Naslov (srp)

Радиометарски детектор базиран на биолошким структурама-МЕМС/НЕМС : докторска дисертација

Autor

Simović-Pavlović, Marina, 1987-

Doprinosi

Todić, Ivana, 1983-
Vasiljević, Darko, 1960-
Elek, Predrag, 1972-
Micković, Dejan, 1955-
Kolarić, Branko
Pavlović, Vera, 1968-
Marković, Miloš, 1987-

Opis (eng)

Today, infrared detectors are broadly used for various applications. Thermal imaging has aparticular application for military purposes. Thermal cameras form an image using infrared radiation,and the created image of detected radiation is called a thermogram. Since every object with atemperature above absolute zero emits infrared radiation, thermography observes entities without theneed for additional illumination. These features make thermal imaging devices effective at night andin low visibility conditions.There are two significant groups of infrared detectors, thermal and quantum. Although thermaldetectors give a slower response, they are more practical because they operate at room temperaturewithout the need for additional cooling, and their manufacturing is more straightforward and lessexpensive.However, there is a constant need to find new mechanisms, which will overcome the currentlimitations in the detection of thermal radiation. One of the new ways to detect thermal radiation isbased on the radiometric effect. The radiometric effect is a thermo-mechanical phenomenon thatoccurs when electromagnetic radiation is absorbed on a piece of material, so the temperature gradientis formed on it. At the same time, the mean free path of the surrounding gas molecules isapproximately equal to the characteristic dimension of the material architecture or sub-architecture.Since the molecules of the surrounding gas carry much more mechanical impulse from thewarmer side of the material compared to the colder side, thus forces called radiometric occur, whichleads to mechanical displacement. Shortly, the radiometric detector is intended to detect invisibleparts of the electromagnetic radiation spectrum, harnessing motions of submillimeter size particlescaused by interaction with surrounding gas atoms or molecules. The conversion of the energy ofinvisible electromagnetic radiation into mechanical displacement is detected by the holographicmethod.The complex nanoarchitecture of butterflies’ wings offers the possibility of combining thepower of photonics with the chance of detecting infrared radiation by molding the photophoreticeffect. The strength of the photophoretic response is the function of nano-corrugation of naturalphotonic structures, their size, and shape and that is the main findings of the research presented inthis thesis.The result of this dissertation, ie a radiometric detector proposal based on biological structures,is a powerful combination of knowledge of hitherto undiscovered properties of the thermophoreticeffect in theoretical and experimental terms and practical, engineering application of holographicmethods for innovative testing of biological nanomaterials and observations of nano processdynamics.

Opis (srp)

Инфрацрвени детектори су у великој употреби данас и имају примену на разним пољима.Посебну примену термовизија има у војне сврхе. Термалне камере формирају слику користећиинфрацрвено зрачење, а формирана слика детектованог зрачења назива се термограм. Какосваки објекат са температуром изнад апсолутне нуле емитује инфрацрвено зрачење,термографија је метода посматрања објеката са или без видљивог осветљења. Овекарактеристике чине термовизијске уређаје ефикасним при ноћном осматрању и осматрању уусловима смањене видљивости.Постоје две велике групе инфрацрвених детектора, термални и квантни. Термалнидетектори су, иако дају спорији одговор, практичнији за примену јер не захтевају хлађење,односно раде на собној температури. Самим тим, њихова производња је једноставнија иприступачнија.Константна је потреба за проналажењем нових механизама-сензора, који ће превазићидосадашња ограничења детекције термалног зрачења. Један од начина детекције тзв.топлотног (термалног) електромагнетног зрачења је заснован на употреби радиометарскогефекта. Ради се о термо-механичкој појави која настаје када је електромагнетно зрачењеапсорбовано на комаду материјала, тако да се на њему формира градијент температуре, док јеистовремено средњи слободни пут молекула окружујућег гаса приближно једнаккарактеристичној димензији комада материјала.Радиометарски ефекат је заснован на чињеници да молекули окружујућег гаса односемного више механичког импулса са топлије стране материјала у односу на хладнију страну,чиме се формирају силе које називамо радиометарске, а које доводе до механичког померањаматеријала. Претварање енергије невидљивог електромагнетног зрачења у механички померајмикромеханичког детекционог система, и то таквог да је величина механичког померајасразмерна енергији, мери се методом холографске интерференције.Крила различитих лептира коришћена су за конструисање новог инфрацрвеногсензорног система. Коришћена је промена спектра боја на природној структури крила лептира,изазвана термалним утицајем, и фотофоретски ефекат као последица процеса. Истраживање јеобухватило одређивање утицаја различитих параметара на ефекат и довело је до значајнихзакључака у правцу једнозначног одређивања главног фактора који одређује јачинуфотофоретског ефекта, коругацију биофотонске структуре.Дисертација, односно њен крајњи резултат у виду предлога радиометарског детекторабазираног на биолошким структурама, је моћна комбинација спознаје до сада неоткривенихсвојстава ефекта термофорезе у теоријском и експериманталном смислу и практичне,инжењерске примене и пласирања холографске методе за иновативна испитивања биолошкихи других нано материјала, односно посматрања динамике нано процеса.

Opis (srp)

Машинство - Системи наоружања / Mechanical engineering - Weapon systems Datum odbrane: 09.09.2022.

Jezik

srpski

Datum

2022

Licenca

© All rights reserved

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Optoelektronika

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Svetlosno zračenje. Prostiranje svetlosti. Fotometrija

термална камера, радиометарски детектор, ИЦ зрачење, холографија, Био НЕМС, фотофореза

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Optoelektronika

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Svetlosno zračenje. Prostiranje svetlosti. Fotometrija

Thermal camera, Radiometric detector, IR radiation, Holography, Bio-MEMS, Photophoresis