सतह ध्वनिक तरंग: Difference between revisions

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एसएडब्ल्यू तीव्रता क्षीणन के अलावा, ऐसी विशिष्ट स्थितियां हैं जिनमें लहर को भी बढ़ाया जा सकता है। सामग्री पर [[ वोल्टेज ]] लगाने से, चार्ज वाहक सतह ध्वनिक तरंग की तुलना में अधिक बहाव वेग प्राप्त कर सकते हैं। फिर वे अपनी गतिज ऊर्जा का एक हिस्सा एसएडब्लू को देते हैं, जिससे यह अपनी तीव्रता और वेग को बढ़ाता है। बातचीत भी काम करती है। यदि एसएडब्ल्यू वाहकों की तुलना में तेजी से आगे बढ़ रहा है, तो यह उन्हें गतिज ऊर्जा स्थानांतरित कर सकता है, और इस तरह कुछ वेग और तीव्रता खो सकता है।<ref>{{Cite journal|last=Gulyaev, Pustovoit|date=June 20, 1964|title=Amplification of Surface Waves in Semiconductors|url=http://www.jetp.ras.ru/cgi-bin/dn/e_020_06_1508.pdf|journal=Soviet Physics JETP|volume=20|issue=6|pages=2}}</ref>
एसएडब्ल्यू तीव्रता क्षीणन के अलावा, ऐसी विशिष्ट स्थितियां हैं जिनमें लहर को भी बढ़ाया जा सकता है। सामग्री पर [[ वोल्टेज ]] लगाने से, चार्ज वाहक सतह ध्वनिक तरंग की तुलना में अधिक बहाव वेग प्राप्त कर सकते हैं। फिर वे अपनी गतिज ऊर्जा का एक हिस्सा एसएडब्लू को देते हैं, जिससे यह अपनी तीव्रता और वेग को बढ़ाता है। बातचीत भी काम करती है। यदि एसएडब्ल्यू वाहकों की तुलना में तेजी से आगे बढ़ रहा है, तो यह उन्हें गतिज ऊर्जा स्थानांतरित कर सकता है, और इस तरह कुछ वेग और तीव्रता खो सकता है।<ref>{{Cite journal|last=Gulyaev, Pustovoit|date=June 20, 1964|title=Amplification of Surface Waves in Semiconductors|url=http://www.jetp.ras.ru/cgi-bin/dn/e_020_06_1508.pdf|journal=Soviet Physics JETP|volume=20|issue=6|pages=2}}</ref>
==[[ microfluidics | सूक्ष्मप्रवाही (माइक्रोफ्लुइडिक्स)]] एसएडबलू==
==[[ microfluidics | सूक्ष्मप्रवाही (माइक्रोफ्लुइडिक्स)]] एसएडबलू==
हाल के वर्षों में, माइक्रोफ्लुइडिक्स एक्चुएशन और कई अन्य प्रक्रियाओं को चलाने के लिए एसएडब्ल्यू का उपयोग करने पर ध्यान आकर्षित किया गया है। एसएडब्लू क्रियाधार और द्रव में ध्वनि वेगों के बेमेल होने के कारण, सतह ध्वनिक तरंग को प्रभावी रूप से द्रव में स्थानांतरित किया जा सकता है, जिससे महत्वपूर्ण जड़त्वीय बल और द्रव वेग पैदा होते हैं। [[ पंप | पंपिंग]], मिक्सिंग (प्रक्रिया अभियांत्रिकी), और जेट (फ्लुइड) जैसी द्रव क्रियाओं को चलाने के लिए इस तंत्र का उपयोग किया जा सकता है। क्रियाधार में, एसएडब्लू तरंग एक [[ अनुप्रस्थ तरंग |अनुप्रस्थ तरंग]] है जो की छोटी बूंद में प्रवेश करने पर एक अनुदैर्ध्य तरंग बन जाती है। सतह ध्वनिक तरंग उद्धरण नोट-9|[9] यह अनुदैर्ध्य तरंग है जो माइक्रोफ्लुइडिक छोटी बूंद के भीतर द्रव का प्रवाह बनाती है, मिश्रण करने की अनुमति देता है। इस तकनीक का उपयोग सूक्ष्म चैनलों और सूक्ष्म वाल्वों के विकल्प के रूप में क्रियाधार के हेरफेर के लिए किया जा सकता है, जिससे एक खुली प्रणाली की अनुमति मिलती है।<ref>{{cite journal|last1=Yang|first1=Chun-Guang|last2=Xu|first2=Zhang-Run|last3=Wang|first3=Jian-Hua|title=Manipulation of droplets in microfluidic systems|journal=Trends in Analytical Chemistry|date=February 2010|volume=29|issue=2|pages=141–157|doi=10.1016/j.trac.2009.11.002}}</ref>
हाल के वर्षों में, माइक्रोफ्लुइडिक्स एक्चुएशन और कई अन्य प्रक्रियाओं को चलाने के लिए एसएडब्ल्यू का उपयोग करने पर ध्यान आकर्षित किया गया है। एसएडब्लू क्रियाधार और द्रव में ध्वनि वेगों के बेमेल होने के कारण, सतह ध्वनिक तरंग को प्रभावी रूप से द्रव में स्थानांतरित किया जा सकता है, जिससे महत्वपूर्ण जड़त्वीय बल और द्रव वेग पैदा होते हैं। [[ पंप | पंपिंग]], मिक्सिंग (प्रक्रिया अभियांत्रिकी), और जेट (फ्लुइड) जैसी द्रव क्रियाओं को चलाने के लिए इस तंत्र का उपयोग किया जा सकता है। एसएडब्लू तरंग एक [[ अनुप्रस्थ तरंग |अनुप्रस्थ तरंग]] है, जो की छोटी बूंद में प्रवेश करने पर एक अनुदैर्ध्य तरंग बन जाती है। सतह ध्वनिक तरंग उद्धरण नोट-9|[9] यह अनुदैर्ध्य तरंग है जो माइक्रोफ्लुइडिक छोटी बूंद के भीतर द्रव का प्रवाह बनाती है, इस तकनीक का उपयोग सूक्ष्म चैनलों और सूक्ष्म वाल्वों के विकल्प के रूप में क्रियाधार के हेरफेर के लिए किया जा सकता है, जिससे एक खुली प्रणाली की अनुमति मिलती है।<ref>{{cite journal|last1=Yang|first1=Chun-Guang|last2=Xu|first2=Zhang-Run|last3=Wang|first3=Jian-Hua|title=Manipulation of droplets in microfluidic systems|journal=Trends in Analytical Chemistry|date=February 2010|volume=29|issue=2|pages=141–157|doi=10.1016/j.trac.2009.11.002}}</ref>


