کارآیی یک ساختار تلفیقی از بلور فوتونی- میکرودیسک در طراحی یک حس‌گر کاربردی نانوذرات

Abstract

در این مقاله، با تلفیق ساختار یک مشدد نوری میکرودیسک و یک بلور فوتونی به فرم یک آرایه از حفره‌های مکعبی هوا بر مسیری دایروی در نزدیکی پیرامون آن، به طراحی و شبیه‌سازی یک نانوحس‌گر کاربردی برای نانوذرات پرداخته می‌شود. سرانجام طراحی شیارهایی با عمقی به اندازه کسری از ضخامت دیسک که حفره‌های مکعبی هوا را در همان مسیر دایروی متصل می‌سازد، به تولید شرایط ویژه برای ساخت وسیله حس‌گری نانوذرات کمک می‌نماید. در این ساختار ترکیبی، محبوس‌سازی مدهای نوری برای حس‌گری، در حجم مدی کوچک و با فاکتور کیفیت بسیار زیاد، مهیا گردیده است. نتایج حجم مدی به میزان 0.075(λ/n)3 در ناحیه یک نانوشیار مرکزی برای مدهای با فاکتور کیفیت بزرگ‌تر از ده میلیون، قابل حصول با استفاده از شبیه‌سازی با روش المان محدود، گزارش می‌گردد. خصوصیات حس‌گری ساختار با استفاده از تغییر طول‌موج مدها برای هندسه‌های مختلف دیسک، آرایه بلور فوتونی و مقادیر ابعاد شیارهای متصله مورد آنالیز قرار گرفته و دسترسی به حساسیت قابل قبولی به میزان 109 nm/RIU (نانومتر بر واحد ضریب شکست)، مقدور است.

Keywords

• نانوذرات
• نانوساختار
• نانوحس‌گر
• میکرودیسک فوتونی
• کاواک باریک شده
• شیار