مد اپتيكي جايگزيده در زيست - حسگرهاي فوتونيكي

Localized Optical Mode in Photonic Bio-Sensors

در سال­ هاي اخير توجه زيادي به فناوري بلورهاي فوتونيكي معطوف شده است. امكان ساخت حسگرهاي با حساسيت بالا از مهم­ترين كاربردهاي بلورهاي فوتونيكي در شاخۀ پزشكي است. افزون­بر­اين، توليد كم­ هزينۀ زيست­ حسگرهاي بلور فوتونيكي از ديگر مزاياي آن­ها به­ شمار مي­ رود. از ­ديگر­ سو، گذار بين حالت­ هاي جايگزيده و نا جايگزيده از موضوع­ هاي مورد علاقه در سال­ هاي اخير بوده است. مطالعۀ حاضر گذار بين اين حالت­ ها را براي يك بلور فوتونيكي غير متناوب مورد مطالعه قرار مي­ دهد. هدف از انجام مطالعه، بررسي امكان جايگزيدگي نور در چنين بلورهايي است. بدين منظور مدل تنگ-بست يك­ بعدي با در ­نظرگرفتن جهش فوتون به دومين همسايگي نزديك در­نظر گرفته‌ مي­ شود. نتايج حاصل از نظريۀ جايگزيدگي بيانگر اين است كه براي ثابت جهش صفر، فوتون جايگزيده مي­ باشد و با افزايش مقدار ثابت جهش به همسايۀ دوم، طول جايگزيدگي فوتون افزايش مي­ يابد و تابع موج فوتون گسترده مي­ شود. در ­مقابل، مشاهدات حاصل از نظريۀ آشوب كوانتومي نشان مي ­دهد كه براي ثابت جهش صفر، تابع توزيع نسبت فاصلۀ ترازي متوالي از تابع توزيع پواسوني تبعيت مي­كند و با افزايش مقدار ثابت جهش به سمت تابع توزيع ويگنر-دايسون ميل مي­ نمايد در­نتيجه در حالت گسترده، افت و خيز ترازهاي انرژي با آمار آنسامبل جي اُ ئي توصيف مي­ شود. روش بررسي: مطالعۀ رفتار الكتريكي ساختارهاي بلوري داراي نقص در قالب نظريۀ جايگزيدگي اندرسون ممكن است. در مطالعۀ حاضر نيز با اساس قرار دادن اين نظريه از روش ماتريس انتقال و طول جايگزيدگي به­ منظور بررسي رفتار جايگزيدۀ فوتون در بلور فوتونيكي غيرمتناوب يك ­بعدي بهره مي ­گيريم. يافته­ ها: در پژوهش حاضر، طول جايگزيدگي توابع موج فوتوني به­ازاي مقادير متفاوت انرژي و در حضور احتمال جهش به همسايۀ دوم با شدت­ هاي متفاوت محاسبه شد. مطالعۀ حاضر كه برمبناي تعميم مدل تنگ-بست انجام گرفته است، نشان مي­دهد در گسترۀ خاصي از انرژي مي­توانيم شاهد گذار بين حالت ­هاي جايگزيده و نا جايگزيده باشيم و در ­نتيجه بلور فوتونيكي مورد مطالعه قابليت انتقال فوتون را خواهد داشت. نتيجه ­گيري: در پژوهش حاضر امكان جايگزيدگي فوتون در يك بلور فوتونيكي غيرمتناوب يك ­بعدي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج به ­دست ­آمده نشان مي­دهد در شرايط خاصي مي­ توان شاهد گذار بين حالت ­هاي گسترده و جايگزيده بود كه همين موضوع اتفاق اميدوار كننده ­اي در حوزۀ ساخت نانو ابزارهاي فوتونيكي به­ منظور كاربرد در حوزۀ پزشكي مي­ باشد.

This article has no abstract.