इस तंत्र का उपयोग छोटी बूंद-आधारित माइक्रोफ्लुइडिक्स में छोटी बूंद के हेरफेर के लिए भी किया गया है। विशेष रूप से, एसएडब्लू को एक क्रियात्मक तंत्र के रूप में उपयोग करते हुए, बूंदों को छँटाई के लिए आउटलेट की ओर धकेला गया था<ref name=":0">{{Cite journal|last1=Sesen|first1=Muhsincan|last2=Alan|first2=Tuncay|last3=Neild|first3=Adrian|date=2015|title=Microfluidic plug steering using surface acoustic waves|journal=Lab on a Chip|volume=15|issue=14|pages=3030–3038|doi=10.1039/c5lc00468c|pmid=26079216|issn=1473-0197}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Franke|first1=Thomas|last2=Abate|first2=Adam R.|last3=Weitz|first3=David A.|last4=Wixforth|first4=Achim|date=2009|title=Surface acoustic wave (SAW) directed droplet flow in microfluidics for PDMS devices|journal=Lab on a Chip|language=en|volume=9|issue=18|pages=2625–7|doi=10.1039/b906819h|pmid=19704975|issn=1473-0197}}</ref> या अधिक<ref>{{Cite journal|last1=Ding|first1=Xiaoyun|last2=Lin|first2=Sz-Chin Steven|last3=Lapsley|first3=Michael Ian|last4=Li|first4=Sixing|last5=Guo|first5=Xiang|last6=Chan|first6=Chung Yu|last7=Chiang|first7=I-Kao|last8=Wang|first8=Lin|last9=McCoy|first9=J. 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इस तंत्र का उपयोग छोटी बूंद-आधारित माइक्रोफ्लुइडिक्स में छोटी बूंद के हेरफेर के लिए भी किया गया है। विशेष रूप से, एसएडब्लू को एक क्रियात्मक तंत्र के रूप में उपयोग करते हुए, बूंदों को छँटाई के लिए आउटलेट की ओर धकेला गया था<ref name=":0">{{Cite journal|last1=Sesen|first1=Muhsincan|last2=Alan|first2=Tuncay|last3=Neild|first3=Adrian|date=2015|title=Microfluidic plug steering using surface acoustic waves|journal=Lab on a Chip|volume=15|issue=14|pages=3030–3038|doi=10.1039/c5lc00468c|pmid=26079216|issn=1473-0197}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Franke|first1=Thomas|last2=Abate|first2=Adam R.|last3=Weitz|first3=David A.|last4=Wixforth|first4=Achim|date=2009|title=Surface acoustic wave (SAW) directed droplet flow in microfluidics for PDMS devices|journal=Lab on a Chip|language=en|volume=9|issue=18|pages=2625–7|doi=10.1039/b906819h|pmid=19704975|issn=1473-0197}}</ref> या अधिक<ref>{{Cite journal|last1=Ding|first1=Xiaoyun|last2=Lin|first2=Sz-Chin Steven|last3=Lapsley|first3=Michael Ian|last4=Li|first4=Sixing|last5=Guo|first5=Xiang|last6=Chan|first6=Chung Yu|last7=Chiang|first7=I-Kao|last8=Wang|first8=Lin|last9=McCoy|first9=J. Philip|date=2012|title=Standing surface acoustic wave (SSAW) based multichannel cell sorting|journal=Lab on a Chip|language=en|volume=12|issue=21|pages=4228–31|doi=10.1039/c2lc40751e|issn=1473-0197|pmc=3956451|pmid=22992833}}</ref>इसके अलावा, एसएडब्लू का उपयोग छोटी बूंद के आकार के मॉडुलन, [30] [31] विभाजन, [32] [27] [33] ट्रैपिंग, [34] चिमटी, [35] और नैनोफ्लुइडिक पाइपिंग के लिए किया जाता था। [33] SAW का उपयोग करके समतल और झुकी हुई सतहों पर बूंदों के प्रभाव में हेरफेर और नियंत्रण किया गया है। [36] [37]
 
[[ पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन | पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन]] एक ऐसी सामग्री है जिसका उपयोग माइक्रोचैनल और माइक्रोफ्लुइडिक चिप्स बनाने के लिए किया जा सकता है। इसके कई उपयोग हैं, जिसमें ऐसे प्रयोग भी शामिल हैं जिनमें जीवित कोशिकाओं का परीक्षण या प्रसंस्करण किया जाना है। यदि जीवित जीवों को जीवित रखने की आवश्यकता है, तो उनके पर्यावरण की निगरानी और नियंत्रण करना महत्वपूर्ण है, जैसे कि गर्मी और पीएच स्तर; हालांकि, अगर इन तत्वों को विनियमित नहीं किया जाता है, तो कोशिकाएं मर सकती हैं या इसके परिणामस्वरूप अवांछित प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं।<ref name=":1">{{cite journal|last1=Hagen|first1=Stephen J|last2=Son|first2=Minjun|date=27 January 2017|title=Origins of heterogeneity in competence: interpreting an environment-sensitive signaling pathway|journal=Physical Biology|volume=14|issue=1|page=015001|bibcode=2017PhBio..14a5001H|doi=10.1088/1478-3975/aa546c|pmc=5336344|pmid=28129205}}</ref>  
 
