طراحي حسگر تشديد سطح پلاسمون با استفاده از بلورهاي فوتوني

Designing Sensor based Surface Plasmon Resonance with Photonic Crystals

در اين مقاله با استفاده از ساختارهاي بلور فوتوني دو بعدي، حسگر پلاسمون سطحي طراحي شد. اين ساختار ، آرايه‌اي شش ضلعي است كه در هر ضلع آن 7 حفره دايروي قرار گرفته است. جنس حفره‌هاي دايروي هواست كه در يك زمينۀ سيليكوني قرار داده شده است و حفره‌ها در يك آرايش مثلثي چيده شده‌اند. با ايجاد نقص در مركز ساختار و اضافه كردن ميله هايي از جنس نقره آرايش جديدي ايجاد مي‌شود. با استفاده از شبيه‌سازي تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD) روي اين ساختار، تلفات برحسب طول موج به دست مي‌آيد. با تغيير ضريب شكست ناحيه حساس، تشديد در يك طول موج اتفاق مي‌افتد. در صورت تغيير ضريب شكست ناحيه حساس، طول موجي كه در آن تشديد اتفاق مي‌افتد تغيير مي‌كند و شيفت مي‌يابد. اين ويژگي، ساختار را مناسب استفاده جهت حسگر مي‌نمايد. اين حسگر، بسته به نوع ماده حساس در سيستم‌هاي مختلف و كاربردهاي گسترده‌اي مورد استفاده قرار مي‌گيرد كه مي‌توان به مانيتورينگ محيط، تشخيص مايعات و گازها و نيز تشخيص پزشكي اشاره نمود.

In this paper, surface Plasmon sensor was designed by using structures of two-dimensional photonic crystal. This structure is a hexagonal arrange that on each side located 7 circular holes. The circular holes made of air that have been arranged in silicon background and the holes have been arranged a triangular arrangement. The new arrangement makes with defects in the structure center and added new silver bar. Using of the finite difference time domain (FDTD) simulation method on this structure were calculated the propagation loss per wavelength. By changing the refractive index in sensitive area, resonance will happen in the wavelength. By changing the refractive index in sensitive are, the wavelength that resonance happens in it, will change and shift. This feature makes the structure ready to use by sensor. This sensor, depending on the type of sensitive material can be used in different systems and wide range. For examples: environment monitoring, liquid and gas detection and also medical diagnostics.