فناوری‌های حسگر نوری، صوتی، مغناطیسی و مکانیکی ۲۰۱۷
Optical, Acoustic, Magnetic, and Mechanical Sensor Technologies 2017

با تمرکز ویژه بر کاربردهای عملی و رویکردی که فیزیک و ریاضیات را به شکلی ساده و قابل فهم ارائه می‌دهد، کتاب “فناوری‌های حسگر نوری، صوتی، مغناطیسی و مکانیکی” به بررسی پیشرفت‌های لازم برای تحقق رشد حسگرهای کاملاً یکپارچه می‌پردازد که در سنجش‌های فیزیکی، بیولوژیکی، نوری و شیمیایی و همچنین فناوری‌های میکرو و نانو آینده کاربرد دارند.

حسگرهای قابل حمل و سبک، که برای دریافت صدا، حرکت و سیگنال‌های نوری یا مغناطیسی استفاده می‌شوند، همواره در لوازم الکترونیکی مصرفی، مهندسی پزشکی، کاربردهای نظامی و طیف گسترده‌ای از بخش‌های دیگر مورد تقاضا هستند. با این حال، علی‌رغم پیشرفت‌های گسترده موجود در محاسبات و ارتباطات برای سیستم‌های میکروی یکپارچه، ما تازه شاهد تغییرات تحول‌آفرین واقعی در حسگرها هستیم که برای انجام بسیاری از وظایف پیشرفته و یکپارچه حیاتی هستند.

این کتاب در دو بخش طراحی شده است – حسگرهای نوری و صوتی و حسگرهای مغناطیسی و مکانیکی – که به آخرین تحولات در حسگرها می‌پردازند.

بخش اول شامل موارد زیر است:

* حسگرهای نوری و صوتی، به ویژه حسگرهای مبتنی بر فیبرهای نوری پلیمری
* پتانسیل حسگرهای زیستی نوری یکپارچه و فوتونیک سیلیکون
* دماسنجی لومینسانس و تجزیه و تحلیل سلول‌های خورشیدی
* توصیف تحقیقات آزمایشگاه تحقیقاتی ارتش ایالات متحده در مورد کاربردهای سنجش با استفاده از طیف‌سنجی فوتواکوستیک
* پیشرفت‌ها در طراحی مودم‌های آکوستیک زیر آب

بخش دوم به بررسی موارد زیر می‌پردازد:

* حسگرهای مغناطیسی و مکانیکی، با شروع پوشش اسکن میدان مغناطیسی
* دستاوردهای شخصی برخی از مشارکت‌کنندگان در ترکیب فناوری‌های MEMS و CMOS برای سیستم‌های میکروی مصنوعی مورد استفاده برای حس کردن جریان هوا، دما و رطوبت
* دستگاه‌های میکرو هات پلیت مبتنی بر MEMS
* برداشت انرژی ارتعاشی با MEMS پیزوالکتریک
* سنجش بی‌سیم خود تغذیه

از آنجایی که حسگرها به طور اجتناب‌ناپذیری به عناصر فراگیر در اکثر جنبه‌های زندگی روزمره تبدیل می‌شوند، این کتاب پتانسیل عظیم آن‌ها را در توسعه برنامه‌های کاربردی رابط برای زمینه‌های مختلف طراحی محصول و علوم – از جمله الکترونیک، فوتونیک، مکانیک، شیمی و زیست‌شناسی – ارزیابی می‌کند.

Light on physics and math, with a heavy focus on practical applications, Optical, Acoustic, Magnetic, and Mechanical Sensor Technologies discusses the developments necessary to realize the growth of truly integrated sensors for use in physical, biological, optical, and chemical sensing, as well as future micro- and nanotechnologies.

Used to pick up sound, movement, and optical or magnetic signals, portable and lightweight sensors are perpetually in demand in consumer electronics, biomedical engineering, military applications, and a wide range of other sectors. However, despite extensive existing developments in computing and communications for integrated microsystems, we are only just now seeing real transformational changes in sensors, which are critical to conducting so many advanced, integrated tasks.

This book is designed in two sections—Optical and Acoustic Sensors and Magnetic and Mechanical Sensors—that address the latest developments in sensors.

The first part covers:

• Optical and acoustic sensors, particularly those based on polymer optical fibers
• Potential of integrated optical biosensors and silicon photonics
• Luminescent thermometry and solar cell analyses
• Description of research from United States Army Research Laboratory on sensing applications using photoacoustic spectroscopy
• Advances in the design of underwater acoustic modems

The second discusses:

• Magnetic and mechanical sensors, starting with coverage of magnetic field scanning
• Some contributors’ personal accomplishments in combining MEMS and CMOS technologies for artificial microsystems used to sense airflow, temperature, and humidity
• MEMS-based micro hot-plate devices
• Vibration energy harvesting with piezoelectric MEMS
• Self-powered wireless sensing

As sensors inevitably become omnipresent elements in most aspects of everyday life, this book assesses their massive potential in the development of interfacing applications for various areas of product design and sciences—including electronics, photonics, mechanics, chemistry, and biology, to name just a few.