पीडीएमएस (PDMS) को ध्वनिक ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए पाया गया है, जिससे पीडीएमएस जल्दी गर्म हो जाता है (2000 केल्विन/सेकंड से अधिक)।<ref name=":2">{{cite journal|last1=Ha|first1=Byung Hang|last2=Lee|first2=Kang Soo|last3=Destgeer|first3=Ghulam|last4=Park|first4=Jinsoo|last5=Choung|first5=Jin Seung|last6=Jung|first6=Jin Ho|last7=Shin|first7=Jennifer Hyunjong|last8=Sung|first8=Hyung Jin|title=Acoustothermal heating of polydimethylsiloxane microfluidic system|journal=Scientific Reports|date=3 July 2015|volume=5|issue=1|page=11851|doi=10.1038/srep11851|pmid=26138310|pmc=4490350|bibcode=2015NatSR...511851H}}</ref> इन पीडीएमएस उपकरणों को गर्म करने के तरीके के रूप में एसएडब्लू का उपयोग माइक्रोचैनल के अंदर तरल पदार्थ के साथ  किया गया है, यह एक ऐसी तकनीक है जिसे नियंत्रित तरीके से तापमान को 0.1 डिग्री सेल्सियस के भीतर हेरफेर करने की क्षमता के साथ किया जा सकता है।<ref name=":2" /><ref>{{cite journal|last1=Yaralioglu|first1=Goksen|title=Ultrasonic heating and temperature measurement in microfluidic channels|journal=Sensors and Actuators A: Physical|date=November 2011|volume=170|issue=1–2|pages=1–7|doi=10.1016/j.sna.2011.05.012}}</ref>
== प्रवाह माप एसएडब्लू ==
== प्रवाह माप एसएडब्लू ==
सतही ध्वनिक तरंगों का उपयोग प्रवाह माप के लिए किया जा सकता है। सतही ध्वनिक तरंगों एक तरंग मोर्चे के प्रसार पर निर्भर रह्ता है , जो भूकंपीय गतिविधियों के समान प्रतीत होता है। तरंगें उत्तेजना केंद्र पर उत्पन्न होती हैं और एक ठोस सामग्री की सतह के साथ फैलती हैं। सतही ध्वनि तरंगों उत्पन्न करने के लिए प्रेरित करती है जो भूकंप की लहरों की तरह फैलती है। इंटरडिजिटल पारक्रमित्र [[ ट्रांसड्यूसर |विद्युत यंत्र]] ) प्रेषक और [[ रिसीवर (रेडियो) | रिसीवर (रेडियो)  रेडियो संग्राही]]  जब एक प्रेषक मोड में होता है, तो सबसे दूर वाले रिसीवर के रूप में कार्य करता है। ध्वनिक तरंगों मापने वाली ट्यूब की सतह के साथ यात्रा करते हैं, लेकिन एक हिस्सा तरल से जुड़ जाता है। डिकूपिंग कोण क्रमशः तरल पर निर्भर करता है, तरंग का प्रसार वेग जो तरल के लिए विशिष्ट होता है। मापने वाली ट्यूब के दूसरी तरफ, तरंग के हिस्से ट्यूब में जोड़े जाएंगे और इसकी सतह के साथ अगले इंटरडिजिटल पारक्रमित्र तक अपना रास्ता जारी रखेंगे। दूसरे हिस्से को फिर से जोड़ा जाएगा और मापने वाली नली के दूसरी तरफ वापस चला जाएगा जहां प्रभाव खुद को दोहराता है और इस तरफ पारक्रमित्र लहर का पता लगाता है। इसका मतलब है कि यहां किसी एक पारक्रमित्र के उत्तेजना से दूरी में दो अन्य पारक्रमित्र पर इनपुट सिग्नल का अनुक्रम होगा। पारक्रमित्र प्रवाह अपने संकेत एक दिशा से दूसरी दिशा में भेजते है।<ref>Product from Bürkert Fluid Control Systems http://www.processindustryforum.com/article/patented-flow-meter-saw-technology-accurate-flow-measurement-hygienic-applications</ref>
सतही ध्वनिक तरंगों का उपयोग प्रवाह माप के लिए किया जा सकता है। सतही ध्वनिक तरंगों एक तरंग मोर्चे के प्रसार पर निर्भर रह्ता है , जो भूकंपीय गतिविधियों के समान प्रतीत होता है। तरंगें उत्तेजना केंद्र पर उत्पन्न होती हैं और एक ठोस सामग्री की सतह के साथ फैलती हैं। सतही ध्वनि तरंगों उत्पन्न करने के लिए प्रेरित करती है जो भूकंप की लहरों की तरह फैलती है। इंटरडिजिटल पारक्रमित्र [[ ट्रांसड्यूसर |विद्युत यंत्र]] ) प्रेषक और [[ रिसीवर (रेडियो) | रिसीवर (रेडियो)  रेडियो संग्राही]]  जब एक प्रेषक मोड में होता है, तो सबसे दूर वाले रिसीवर के रूप में कार्य करता है। ध्वनिक तरंगों मापने वाली ट्यूब की सतह के साथ यात्रा करते हैं, लेकिन एक हिस्सा तरल से जुड़ जाता है। डिकूपिंग कोण क्रमशः तरल पर निर्भर करता है, तरंग का प्रसार वेग जो तरल के लिए विशिष्ट होता है। मापने वाली ट्यूब के दूसरी तरफ, तरंग के हिस्से ट्यूब में जोड़े जाएंगे और इसकी सतह के साथ अगले इंटरडिजिटल पारक्रमित्र तक अपना रास्ता जारी रखेंगे। दूसरे हिस्से को फिर से जोड़ा जाएगा और मापने वाली नली के दूसरी तरफ वापस चला जाएगा जहां प्रभाव खुद को दोहराता है और इस तरफ पारक्रमित्र लहर का पता लगाता है। इसका मतलब है कि यहां किसी एक पारक्रमित्र के उत्तेजना से दूरी में दो अन्य पारक्रमित्र पर इनपुट सिग्नल का अनुक्रम होगा। पारक्रमित्र प्रवाह अपने संकेत एक दिशा से दूसरी दिशा में भेजते है।<ref>Product from Bürkert Fluid Control Systems http://www.processindustryforum.com/article/patented-flow-meter-saw-technology-accurate-flow-measurement-hygienic-applications</ref>

