Detection and Imaging of Magnetic Field in the Microwave Regime With a Combination of Magnetic Losses Material and Thermofluorescent Molecules

Autor: Daniel Prost, Julian Carrey, François Issac, Jean-François Bobo, Stéphane Faure, Hugo Ragazzo
Přispěvatelé: ONERA / DEMR, Université de Toulouse [Toulouse], ONERA-PRES Université de Toulouse, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: IEEE Transactions on Magnetics
IEEE Transactions on Magnetics, 2019, 55 (2), pp.6500104. ⟨10.1109/TMAG.2018.2860520⟩
IEEE Transactions on Magnetics, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2019, 55 (2), pp.6500104. ⟨10.1109/TMAG.2018.2860520⟩
ISSN: 1941-0069
0018-9464
DOI: 10.1109/tmag.2018.2860520
Popis: International audience; Characterization of the electromagnetic field emitted by various sources (antenna, radar, etc.) is an important issue, either for civil or defense applications. The measurement of electromagnetic field may be performed either by local probes or by thermography imaging, in particular with an infrared camera. The latter method, called electromagnetic infrared (EMIR) has been developed several years ago. We have recently successfully implemented this technique in the domain of visible light thanks to the combination of a film sensitive to either electric field (slightly conductive film) or magnetic field (insulating film with ferromagnetic particles) and a polymer coating doped with fluorescent molecules with an emission depending on temperature, indeed a thermofluorescent sensor. We present our recent results obtained imaging the microwave magnetic field emitted in the near field of a zeroth-order resonator (ZOR) antenna. The sensing film is a stack of FLEX-TOKIN magnetic absorber, already tested by EMIR infrared thermography in our group. A 20 µm film composed of a mixture of rhodamine B (RhB) in an epoxy matrix is screen printed on the FLEX surface. RhB, in ethanol solution, has a thermofluorescence coefficient of ∼2%/K at room temperature at its maximum of fluorescence of 595 nm. Excitation light is delivered by an array of blue 470 nm LEDs. The 4.29 GHz microwave excitation of the ZOR device is amplitude modulated at 0.1-0.5 Hz in order to cancel any thermal drift and convection of the thermofluorescence image. Low-frequency excitation modulation also allows noise cancellation via image pixel demodulation postprocessing. We present the deduced temperature mapping of the sensing film placed 2 mm above the ZOR patch antenna.
Databáze: OpenAIRE
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