हम बायो-सेंसर निर्माण हेतु आईआर का उपयोग क्यों कर रहे हैं?
यदि आपने कभी बायो-सेंसर निर्माण संबंधी कार्य किए हैं, तो आपको पता होगा कि इस प्रक्रिया में ऊष्मा उत्पन्न करने एवं सुखाने में बहुत समय लगता है। पुरानी तकनीकों में गर्म हवा का उपयोग किया जाता है, लेकिन वास्तव में हवा के माध्यम से ऊष्मा पहुँचाने में बहुत समय लगता है। यह तो ऐसा ही है, जैसे कि किसी कमरे को गर्म करने हेतु पहले उस कमरे में मौजूद हवा को गर्म किया जाए। यह एक धीमी प्रक्रिया है।
इसीलिए हम शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड (IR) लैंपों का उपयोग कर रहे हैं।
प्रतीक्षा करने की समस्या
गर्म हवा एक इन्सुलेटर है। जब आप सेमीकंडक्टर प्रसंस्करण की प्रक्रिया में होते हैं, तो कमरे के तापमान को निर्धारित स्तर तक पहुँचने में बहुत समय लगता है। यह प्रक्रिया बहुत ही धीमी है।
IR लैंप इस समस्या का समाधान करते हैं। ये विद्युत-चुम्बकीय विकिरण का उपयोग करते हैं; इसलिए ऊष्मा सीधे ही सब्सट्रेट तक पहुँचती है। इसमें कोई मध्यस्थ नहीं होता।
इससे प्रक्रिया में लगने वाला समय कई मिनटों से घटकर कुछ ही सेकंडों में हो जाता है। जो लोग बायो-सेंसरों में ताप-संवेदनशील रसायनों का उपयोग करते हैं, उनके लिए यह बहुत ही उपयोगी है। ऐसे में सतह का तापमान आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है, बिना पूरे मशीन के हिस्सों को नुकसान पहुँचाए।
सही व्यवस्था बनाना
आप बस एक IR लैंप को मशीन में रखकर काम पूरा नहीं कर सकते। आपको ध्यान देना होगा कि लैंप से निकलने वाला विकिरण आपके पॉलिमर/सब्सट्रेट के अवशोषण बैंड से मेल खाए।
आमतौर पर हम क्वार्ट्ज हैलोजन ट्यूबों का उपयोग करते हैं। ये ऐसी ऊर्जा प्रदान करती हैं, जिससे तेजी से ऊष्मा प्राप्त की जा सकती है।
लेकिन लैंप की स्थिति पर ध्यान देना आवश्यक है। यदि लैंप बहुत नजदीक हो, तो “हॉट स्पॉट” बन जाते हैं, जिससे सेंसर क्षतिग्रस्त हो जाता है। यदि लैंप बहुत दूर हो, तो दक्षता में कमी आ जाती है। यह एक संतुलन बनाने की प्रक्रिया है।
विकल्प/चुनौतियाँ
आईआर भी कोई जादुई तकनीक नहीं है। यह दिशात्मक है। गर्म हवा तो किसी वस्तु के चारों ओर ही घूमती है, लेकिन IR केवल उसी हिस्से को गर्म करता है, जिसे वह देख सकता है। यदि सेंसर का आकार जटिल है, तो एक ही लैंप से काम नहीं चलेगा। ऐसी स्थिति में मल्टी-लैंप अरे का उपयोग करना होगा।
एक और बात – ये लैंप बहुत ही गर्म हो जाते हैं। इसलिए आपके कूलिंग फैनों को पर्याप्त शक्तिशाली होना आवश्यक है, ताकि सब्सट्रेट से निकलने वाली ऊष्मा को नियंत्रित किया जा सके। यदि कूलिंग पर्याप्त न हो, तो आपके वायरिंग एवं सेंसर क्षतिग्रस्त हो जाएंगे।