تجزیه و تحلیل عددی سنسور مادون قرمز تشدید پلاسمون سطحی مبتنی بر فیبر بلور فوتونی با برش طرفین و شکاف بیضوی برای تشخیص محدوده وسیع ضریب شکست

در این مقاله یک نانوسنسور تشدید پلاسمون سطحی مبتنی بر فیبر بلور فوتونی معرفی شده که قادر می باشد ضرایب شکست بالا را نیز تشخیص دهد و در عین حال دارای حساسیت مناسب باشد. ساختار پیشنهادی شامل یک حلقه حفره های هوا و یک حلقه حفره از جنس طلا و TiN می باشد. به منظور افزایش حساسیت و کارآیی نانوسنسور، دو شکاف بیضی شکل در بالا و پایین ساختار ایجاد شده و لایه نازکی از طلا بر روی آنها قرار گرفته است. همچنین دو طرف ساختار برش داده شده و لایه نازکی از ITO بر روی آنها قرار گرفته است. مجموعه این مواد و هندسه طراحی شده باعث شده است که شرایط تطبیق فاز به نحو مناسبی برقرار شده و ضرایب شکست دلخواه ماده آنالیت را تشخیص دهد. روش اجزای محدود به منظور شبیه سازی عددی، تجزیه و تحلیل مودی و بررسی ویژگی های تشدید پلاسمون سطحی نانوسنسور فیبر بلور فوتونی استفاده شده است. نتایج عددی نشان می دهد که نانوسنسور دارای حساسیت طول موج بسیار مناسب ۶۰۰۰ ، رزولوشن و حساسیت دامنه ۵۷۲ می باشد. محدوده ضریب شکست قابل تشخیص نانوسنسور بین ۴/۱ تا ۶/۱ که مقدار بالایی است به دست آمده است. با توجه به نتایج به دست آمده، سنسور پیشنهادی یک گزینه بسیار عالی برای کاربردهای تشخیص پزشکی و مواد شیمیایی می باشد.

کلیدواژه ها:

نانوسنسور ، فیبر بلور فوتونی ، تشدید پلاسمون سطحی ، روش اجزای محدود.