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد تتكون بشكل أساسي من طاقة المجال المغناطيسي، فيمكننا استخدام مواد عالية النفاذية لتوفير مسارات تجاوز مغناطيسية لتقليل كثافة التدفق المغناطيسي داخل حجم التدريع. من خلال تطبيق طريقة تحليل دوائر التحويل المتوازية، يمكننا استخلاص صيغة الحساب للتحويل المتوازي لمسارات التدفق المغناطيسي. وإليك بعض التعاريف: هو:قوة المجال المغناطيسي الخارجي مرحبًا: قوة المجال المغناطيسي داخل حجم التدريع Hs: قوة المجال المغناطيسي داخل مادة التدريع أ: المنطقة التي تمر من خلالها الخطوط المغناطيسية عبر الدرع A = L × W Φo: نفاذية الهواء Φs: نفاذية مادة التدريع Ro: المقاومة المغناطيسية للمساحة الداخلية للدرع روبية: المقاومة المغناطيسية لمادة التدريع L: طول حجم التدريع ث: عرض حجم التدريع ح: ارتفاع حجم التدريع (أي طول القناة المغناطيسية) ب: سمك مادة التدريع من الرسم التخطيطي (الشكل 1) يمكننا الحصول على المعادلات التالية: Ro = h / (A × Φo) = h / (L × W × Φo) (1) Rs = h / ...

حد الحيود بقع الحيود يحدث الحيود عندما يمر مصدر ضوء نقطي عبر فتحة دائرية، مما يؤدي إلى إنشاء نمط حيود خلف الفتحة. يتكون هذا النمط من سلسلة من الحلقات الساطعة والداكنة متحدة المركز المعروفة باسم الأقراص الهوائية. عندما تتداخل الأقراص الهوائية لمصدرين نقطيين، يحدث تداخل، مما يجعل من المستحيل التمييز بين المصدرين. المسافة بين مراكز الأقراص الهوائية، والتي تساوي نصف قطر القرص الهوائي، تحدد حد الحيود. يفرض حد الحيود قيودًا على دقة المجاهر الضوئية، مما يمنع التمييز القابل للحل بين الأشياء أو التفاصيل القريبة جدًا من بعضها البعض. كلما كان الطول الموجي للضوء أقصر، قل حد الحيود وزادت الدقة. علاوة على ذلك، فإن الأنظمة البصرية ذات الفتحة العددية الأكبر (NA) لها حد حيود أصغر وبالتالي دقة أعلى. أقراص متجددة الهواء معادلة حساب الدقة، تمثل NA الفتحة الرقمية: الدقة ¼rï¼ = 0.16μ / NA على مر التاريخ، انطلق العلماء في رحلة طويلة ومليئة بالتحديات لتجاوز حد الحيود في المجاهر الضوئية. من المجاهر الضوئية المبكرة إلى تقنيات الفحص المجهري الحديثة فائقة الدقة، ظل الباحثون يستكشفون ويبتكرون باستمرار. لقد جربوا أساليب مختلفة، مثل استخدام مصادر الضوء ذات الطول الموجي الأقصر، وتحسين تصميم الأهداف، واستخدام تقنيات التصوير المتخصصة. وتشمل بعض الإنجازات الهامة ما يلي: 1. الفحص المجهري الضوئي للمسح قريب المدى (NSOM): يستخدم NSOM مسبارًا يتم وضعه بالقرب من سطح العينة للاستفادة من تأثير المجال القريب والحصول على تصوير عالي الدقة. 2. الفحص المجهري لاستنفاد الانبعاثات (STED): يستخدم STED تأثير استنفاد الانبعاثات المحفز لجزيئات الفلورسنت لتحقيق تصوير فائق الدقة. 3. الفحص المجهري للإضاءة الهيكلية (SIM): يعمل SIM على تحسين دقة التصوير من خلال أنماط إضاءة محددة وخوارزميات معالجة الصور. 4. المجهر التعريبي لجزيء واحد (SMLM): يحقق SMLM تصويرًا فائق الدقة من خلال تحديد وتتبع جزيئات الفلورسنت الفردية بدقة. 5. الفحص المجهري بالغمر بالزيت: يؤدي غمر العدسة الشيئية في زيت شفاف إلى زيادة الفتحة العددية في مساحة الجسم، مما يؤدي إلى تحسين الدقة. 6. المجهر الإلكتروني: من خلال استبدال أشعة الضوء بحزم إلكترونية، يستفيد المجهر الإلكتروني من الطبيعة الموجية للمادة وفقًا لمبدأ دي برولي. تمتلك الإلكترونات، ذات الكتلة مقارنة بالفوتونات، طولًا موجيًا أصغر وتظهر حيودًا أقل، مما يتيح دقة تصوير أعلى. المجهر الفلوري المقلوب مجهر إلكتروني لنقل الانبعاثات الميدانية CIQTEK 120 كيلو فولت TH-F120 لقد أتاحت لنا هذه التطورات مراقبة العالم المجهري على مستوى أعلى، واكتساب فهم أعمق لبنية ووظيفة الجزيئات البيولوجية والخصائص المجهرية للمواد. علاوة على ذلك، يقوم العلماء حاليًا بالبحث في التقنيات التالية لدفع حدود حد الحيود البصري: 1. الفحص المجهري لرنين البلازمون السطحي: تستخدم هذه التقنية رنين البلازمون السطحي على الأسطح المعدنية لتعزيز المجالات الكهرومغناطيسية المحلية وتحسين دقة التصوير. 2. المجهر الضوئي النانوي: يتعامل المجهر الضوئي النانوي مع هياكل الفوتون على المستوى النانوي للحصول على تصوير فائق الدقة. 3. الفحص المجهري الصوتي: تستخدم الموجات الصوتية في التصوير، بأطوال موجية أقصر مقارنة بالضوء، مما يتيح دقة أعلى. بالإضافة إلى ذلك، هناك اتجاهات بحثية أخرى تنتظر استكشافها لتجاوز حد الحيود، بما في ذلك: 1. الفحص المجهري للبصريات الخطية: تُستخدم التأثيرات البصرية غير الخطية، مثل الجيل التوافقي الثاني والجيل التوافقي الثالث، ...

