ทำไมเราถึงเปลี่ยนจากการใช้ลมร้อนมาใช้แสงอินฟราเรดในห้องทดลองสร้างเซ็นเซอร์ชีวภาพ
เมื่อสร้างเซ็นเซอร์ชีวภาพ ขั้นตอนการอบแห้งและทำให้วัสดุแห้งสนิทนั้นเป็นขั้นตอนที่น่ารำคาญมาก ตลอดหลายปีที่ผ่านมา วิธีมาตรฐานคือการใช้ลมร้อน แต่จริงๆ แล้วมันเป็นวิธีที่ใช้เวลานานมาก
ปัญหาก็คือ ระบบที่ใช้ลมนั้นต้องใช้เวลานานมากในการอุ่นอากาศรอบๆ เซ็นเซอร์ ก่อนที่เซ็นเซอร์จะร้อนขึ้นจริงๆ นั่นเป็นการสูญเสียเวลาและพลังงานไปโดยเปล่าประโยชน์
นั่นคือเหตุผลที่เราหันมาใช้แสงอินฟราเรดแทน
ปัญหาเรื่องการรอคอย
ลองคิดดูว่าลมร้อนทำงานอย่างไร คุณต้องอุ่นอากาศก่อน แล้วอากาศนั้นจึงจะไปอุ่นเซ็นเซอร์ มันก็เหมือนกับการพยายามอุ่นห้องด้วยเครื่องทำความร้อนก่อนที่คุณจะเข้าไปข้างใน… มีช่วงเวลาที่ต้องรอนานมาก
แต่แสงอินฟราเรดนั้นแตกต่างออกไป มันเป็นพลังงานแบบรังสี โฟตอนจะไปกระทบกับวัสดุโดยตรง
ในวงการการผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์ นี่ถือเป็นข้อได้เปรียบอย่างมาก เพราะคุณไม่ต้องนั่งรอให้ห้องอุ่นขึ้นก่อน การเริ่มทำงานของเครื่องจะเกิดขึ้นได้ทันที นอกจากนี้ เนื่องจากเซ็นเซอร์ชีวภาพมีโครงสร้างที่เปราะบางมาก การทำให้เซ็นเซอร์เข้าออกจากสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนได้อย่างรวดเร็ว จะช่วยไม่ให้ชั้นโครงสร้างอินทรีย์ถูกทำลายหรือเสื่อมสภาพ
การประหยัดพื้นที่
ข้อดีอีกอย่างก็คือ คุณสามารถประหยัดพื้นที่ได้
คุณไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องพัดลมขนาดใหญ่หรือท่อส่งลมอีกต่อไป แค่เชื่อมต่อหลอดไฟอินฟราเรดเข้ากับสายพานลำเลียงก็พอ ง่ายมาก
แต่คุณก็ไม่สามารถใช้กำลังไฟสูงเกินไปได้ หากคุณใช้กำลังไฟมากเกินไป จะทำให้บริเวณนั้นร้อนเกินไปจนทำให้วัสดุเสียหาย สิ่งสำคัญคือต้องหาจุดสมดุลระหว่างระยะห่างของหลอดไฟกับความเร็วของสายพานลำเลียง
ข้อเสีย (เพราะมักจะมีเสมอ)
แสงอินฟราเรดนั้นมีความเร็วสูง แต่มันมีทิศทางการแผ่รังสีที่ชัดเจน
ต่างจากลมร้อนที่สามารถแผ่รังสีไปรอบๆ วัสดุได้ แสงอินฟราเรดจะแผ่รังสีเฉพาะบริเวณที่มันสามารถมองเห็นได้เท่านั้น หากเซ็นเซอร์มีโครงสร้าง 3D ที่ซับซ้อน ก็จะมีบริเวณที่ไม่ได้รับความร้อน เรามักจะแก้ปัญหานี้ด้วยการใช้กระจกสะท้อนเพื่อให้รังสีไปถึงบริเวณเหล่านั้นด้วย
และนี่คือสิ่งสำคัญที่สุด: คุณต้องจัดการกับบริเวณที่มีความร้อนให้ดี
เนื่องจากแสงอินฟราเรดมีพลังงานที่สูงมาก วัสดุจึงยังคงมีความร้อนอยู่ หากคุณไม่ระบายความร้อนออกอย่างรวดเร็ว ความร้อนที่เหลืออยู่ก็อาจทำให้เซ็นเซอร์เสียหายได้ คุณต้องระบายความร้อนออกให้เร็วที่สุดเพื่อรักษาสภาพของเซ็นเซอร์ไว้