طراحی و تحلیل یک حسگر دو پارامتری تراهرتز مبتنی بر پلاریتون های پلاسمونیک تم با لایه گرافن برای کاربردهای مرتبط با انرژی

در این مقاله یک حسگر نوری دو پارامتری مبتنی بر حالت های پلاسمون - پلاریتون تم (TPP۲۸) در ساختار بلور فوتونی یک بعدی همراه با لایه گرافن برای باند فرکانسی تراهرتز طراحی و تحلیل شده است. حسگر پیشنهادی قادر به اندازه گیری همزمان دو کمیت محیطی مهم شامل ضریب شکست گاز محیط مرتبط با شناسایی آلاینده های گازی در صنایع انرژی و جابجایی مکانیکی مرتبط با ارتعاشات و شتاب در تجهیزات انرژی می باشد. با استفاده از روش ماتریس انتقال و شبیه سازی عددی کامسول پاسخ طیفی ساختار در محدوده فرکانسی ۳/۶۵ تا ۴/۶۵ تراهرتز بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با تغییر ضریب شکست محیط از ۱ به ۱.۱ فرکانس تشدید به میزان ۳۷۰ گیگاهرتز جابجا می شود که معادل حساسیت THz/RIU/. است همچنین با اعمال جابجایی ۲۰ میکرومتر در لایه های دی الکتریک فرکانس تشدید ۰.۳۱۱ تراهرتز تغییر می کند. ساختار پیشنهادی با ابعاد کوچک در حد میکرون و اندازه گیری دو پارامتر گزینه ای مناسب برای یکپارچه سازی در سامانه های پایش هوشمند صنایع انرژی مانند پایش نشت گاز در خطوط لوله یا نظارت بر ارتعاشات توربین های گازی است.

کلیدواژه ها:

حسگر ، تراهرتز ، پلاریتون پلاسمونیک تم ، گرافن ، بلور فوتونی ، ضریب شکست ، گاز ، جابجایی مکانیکی