هل تعلم أن الضوء يمكن أن يصدر الصوت؟ وفي أواخر القرن التاسع عشر، اكتشف العالم ألكسندر جراهام بيل (الذي يعتبر أحد مخترعي الهاتف) ظاهرة إنتاج المواد لموجات صوتية بعد امتصاصها للطاقة الضوئية، والمعروفة باسم التأثير الصوتي الضوئي.   ألكسندر جراهام بيل مصدر الصورة: تكنولوجيا سينا   بعد ستينيات القرن العشرين، ومع تطور تقنية الكشف عن الإشارات الضعيفة، ظهرت ميكروفونات عالية الحساسية وميكروفونات سيراميكية كهرضغطية. طور العلماء تقنية تحليل طيفي جديدة تعتمد على التأثير الصوتي الضوئي - التحليل الطيفي الصوتي، والذي يمكن استخدامه للكشف عن مواد العينات وخصائصها الحرارية الطيفية، لتصبح أداة قوية للأبحاث الفيزيائية والكيميائية في المركبات غير العضوية والعضوية وأشباه الموصلات والمعادن ومواد البوليمر ، إلخ.     كيف يمكننا أن نجعل الضوء يصدر صوتا؟ كما هو موضح في الشكل أدناه، يسقط مصدر الضوء المشكل بواسطة جهاز أحادي اللون، أو الضوء النبضي مثل الليزر النبضي، على خلية ضوئية صوتية. تمتص المادة المراد قياسها في الخلية الضوئية الصوتية الطاقة الضوئية، ويختلف معدل الامتصاص باختلاف الطول الموجي للضوء الساقط والمادة. ويرجع ذلك إلى مستويات الطاقة المختلفة للجزيئات الذرية المكونة في المواد المختلفة، ويزداد معدل امتصاص الضوء بواسطة المادة عندما يكون تردد ν للضوء الساقط قريبًا من مستوى الطاقة hν. إن الجزيئات الذرية التي تقفز إلى مستويات طاقة أعلى بعد امتصاص الضوء لا تبقى عند مستويات الطاقة الأعلى؛ وبدلاً من ذلك، فإنها تميل إلى إطلاق الطاقة والاسترخاء مرة أخرى إلى أدنى حالة أرضية، حيث تظهر الطاقة المتحررة غالبًا كطاقة حرارية وتتسبب في تمدد المادة حرارياً وتغير الحجم. عندما نقوم بتقييد حجم مادة ما، على سبيل المثال، عن طريق تعبئتها في خلية ضوئية صوتية، فإن توسعها يؤدي إلى تغيرات في الضغط. بعد تطبيق تعديل دوري على شدة الضوء الساقط، تتغير أيضًا درجة الحرارة والحجم والضغط للمادة بشكل دوري، مما يؤدي إلى ظهور موجة ميكانيكية يمكن اكتشافها. يمكن اكتشاف هذا التذبذب بواسطة ميكروفون حساس أو ميكروفون سيراميكي كهروضغطي، وهو ما نسميه الإشارة الصوتية الضوئية.   التخطيطي المبدأ     كيف يقوم مضخم القفل بقياس الإشارات الصوتية الضوئية؟   باختصار، يتم إنشاء الإشارة الصوتية الضوئية بواسطة إشارة ضغط أصغر بكثير يتم تحويلها من حرارة صغيرة جدًا (صادرة عن طريق الاسترخاء الذري أو الجزيئي). لا يمكن بالضرورة اكتشاف مثل هذه الإشارات الضعيفة للغاية بدون مكبرات الصوت المقفلة.   في التحليل الطيفي الصوتي الضوئي، تحتاج الإشارة المجمعة من الميكروفون إلى تضخيمها بواسطة مضخم أولي ومن ثم قفلها على إشارة التردد التي نحتاجها بواسطة مضخم قفل. وبهذه الطريقة، يمكن اكتشاف إشارة طيفية صوتية عالية نسبة الإشارة إلى الضوضاء ويمكن قياس خصائص العينة.   أطلقت CIQTEK سلسلة من أدوات الكشف عن الإشارات الضعيفة استنادًا إلى تراكمها التكنولوجي العميق وقدراتها الهندسية الممتازة للمنتج في مجال قياس الدقة الكمومية، ويعد مضخم القفل الرقمي LIA001M واحدًا منها، والذي يلعب دورًا مهمًا في البحث. البصريات، وعلوم المواد، وتكنولوجيا الكم، والمجهر المجهري الماسح، وأجهزة الاستشعار.     مضخم القفل CIQTEK LIA001M هو مضخم قفل رقمي عالي الأداء ومتعدد الوظائف. استنادًا إلى الأجهزة المتقدمة وتصميم تكنولوجيا معالجة الإشارات الرقمية، مع واجهات الإدخال والإخراج التناظرية الغنية، فهو يجمع بين مضخم القف...