Revision as of 01:48, 17 October 2022

टेल्यूरियम ऑक्साइड के क्रिस्टल पर सतही ध्वनिक तरंगों की प्रायोगिक छवि[1]

सतह ध्वनिक तरंग (एसएडब्लू) ध्वनिक तरंग है जो लचीलेपन को प्रदर्शित करने वाली सामग्री की सतह के साथ यात्रा करती है, एक आयाम के साथ जो सामान्यतः सामग्री की गहराई के साथ तेजी से घटती है, जैसे कि वे लगभग एक तरंग दैर्ध्य की गहराई तक सीमित रहता हैं।[2][3]

डिस्कवरी

सतह ध्वनिक तरंग (एसएडब्लूs) को पहली बार 1885 में लॉर्ड रेले द्वारा समझाया गया था, जिन्होंने प्रसार के लिए सतही ध्वनिक तरीके का वर्णन किया था और अपने क्लासिक पेपर में इसके गुणों की भविष्यवाणी की थी।[4] उनके खोजकर्ता के नाम पर, रेले तरंगों में एक अनुदैर्ध्य लहर (लंबाई की दिशा मे ) और एक लंबवत कतरनी घटक की तरह होता है जो की सतह के संपर्क में अतिरिक्त परतों की तरह किसी भी संचार माध्यम के साथ जुड़ सकता है। यह युग्मन तरंग (दो चीजों को आपस मे जोड़ने या बाँधने की क्रिया) केआयाम और वेग को दृढ़ता से प्रभावित करता है, जिससे एसएडब्ल्यू सेंसर सीधे द्रव्यमान और यांत्रिक गुणों को समझ सकते हैं। 'रेले तरंगों' शब्द का प्रयोग अक्सर 'एसएडब्ल्यू' के समानार्थक रूप से किया जाता है, हालांकि कड़ाई से बोलने पर कई प्रकार की सतह ध्वनिक तरंगें होती हैं, जैसे प्रेम तरंगें, जो अनुदैर्ध्य और ऊर्ध्वाधर (लंबवत) के बजाय सतह के तल में ध्रुवीकरण (लहरें) होती हैं। .

लव और रेले जैसी एसएडब्ल्यू तरंगें बल्क तरंगों की तुलना में अधिक लंबे समय तक फैलती हैं, क्योंकि उन्हें तीन के बजाय केवल दो आयामों में यात्रा करनी होती है। इसके अलावा, सामान्य तौर पर उनके थोक समकक्षों की तुलना में उनका वेग अधिक होता है।

सतह ध्वनिक तरंग उपकरण

सतह ध्वनिक तरंग उपकरण विद्युत प्रणाली के उपयोग के साथ अनुप्रयोग करके विस्तृत श्रृंखला प्रदान करते हैं, जिसमें एनालॉग विलंब रेखा एं, फिल्टर, सहसंबंधक और डीसी (एकदिश धारा) से डीसी (एकदिश धारा) कनवर्टर शामिल हैं। इन तरह सतह ध्वनिक तरंग उपकरण रडार सिस्टम, संचार प्रणालियों में संभावित क्षेत्र प्रदान करती हैं।

इलेक्ट्रॉनिक घटकों में आवेदन

इस तरह की तरंगें सामान्यतः पर विद्युत परिपथ में एसएडब्ल्यू उपकरण में उपयोग की जाती है। एसएडब्ल्यू उपकरणों का उपयोग एसएडब्ल्यू फ़िल्टर, विद्युत दोलित्र और ट्रांसफार्मर (परिवर्तक) के रूप में किया जाता है, ऐसे उपकरण जो ध्वनिक तरंगों के पारक्रमित्र (ट्रांसड्यूसर) एक विद्युत उपकरण जो ऊर्जा के एक रूप को दूसरे रूप में परिवर्तित करता है। विद्युत जनित्र, विद्युत ऊर्जा से यांत्रिक ऊर्जा (एसएडब्ल्यू के रूप में) में एक अवस्था द्वारा विद्युत ऊर्जा में बदलता है। दाब विद्युत सामग्री के उपयोग से उन पर बल लागू होने पर वोल्टेज उत्पन्न करती है।

एक विशिष्ट एसएडब्लू डिवाइस डिज़ाइन का योजनाबद्ध चित्र

सतह ध्वनिक तरंग (एसएडब्ल्यू ) को नियोजित करने वाले विद्युत उपकरण सामान्यतः पर एक या अधिक इंटरडिजिटल पारक्रमित्र (IDTs) (विद्युत यंत्र ) का उपयोग ध्वनिक तरंगों को विद्युत संकेतों में बदलने के लिए करते हैं और इसके विपरीत पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री की सूची के पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव को प्रभावित करके,जैसे क्वार्ट्ज (स्फटिक), लिथियम निओबेट, लिथियम टैंटलेट, लैंथेनम गैलियम सिलिकेट (लैंगसाइट-एलजीएस), आदि[5] इन उपकरणों को क्रियाधार सफाई/पॉलिशिंग, धातुकरण, फोटोलिथोग्राफी (प्रकाश लिथोछपाई ), और निष्क्रियता/संरक्षण (ढांकता हुआ) परत निर्माण जैसे उपचार द्वारा तैयार किया जाता है। ये सिलिकॉन एकीकृत परिपथ जैसे अर्धचालक के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट प्रक्रिया द्वारा किये जाते है।

