fa مدل‌سازی فیزیکی یک حسگر فیبر کریستال فوتونیکی ضریب شکست بر پایه تشدید پلاسمون‌های سطحی عمومى General پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"><span style="font-family:Tahoma;"><span style="font-size:14px;"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span class="StyleLatinHelveticaComplex2LotusLatin12ptComple" new="" roman="" times=""><span style="color:black"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:#c00000">مقدمه:</span></span></b></span></span><span lang="AR-SA"> حسگرهای فیبر کریستال فوتونیکی (</span><span dir="LTR">PCF</span><span lang="AR-SA">) 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 &ndash; 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.</span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span class="StyleLatinHelveticaComplex2LotusLatin12ptComple" new="" roman="" times=""><span style="color:black"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:#c00000">روش بررسی</span></span></b></span></span><span lang="AR-SA">: 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 (</span><span dir="LTR">FDM</span><span lang="AR-SA">) تاثیر پارامترهای گوناگون بر میزان حسگری فیبر فوتونیکی پلاسمونی طراحی شده برآورد می‌گردد. </span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span class="StyleLatinHelveticaComplex2LotusLatin12ptComple" new="" roman="" times=""><span style="color:black"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:#c00000">یافته‌ها:</span></span></b></span></span><span lang="AR-SA"> عملکرد حسگر طراحی‌شده با استفاده از بررسی‌های طول موج و دامنه بررسی گردید. بیشینه حسگری طول موجی کانال ضریب شکست به ترتیب </span><span dir="LTR">&micro;m/RIU</span> 9/6 به‌دست آمد، و بیشینه حسگری دامنه‌ای مربوطه <span dir="LTR">RIU-1</span> 50/642 محاسبه شد. این مقادیر در قیاس با حسگرهای موجود بهبود قابل توجهی را نشان می‌دهد.</span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span class="StyleLatinHelveticaComplex2LotusLatin12ptComple" new="" roman="" times=""><span style="color:black"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:#c00000">نتیجه‌گیری:</span></span></b></span></span><span lang="AR-SA"> 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.</span></span></span><br> &nbsp;</span></span></div> <div style="text-align: justify;"><span style="font-size:11pt"><span style="line-height:115%"><span style="unicode-bidi:embed"><span style="font-family:Calibri,sans-serif"><span style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:115%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black">Photonic crystal fiber (PCF) sensors based on surface plasmon resonance have shown their unique abilities in biological imaging, medical diagnostics, environmental monitoring, non-destructive disease diagnosis, etc.</span></span></span></span> <span style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:115%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black">By effectively limiting the electromagnetic field in the fiber core and strong resonance of the surface plasmon-polariton, the evanescent field at the boundary between the plasmonic metal and the analyte is amplified and emits a significant pulse, which greatly increases the efficiency and accuracy of this type of sensor.</span></span></span></span> <span style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:115%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black">Various forms of this kind of sensors have been designed so far.</span></span></span></span> <span style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:115%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black">However, there are still challenges in how to design the metal-analyte interface.</span></span></span></span> <span style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:115%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black">To solve this problem, the geometry of the fiber can be modified to effectively strengthen the evanescent field at the metal-analyte interface.</span></span></span></span> <span style="font-size:12.0pt"><span style="line-height:115%"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black">In this study, a new structure is introduced for the aforementioned sensor, which shows a high sensitivity to changes in the refractive index of biological analytes.</span></span></span></span></span></span></span></span></div> فیبر کریستال فوتونی, تشدید پلاسمون سطحی, پلاسمون - پلاریتون, حسگر, ضریب شکست, تشخیص پزشکی غیرمخرب. 27 33 http://icml.ir/browse.php?a_code=A-10-151-150&slc_lang=fa&sid=1 Abbas Bagheri Khatibani عباس باقری خطیبانی bagherikhatibani@gmail.com 1050031947532846003523 1050031947532846003523 Yes Nano Research Lab, Lahijan Branch, Islamic Azad University, Lahijan, Iran آزمایشگاه تحقیقاتی نانو، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران