ارائه ساختاری نوین به منظور تشخیص نوری سلول‌های سرطانی با بهره‌گیری از بلور فوتونی دو بعدی

Abstract

پایش سلامت همواره یکی از چالش‌های مهم در حوزه پزشکی بوده است که این مورد توسط حسگرها پایش می‌شود. در این میان، اما حسگرهای نوری بالاخص حسگرهای نوری مبتنی بر بلور فوتونی جایگاه ویژه‌ای دارند. به همین منظور در این مقاله، به ارائه یک نمونه حسگر نوری با استفاده از بلور فوتونی به منظور پایش و تشخیص چهار نوع از سلول‌های سرطانی اقدام شده‌است. ساختار حسگر زیستی بلور فوتونی پیشنهادی از نوع دوبعدی و از جنس سیلیکون و در بستر هوا طراحی شده‌است. ساختار مذکور، توسط موجبرهای ورودی و خروجی و تشدیدگرهای نقطه‌ای طراحی شده‌است. پس از انجام شبیه‌سازی‌ها و تحلیل و بررسی‌های صورت گرفته، میزان حساسیت ساختار پیشنهادی در محدوده nm/RIU 500 با میزان ضریب کیفیت بالای 600 گزارش شده است. نتایج مناسب ساختار به همراه سادگی و کوچکی ساختار که در حد میکرومتری است، ساختار پیشنهادی را برای کاربرد‌های زیست حسگری در حوزه پزشکی مناسب کرده است. لازم به ذکر است که برای تحلیل ساختار، از روش‌های عددی از جمله روش تفاضل متناهی حوزه زمان به منظور به‌دست آوردن نتایج طیف خروجی ساختار و از روش بسط موج تخت برای تحلیل محدوده شکاف باند فوتونی ساختار بلور فوتونی اولیه استفاده شده است.

Keywords

• بلور فوتونی
• حساسیت
• حسگر زیستی
• شکاف باند فوتونی
• ضریب کیفیت