डिवाइस के सभी हिस्सों क्रियाधार (सब्सट्रेट ), इसकी सतह, धातुकरण सामग्री,धातुकरण की मोटाई, फोटोलिथोग्राफी (प्रकाशलिथोछपाई) द्वारा गठित इसके किनारे की परतें - जैसे निष्क्रियता कोटिंग धातुकरण की सतह ध्वनिक तरंग का इनपर पर प्रभाव पड़ता है क्योंकि यह रेले तरंगों के प्रसार पर अत्यधिक निर्भर होते है। उदाहरण के लिए एसएडब्ल्यू फिल्टर में नमूना आवृत्ति आईडीटी उंगलियों की चौड़ाई पर निर्भर करता है, पावर हैंडलिंग क्षमता आईडीटी उंगलियों की मोटाई और सामग्री से संबंधित है, और तापमान स्थिरता न केवल क्रियाधार के तापमान व्यवहार पर निर्भर करती है बल्कि यह भी आईडीटी इलेक्ट्रोड के लिए चयनित धातुओं और क्रियाधार इलेक्ट्रोड को कोटिंग करने वाली संभावित परतों को ढांकता है।

सतह ध्वनिक तरंग फ़िल्टर (निस्पंदन) अब मोबाइल फ़ोन में उपयोग किए जाते हैं, और अन्य फ़िल्टर तकनीकों जैसे क्वार्ट्ज क्रिस्टल (बल्क वेव्स पर आधारित), एल सी (LC) फ़िल्टर, और वेवगाइड फिल्टर पर विशेष रूप से 1.5-2.5 GHz से कम आवृत्तियों पर प्रदर्शन, लागत और आकार में तकनीकी लाभ प्रदान करते हैं। आरएफ शक्ति पर फ़िल्टर करने की आवश्यकता है। 1.5-2.5 गीगाहर्ट्ज़ से अधिक आवृत्तियों के लिए एसएडब्ल्यू को पूरक तकनीक द्वारा एक पतली फिल्म थोक ध्वनिक अनुनादक (टीएफबीएआर, या एफबीएआर )एक उपकरण है पर आधारित होते है है।

सतह ध्वनिक तरंग संवेदकों के क्षेत्र में पिछले 20 वर्षों में काफी शोध किया गया है।[6] संवेदक (सेंसर) अनुप्रयोगों (जैसे रासायनिक, ऑप्टिकल (प्रकाशीय), ताप-विषयक(थर्मल), दबाव (बल), त्वरण, टोक़ और जैविक) मे एसएडब्ल्यू सेंसर ने आज तक अपेक्षाकृत मामूली व्यावसायिक सफलता देखी है, लेकिन सामान्यतः टच स्क्रीन डिस्प्ले जैसे कुछ अनुप्रयोगों के लिए व्यावसायिक प्रयोग में संवेदन के सभी क्षेत्र शामिल किए गए जाते हैं।

रेडियो और टेलीविजन में एसएडब्ल्यू उपकरण अनुप्रयोग

एसएडब्ल्यू रेज़ोनेटर (अनुनादक) का उपयोग उन्हीं अनुप्रयोगों के लिए के लिए करते है जिनमें क्रिस्टल दोलत्र का उपयोग किया जाता है, क्योंकि वे उच्च आवृत्ति पर काम करते हैं।[7] वे अक्सर रेडियो ट्रांसमीटर में उपयोग किए जाते हैं जहां स्थायित्व की आवश्यकता नहीं होती है वे अक्सर गैरेज का दरवाजा खोलने वाला रिमोट कंट्रोल, कंप्यूटर बाह्य उपकरणों के लिए शॉर्ट रेंज रेडियो फ्रीक्वेंसी लिंक (रेडियो-आवृत्ति पहचान) और अन्य उपकरणों जैसे अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं जहां परिसेवक तटीकरण की आवश्यकता नहीं होती है। जहां एक रेडियो लिंक से कई चैनलों का उपयोग कर सकते है, क्वार्ट्ज क्रिस्टल दोलक अपनी फ्रीक्वेंसी स्थिरता के लिए जाना जाता है, इसका उपयोग सामान्यतः पर एक चरण लॉक लूप कई विद्युत उपकरणों के सामान्य रूप से काम करने के लिए चलाया जाता है चूंकि सतह ध्वनिक तरंग उपकरण की अनुनाद आवृत्ति क्रिस्टल के यांत्रिक गुणों द्वारा निर्धारित की जाती है, यह एक साधारण एलसी (LC) दोलत्र नहीं करता है,जहां संधारित्र प्रदर्शन (कंडेनसर) और बैटरी वोल्टेज जैसी स्थितियां तापमान और उम्र के साथ काफी अलग होती है ।

एसएडब्ल्यू फ़िल्टर अक्सर रेडियो रिसीवर में भी उपयोग किए जाते हैं, क्योंकि उनके पास सटीक रूप से निर्धारित और संकीर्ण पासबैंड होते हैं। यह उन अनुप्रयोगों में सहायक होता है जहां एक एकल एंटीना (एक ट्रांसमीटर और एक रिसीवर के बीच साझा किया जाना चाहिए जो निकट दूरी पर आवृत्तियों पर काम कर रहा हो) सिग्नल से उपवाहक निकालने के लिए एसएडब्ल्यू फ़िल्टर अक्सर टेलीविज़न रिसीवर्स में भी उपयोग किए जाते हैं; डिजिटल टेलीविजन संक्रमण तक, टेलीविज़न रिसीवर या वीडियो रिकॉर्डर की माध्यमिक आवृत्ति स्ट्रिप से डिजिटल ऑडियो सब कैरियर्स का निष्कर्षण सतह धवनिक तरंग फ़िल्टर के लिए किया जाता है

