دوره 18، شماره 4 - ( لیزر در پزشکی 1401 )
جلد 18 شماره 4 صفحات 25-19 |
برگشت به فهرست نسخه ها
مهندسی الکترونیک، واحد فومن و شفت، دانشگاه آزاد اسلامی، فومن، ایران
چکیده: (1214 مشاهده)
مقــدمه: امروزه حسگرهای تشدید پلاسمون‌های سطحی (SPR) به دلیل توانایی‌ها و کاربردهای گسترده‌شان در زیست - حسگری، تصویربرداری زیستی، تشخیص‌های پزشکی، نظارت محیطی، تشخیص بیماری و... مورد توجه بسیاری از پژوهشگران هستند. حسگرهای SPR فیبر کریستال فوتونیکی (PCF) به‌دلیل محدود‌سازی موثر میدان در هسته فیبر و تشدید قوی پلاسمون – پلاریتون‌های سطحی (SPP) از کارایی و دقت بسیار بالایی برخوردارند. انواع گوناگونی از این‌گونه حسگرها تاکنون معرفی و ساخته شده‌اند. اگرچه محدودیت‌هایی در زمینه شیوه قراردهی فلز در حسگر در تماس با آنالیت وجود دارد. یک راه‌حل موثر به کارگیری از حسگرهای D- شکل است. در این مقاله ساختار اصلاح‌شده‌ای از یک حسگر PCF-SPR D-شکل که نسبت به تغییرات ضریب شکست محیط حساسیت بالایی دارد، معرفی شده است و تاثیر پارامترهای ساختاری بر کارکرد آن مورد مطالعه قرار گرفته است.
روش بررسی: در فیبر کریستال فوتونیکی از جنس سیلیکا حفره‌هایی از هوا با مقطع دایره‌ای با دو قطر متفاوت برای محدود‌کردن میدان الکترومغناطیسی در هسته فیبر ایجاد شدند. لایه نازکی از نقره بر روی سطح تخت فیبر در تماس با آنالیت در نظر گرفته شد. با تغییر ضریب شکست محیط، مکان پیک تشدید پلاسمونی لایه نقره تغییر می‌کند. با کمک روش اجزای محدود (FDM) تاثیر پارامترهای هندسی بر میزان حسگری قطعه طراحی‌شده برآورد می‌گردد.
یافته‌ها: با بهینه‌سازی پارامترهای ساختاری در حسگر طراحی‌شده، بیشینه حساسیت طول موجی µm/RIU 5/10 با تفکیک‌پذیری RIU 6-10×2/7 در بازه ضریب شکست 33/1-36/1 به دست آمد.
نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهند که میزان اتلاف محدودیت (Confinement Loss) 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 فیبر کریستال فوتونیکی از جنس سیلیکا حفره‌هایی از هوا با مقطع دایره‌ای با دو قطر متفاوت برای محدود‌کردن میدان الکترومغناطیسی در هسته فیبر ایجاد شدند. لایه نازکی از نقره بر روی سطح تخت فیبر در تماس با آنالیت در نظر گرفته شد. با تغییر ضریب شکست محیط، مکان پیک تشدید پلاسمونی لایه نقره تغییر می‌کند. با کمک روش اجزای محدود (FDM) تاثیر پارامترهای هندسی بر میزان حسگری قطعه طراحی‌شده برآورد می‌گردد.
یافته‌ها: با بهینه‌سازی پارامترهای ساختاری در حسگر طراحی‌شده، بیشینه حساسیت طول موجی µm/RIU 5/10 با تفکیک‌پذیری RIU 6-10×2/7 در بازه ضریب شکست 33/1-36/1 به دست آمد.
نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهند که میزان اتلاف محدودیت (Confinement Loss) 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.
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |