دوره 19، شماره 3 - ( 12-1401 )
جلد 19 شماره 3 صفحات 33-27 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Bagheri Khatibani A. Physical modeling of a refractive index photonic crystal fiber based
on surface plasmon resonance. lmj 2023; 19 (3) :27-33
URL: http://icml.ir/article-1-577-fa.html
URL: http://icml.ir/article-1-577-fa.html
باقری خطیبانی عباس. مدل‌سازی فیزیکی یک حسگر فیبر کریستال فوتونیکی ضریب شکست بر پایه تشدید پلاسمون‌های سطحی. فصلنامه علمی پژوهشی لیزر در پزشکی. 1401; 19 (3) :27-33
آزمایشگاه تحقیقاتی نانو، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران
چکیده: (1077 مشاهده)
مقدمه: حسگرهای فیبر کریستال فوتونیکی (PCF) بر پایه تشدید پلاسمون‌های سطحی توانایی‌های بی‌نظیر خود را در تصویربرداری زیستی، تشخیص‌های پزشکی، نظارت محیطی، تشخیص بیماری غیرمخرب و... نشان داده‌اند. با محدود سازی موثر میدان الکترومغناطیسی در هسته فیبر و تشدید قوی پلاسمون – پلاریتون‌های سطحی، میدان محو‌شونده در مرز میان فلز پلاسمونیک و آنالیت تقویت‌شده و تپ (پالس) معنی‌داری را گسیل می‌کند که این امر کارایی و دقت این‌گونه از حسگرها را بشدت افزایش می‌دهد. شکل‌های متنوعی از این‌گونه از حسگرها تاکنون طراحی شده‌اند. با‌این‌وجود همچنان چالش‌هایی در چگونگی طراحی فصل مشترک فلز و آنالیت وجود دارد. برای حل این مشکل می‌توان هندسه فیبر را اصلاح نمود تا در فصل مشترک فلز - آنالیت، میدان محو‌شونده به‌طور موثری تقویت شود. در این مطالعه ساختار نوینی برای حسگر یاد‌شده معرفی می‌شود که حساسیت شدیدی به تغییرات ضریب شکست آنالیت‌های زیستی نشان می‌دهد.
روش بررسی: در حسگر طراحی‌شده فیلم نازکی از نقره بر روی صفحه تخت صیقلی فیبر پوشانیده می‌شود. پس‌زمینه فیبر از جنس سیلیکا با حفره‌هایی از هوا با مقطع دایره‌ای برای محدود‌کردن میدان الکترومغناطیسی در هسته فیبر آراییده شد. با تغییر ضریب شکست محیط، مکان پیک تشدید پلاسمونی لایه نقره تغییر می‌کند. با کمک روش المان‌های محدود (FDM) تاثیر پارامترهای گوناگون بر میزان حسگری فیبر فوتونیکی پلاسمونی طراحی شده برآورد می‌گردد.
یافته‌ها: عملکرد حسگر طراحی‌شده با استفاده از بررسی‌های طول موج و دامنه بررسی گردید. بیشینه حسگری طول موجی کانال ضریب شکست به ترتیب µm/RIU 9/6 به‌دست آمد، و بیشینه حسگری دامنه‌ای مربوطه RIU-1 50/642 محاسبه شد. این مقادیر در قیاس با حسگرهای موجود بهبود قابل توجهی را نشان می‌دهد.
نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهند که میزان اتلاف محدود‌سازی میدان با ضخامت لایه نقره، شعاع حفره‌های هوا و فاصله میان حفره‌ها به گونه قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌کند. حساسیت بالا به ضریب شکست محیط پیرامون، حسگر طراحی‌شده را گزینه‌ای مناسب برای کاربردهای تشخیصی و زیستی می‌سازد.
روش بررسی: در حسگر طراحی‌شده فیلم نازکی از نقره بر روی صفحه تخت صیقلی فیبر پوشانیده می‌شود. پس‌زمینه فیبر از جنس سیلیکا با حفره‌هایی از هوا با مقطع دایره‌ای برای محدود‌کردن میدان الکترومغناطیسی در هسته فیبر آراییده شد. با تغییر ضریب شکست محیط، مکان پیک تشدید پلاسمونی لایه نقره تغییر می‌کند. با کمک روش المان‌های محدود (FDM) تاثیر پارامترهای گوناگون بر میزان حسگری فیبر فوتونیکی پلاسمونی طراحی شده برآورد می‌گردد.
یافته‌ها: عملکرد حسگر طراحی‌شده با استفاده از بررسی‌های طول موج و دامنه بررسی گردید. بیشینه حسگری طول موجی کانال ضریب شکست به ترتیب µm/RIU 9/6 به‌دست آمد، و بیشینه حسگری دامنه‌ای مربوطه RIU-1 50/642 محاسبه شد. این مقادیر در قیاس با حسگرهای موجود بهبود قابل توجهی را نشان می‌دهد.
نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهند که میزان اتلاف محدود‌سازی میدان با ضخامت لایه نقره، شعاع حفره‌های هوا و فاصله میان حفره‌ها به گونه قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌کند. حساسیت بالا به ضریب شکست محیط پیرامون، حسگر طراحی‌شده را گزینه‌ای مناسب برای کاربردهای تشخیصی و زیستی می‌سازد.
واژه‌های کلیدی: فیبر کریستال فوتونی، تشدید پلاسمون سطحی، پلاسمون - پلاریتون، حسگر، ضریب شکست، تشخیص پزشکی غیرمخرب.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