प्रारंभिक अग्रलेख, जेफ़री कोलिन्स ने 1970 के दशक में विकसित एक स्काईनेट (उपग्रह) रिसीवर में सतह ध्वनिक तरंग उपकरणों को शामिल किया गया। यह मौजूदा तकनीक की तुलना में तेजी से संकेतों का निर्माण करता है।[8] वे अक्सर डिजिटल रिसीवर में भी उपयोग किए जाते हैं और अत्यधिक गर्मी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं ऐसा इसलिए है क्योंकि स्थानीय दोलित्र से प्राप्त संकेत के साथ मिलाने के बाद मध्यवर्ती आवृत्ति संकेत हमेशा एक निश्चित आवृत्ति पर होता है,और इसलिए एक निश्चित आवृत्ति और उच्च क्यू कारक के साथ एक फिल्टर अवांछित या हस्तक्षेप संकेतों को उत्कृष्ट हटाने के लिए प्रदान करता है।

इन अनुप्रयोगों में, एसएडब्ल्यू फिल्टर लगभग हमेशा एक चरण लॉक लूप संश्लेषित स्थानीय दोलित्र ,या एक वैरिकैप संचालित दोलित्र के साथ उपयोग किया जाता है।

भूभौतिकी एसएडब्लू

भूकंप विज्ञान में सतह ध्वनिक तरंगें भूकंप द्वारा उत्पन्न सबसे विनाशकारी भूकंपीय तरंग होती हैं,[9] जो अधिक जटिल माध्यमों, जैसे समुद्र तल, चट्टानों आदि में फैलते हैं, ताकि जीवित पर्यावरण की रक्षा के लिए लोगों द्वारा इस पर ध्यान देने और निगरानी करने की आवश्यकता होती है।

क्वांटम ध्वनिकी एसएडब्लू

सतह ध्वनिक तरंग, क्वांटम ध्वनिकी (क्यूए) के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जहां क्वांटम ऑप्टिक्स (परिमाण प्रमात्रा प्रकाशिकी ) (क्यूओ) के विपरीत, जो पदार्थ और प्रकाश के बीच बातचीत सिस्टम (फोनन,अर्ध-कणों और कृत्रिम क्वाइट्स) और ध्वनिक तरंगों का विश्लेषण किया जाता है। क्यूए की संबंधित तरंगों की प्रसार गति क्यूओ की तुलना में धीमा परिमाण देते है। नतीजतन, क्यूए तरंग की लंबाई के संदर्भ में क्वांटम एक अलग परिप्रेक्ष्य प्रदान करता है। [10] इन परिवर्धनों का एक उदाहरण है, क्वैबिट्स और क्वांटम डॉट्स (मानव निर्मित नैनोस्केल क्रिस्टल हैं) की क्वांटम ऑप्टिकल जांच इस तरह से कि गयी है की प्राकृतिक परमाणुओं के आवश्यक पहलुओं का अनुकरण किया जा सके,जैसे ऊर्जा-स्तर संरचनाएं और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में दो वस्तुओं को मिलाकर रखती है [11][12][13][14][15] इन कृत्रिम परमाणुओं को एक परिपथ में व्यवस्थित किया जाता है जिसे 'विशाल परमाणु' कहा जाता है, क्योंकि इसका आकार 10−4–10-3 मी. तक पहुंच जाता है[16] क्वांटम ऑप्टिकल प्रयोगों में सामान्यतः पर पदार्थ-प्रकाश की बातचीत के लिए माइक्रोवेव का उपयोग किया जाता है, लेकिन विशाल परमाणुओं और माइक्रोवेव क्षेत्रों के बीच तरंग दैर्ध्य के अंतर के कारण, जिनमें से बाद की तरंग दैर्ध्य 10-2-10−1 मीटर के बीच होता है सतह ध्वनिक तरंग के बजाय उनका अधिक उपयुक्त तरंग दैर्ध्य (10−6 मीटर) के लिए उपयोग किया जाता है।[17]

चुंबकीय और स्पिंट्रोनिक्स (उपकरणों की डिजाइनिंग) के क्षेत्र में, स्पिन तरंगों और सतह ध्वनिक तरंगों के बीच एक समान वेव वेक्टर (लहर वेक्टर) तरंग-वेक्टर और आवृत्ति के बीच एक गुंजयमान युग्मन ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में, किसी भी दिशा में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।[10] उदाहरण के लिए यह चुंबकीय क्षेत्र सेंसर के निर्माण में उपयोगी हो सकता है, जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों की तीव्रता और दिशा दोनों के प्रति संवेदनशील होते हैं। चुंबकीय विरूपण और दाब विद्युत (दबाव से उत्पन्न बिजली) माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम की संरचना का उपयोग करके निर्मित इन सेंसरों में बैटरी और तारों के बिना संचालन होता है, साथ ही साथ उच्च तापमान या घूर्णन प्रणाली जैसी परिचालन स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है।[18]

