हम बायो-सेंसरों एवं चिप्स में इन्फ्रारेड का उपयोग क्यों करते हैं?
जब हम बायो-सेंसर बनाते हैं, तो हमें एक संतुलन बनाए रखना होता है। हमें अपने चिपकने वाले पदार्थों एवं फोटोरेसिस्टों को सुखाने हेतु पर्याप्त ऊष्मा की आवश्यकता होती है; लेकिन यदि हम अत्यधिक ऊष्मा का उपयोग करें, तो जैविक पदार्थ नष्ट हो जाएंगे। यह वाकई एक कठिन संतुलन है।
इसीलिए हम इन्फ्रारेड लैंपों का उपयोग करते हैं। पारंपरिक ओवनों के विपरीत, जो कमरे में मौजूद सभी हवा को गर्म करते हैं, इन्फ्रारेड लैंप ऊर्जा को सीधे सब्सट्रेट तक पहुँचाते हैं। यह एक सीधा एवं प्रभावी तरीका है।
भौतिकी का “हरित” पहलू
पारंपरिक ओवनों के बारे में सोचें… वे वास्तव में गर्म हवा से भरे विशाल बॉक्स हैं। ऐसे ओवनों में खाली जगह को गर्म करने हेतु बहुत अधिक ऊर्जा खर्च होती है, एवं धूल/गंदगी से बचने हेतु भारी फिल्टरों की आवश्यकता होती है।
इन्फ्रारेड लैंप अलग हैं… वे सीधे सामग्री के अवशोषण-बैंड पर ही ऊर्जा भेजते हैं। इससे तुरंत ही ऊष्मा प्राप्त होती है, एवं वह तुरंत ही ठंडी भी हो जाती है।
इसके अलावा, यह एक बहुत ही पर्यावरण-अनुकूल तरीका है… कोई दहन गैसें नहीं, कोई अन्य विषाक्त पदार्थ नहीं… सिर्फ विद्युत ऊर्जा ही उपयोग में आती है।
संतुलन की आवश्यकता (क्योंकि कुछ भी परफेक्ट नहीं है)
हम आमतौर पर शॉर्ट-वेव या मीडियम-वेव इन्फ्रारेड लैंपों का ही उपयोग करते हैं… हमें ऐसी ऊष्मा की आवश्यकता है जो सेंसर की पतली परतों में जाए, न कि सिर्फ सतह पर ही रहे। सबसे अच्छी बात यह है कि उच्च-तीव्रता वाले लैंपों के उपयोग से हम अपने उपकरणों के आकार को कम कर सकते हैं… जिससे जगह भी बच जाती है।
लेकिन हमें सावधान रहना होगा… यदि हम प्रति सेंटीमीटर अत्यधिक ऊर्जा उपयोग में लाएं, तो सेंसर के कार्बनिक घटक नष्ट हो जाएंगे। ऐसा होने से बचने हेतु हम PID नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करते हैं… ताकि तापमान $\pm 2^\circ\text{C}$ की सीमा में ही रहे। इसके लिए थोड़ा समायोजन आवश्यक है, लेकिन यह वाकई उपयोगी है।
यह आपके काम में कैसे बदलाव लाता है?
इन्फ्रारेड लैंपों के उपयोग से हमें उन बड़े, ऊर्जा-खपत वाले ओवनों पर निर्भर रहने की आवश्यकता ही नहीं रह जाती… हमारी HVAC प्रणाली भी इससे लाभान्वित होती है।
और यही सबसे बड़ा लाभ है… जब हम ऐसे लैंपों का उपयोग करते हैं, तो हम केवल उन्हीं लैंपों को ही चालू करते हैं जो वास्तव में उत्पादों के ऊपर ही हैं… खाली जगहों को गर्म करने हेतु ऊर्जा खर्च करने की आवश्यकता ही नहीं रह जाती।
यह पारंपरिक ओवनों की तुलना में बहुत ही आसान विकल्प है… एवं इससे क्लीनरूम में हवा का प्रवाह भी बेहतर हो जाता है।