एकल इलेक्ट्रॉन नियंत्रण

एक सतह ध्वनिक तरंग के माध्यम से ले जाया गया इलेक्ट्रॉन का एनिमेशन।

वर्तमान अर्धचालक प्रौद्योगिकी के सबसे छोटे पैमाने पर भी, प्रत्येक ऑपरेशन इलेक्ट्रॉनों की विशाल धाराओं द्वारा किया जाता है।[18] एकल इलेक्ट्रॉन नियंत्रण प्राप्त करने के अंतिम लक्ष्य के साथ इन प्रक्रियाओं में शामिल इलेक्ट्रॉनों की संख्या को कम करना एक गंभीर चुनौती होती है, यह इलेक्ट्रॉनों के एक दूसरे के साथ अत्यधिक अंतःक्रियात्मक होने के कारण होते है, जिससे सिर्फ एक को बाकी हिस्सों से अलग करना मुश्किल हो जाता है।[19] सतह ध्वनिक तरंगें का उपयोग इस लक्ष्य को प्राप्त करने में मदद करता है। जब एसएडब्ल्यू एक दाब विद्युत सतह पर उत्पन्न होते हैं, तो विरूपण (भौतिकी) तरंग विद्युत चुम्बकीय क्षमता उत्पन्न करती है। संभावित मिनीमा तब एकल इलेक्ट्रॉनों को फंसा सकता है, जिससे उन्हें व्यक्तिगत रूप से ले जाया जा सकता है। यद्यपि इस तकनीक को पहले वर्तमान की एक मानक इकाई को सटीक रूप से परिभाषित करने के तरीके के रूप में सोचा गया था,[20] यह क्वांटम सूचना के क्षेत्र में अधिक उपयोगी साबित हुआ। सामान्यतः पर, क्यूबिट्स स्थिर होते हैं, जिससे उनके बीच सूचना का हस्तांतरण मुश्किल हो जाता है। एसएडब्लूs द्वारा ले जाने वाले एकल इलेक्ट्रॉनों का उपयोग तथा कथित फ्लाइंग क्वाइब के रूप में किया जा सकता है, जो सूचना को एक स्थान से दूसरे स्थान तक ले जाने में सक्षम हैं। इसे महसूस करने के लिए एक एकल इलेक्ट्रॉन स्रोत की आवश्यकता होती है, साथ ही एक रिसीवर जिसके बीच इलेक्ट्रॉन ले जाया जा सकता है। क्वांटम डॉट्स (QD) सामान्यतः पर इन स्थिर इलेक्ट्रॉन कारावासों के लिए उपयोग किए जाते हैं। इस संभावित न्यूनतम को कभी-कभी एसएडब्लू क्वांटम डॉट्स कहा जाता है। प्रक्रिया, जैसा कि दाईं ओर GIF एसएडब्लू गया है, सामान्यतः पर इस प्रकार है। अनुकूल तरंग दैर्ध्य प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोड के बीच विशिष्ट आयामों के साथ पहले एसएडब्ल्यू एक इंटरडिजिटल पारक्रमित्र के साथ उत्पन्न होते हैं।[18] फिर स्थिर क्वांटम डॉट्स से इलेक्ट्रॉन क्वांटम टनलिंग संभावित न्यूनतम, या सतह ध्वनिक तरंगें क्वांटम डॉट्स तक। एसएडब्लू कुछ गतिज ऊर्जा को इलेक्ट्रॉन में स्थानांतरित करते हैं, इसे आगे बढ़ाते हैं। फिर इसे गैलियम आर्सेनाइड जैसे दाब विद्युत अर्धचालक सामग्री की सतह पर एक आयामी चैनल के माध्यम से ले जाया जाता है।[19][20]अंत में, इलेक्ट्रॉन एसएडब्लू क्वांटम डॉट्स से बाहर और रिसीवर क्वांटम डॉट्स में सुरंग बनाता है, जिसके बाद स्थानांतरण पूरा हो जाता है। इस प्रक्रिया को दोनों दिशाओं में भी दोहराया जा सकता है।[21]

सतह ध्वनिक तरंग और 2डी सामग्री

चूंकि ध्वनिक कंपन बल्क सामग्री में तनाव-प्रेरित दाब विद्युत क्षेत्र के माध्यम से एक पीजोइलेक्ट्रिसिटी अर्धचालक में चलती चार्ज के साथ बातचीत कर सकते हैं, यह एक्यूस्टो-इलेक्ट्रिक प्रभाव (एई) युग्मन 2 डी सामग्री, जैसे कि ग्रैफेन में भी महत्वपूर्ण है। इन 2डी सामग्रियों में द्वि-आयामी इलेक्ट्रॉन गैस में ऊर्जा अंतराल ऊर्जा होती है जो सामान्यतः पर सामग्री के माध्यम से यात्रा करने वाले एसएडब्ल्यू फोनन की ऊर्जा से काफी अधिक होती है। इसलिए सतह ध्वनिक तरंग फ़ोनों को सामान्यतः पर इंट्रा-बैंड क्वांटम कूद के माध्यम से अवशोषित किया जाता है। ग्राफीन में ये संक्रमण ही एकमात्र तरीका है, क्योंकि इसके इलेक्ट्रॉनों का रैखिक फैलाव संबंध ऊर्जा के संवेग/ऊर्जा संरक्षण को रोकता है जब यह एक अंतर-बैंड संक्रमण के लिए एक एसएडब्लू को अवशोषित करेगा।[22] अक्सर चलती चार्ज और एसएडब्ल्यू के बीच बातचीत के परिणामस्वरूप एसएडब्ल्यू तीव्रता (भौतिकी) में कमी आती है क्योंकि यह 2 डी इलेक्ट्रॉन गैस के माध्यम से चलती है, साथ ही साथ एसएडब्ल्यू वेग को फिर से सामान्य करती है। आवेश सतह ध्वनिक तरंग से गतिज ऊर्जा लेते हैं और वाहक प्रकीर्णन के माध्यम से इस ऊर्जा को फिर से खो देते हैं।

एसएडब्ल्यू तीव्रता क्षीणन के अलावा, ऐसी विशिष्ट स्थितियां हैं जिनमें लहर को भी बढ़ाया जा सकता है। सामग्री पर वोल्टेज लगाने से, चार्ज वाहक सतह ध्वनिक तरंग की तुलना में अधिक बहाव वेग प्राप्त कर सकते हैं। फिर वे अपनी गतिज ऊर्जा का एक हिस्सा एसएडब्लू को देते हैं, जिससे यह अपनी तीव्रता और वेग को बढ़ाता है। बातचीत भी काम करती है। यदि एसएडब्ल्यू वाहकों की तुलना में तेजी से आगे बढ़ रहा है, तो यह उन्हें गतिज ऊर्जा स्थानांतरित कर सकता है, और इस तरह कुछ वेग और तीव्रता खो सकता है।[23]

सूक्ष्मप्रवाही (माइक्रोफ्लुइडिक्स) एसएडबलू

हाल के वर्षों में, माइक्रोफ्लुइडिक्स एक्चुएशन और कई अन्य प्रक्रियाओं को चलाने के लिए एसएडब्ल्यू का उपयोग करने पर ध्यान आकर्षित किया गया है। एसएडब्लू क्रियाधार और द्रव में ध्वनि वेगों के बेमेल होने के कारण, सतह ध्वनिक तरंग को प्रभावी रूप से द्रव में स्थानांतरित किया जा सकता है, जिससे महत्वपूर्ण जड़त्वीय बल और द्रव वेग पैदा होते हैं। पंपिंग, मिक्सिंग (प्रक्रिया अभियांत्रिकी), और जेट (फ्लुइड) जैसी द्रव क्रियाओं को चलाने के लिए इस तंत्र का उपयोग किया जा सकता है। एसएडब्लू तरंग एक अनुप्रस्थ तरंग है, जो की छोटी बूंद में प्रवेश करने पर एक अनुदैर्ध्य तरंग बन जाती है। सतह ध्वनिक तरंग उद्धरण नोट-9|[9] यह अनुदैर्ध्य तरंग है जो माइक्रोफ्लुइडिक छोटी बूंद के भीतर द्रव का प्रवाह बनाती है, इस तकनीक का उपयोग सूक्ष्म चैनलों और सूक्ष्म वाल्वों के विकल्प के रूप में क्रियाधार के हेरफेर के लिए किया जा सकता है, जिससे एक खुली प्रणाली की अनुमति मिलती है।[24]

इस तंत्र का उपयोग छोटी बूंद-आधारित माइक्रोफ्लुइडिक्स में छोटी बूंद के हेरफेर के लिए भी किया गया है। विशेष रूप से, एसएडब्लू को एक क्रियात्मक तंत्र के रूप में उपयोग करते हुए, बूंदों को छँटाई के लिए आउटलेट की ओर धकेला गया था[25][26] या अधिक[27]इसके अलावा, एसएडब्लू का उपयोग छोटी बूंद के आकार के मॉडुलन, [30] [31] विभाजन, [32] [27] [33] ट्रैपिंग, [34] चिमटी, [35] और नैनोफ्लुइडिक पाइपिंग के लिए किया जाता था। [33] SAW का उपयोग करके समतल और झुकी हुई सतहों पर बूंदों के प्रभाव में हेरफेर और नियंत्रण किया गया है। [36] [37]

पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन एक ऐसी सामग्री है जिसका उपयोग माइक्रोचैनल और माइक्रोफ्लुइडिक चिप्स बनाने के लिए किया जा सकता है। इसके कई उपयोग हैं, जिसमें ऐसे प्रयोग भी शामिल हैं जिनमें जीवित कोशिकाओं का परीक्षण या प्रसंस्करण किया जाना है। यदि जीवित जीवों को जीवित रखने की आवश्यकता है, तो उनके पर्यावरण की निगरानी और नियंत्रण करना महत्वपूर्ण है, जैसे कि गर्मी और पीएच स्तर; हालांकि, अगर इन तत्वों को विनियमित नहीं किया जाता है, तो कोशिकाएं मर सकती हैं या इसके परिणामस्वरूप अवांछित प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं।[28]

पीडीएमएस (PDMS) को ध्वनिक ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए पाया गया है, जिससे पीडीएमएस जल्दी गर्म हो जाता है (2000 केल्विन/सेकंड से अधिक)।[29] इन पीडीएमएस उपकरणों को गर्म करने के तरीके के रूप में एसएडब्लू का उपयोग माइक्रोचैनल के अंदर तरल पदार्थ के साथ किया गया है, यह एक ऐसी तकनीक है जिसे नियंत्रित तरीके से तापमान को 0.1 डिग्री सेल्सियस के भीतर हेरफेर करने की क्षमता के साथ किया जा सकता है।[29][30]

प्रवाह माप एसएडब्लू

सतही ध्वनिक तरंगों का उपयोग प्रवाह माप के लिए किया जा सकता है। सतही ध्वनिक तरंगों एक तरंग मोर्चे के प्रसार पर निर्भर रह्ता है , जो भूकंपीय गतिविधियों के समान प्रतीत होता है। तरंगें उत्तेजना केंद्र पर उत्पन्न होती हैं और एक ठोस सामग्री की सतह के साथ फैलती हैं। सतही ध्वनि तरंगों उत्पन्न करने के लिए प्रेरित करती है जो भूकंप की लहरों की तरह फैलती है। इंटरडिजिटल पारक्रमित्र विद्युत यंत्र ) प्रेषक और रिसीवर (रेडियो) रेडियो संग्राही जब एक प्रेषक मोड में होता है, तो सबसे दूर वाले रिसीवर के रूप में कार्य करता है। ध्वनिक तरंगों मापने वाली ट्यूब की सतह के साथ यात्रा करते हैं, लेकिन एक हिस्सा तरल से जुड़ जाता है। डिकूपिंग कोण क्रमशः तरल पर निर्भर करता है, तरंग का प्रसार वेग जो तरल के लिए विशिष्ट होता है। मापने वाली ट्यूब के दूसरी तरफ, तरंग के हिस्से ट्यूब में जोड़े जाएंगे और इसकी सतह के साथ अगले इंटरडिजिटल पारक्रमित्र तक अपना रास्ता जारी रखेंगे। दूसरे हिस्से को फिर से जोड़ा जाएगा और मापने वाली नली के दूसरी तरफ वापस चला जाएगा जहां प्रभाव खुद को दोहराता है और इस तरफ पारक्रमित्र लहर का पता लगाता है। इसका मतलब है कि यहां किसी एक पारक्रमित्र के उत्तेजना से दूरी में दो अन्य पारक्रमित्र पर इनपुट सिग्नल का अनुक्रम होगा। पारक्रमित्र प्रवाह अपने संकेत एक दिशा से दूसरी दिशा में भेजते है।[31]

यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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