طراحي حسگر تشديد سطح پلاسمون با استفاده از بلورهاي فوتوني

Designing Sensor based Surface Plasmon Resonance with Photonic Crystals

در این مقاله با استفاده از ساختارهای بلور فوتونی دو بعدی، حسگر پلاسمون سطحی طراحی شد. این ساختار ، آرایه‌ای شش ضلعی است كه در هر ضلع آن 7 حفره دایروی قرار گرفته است. جنس حفره‌های دایروی هواست كه در یك زمینۀ سیلیكونی قرار داده شده است و حفره‌ها در یك آرایش مثلثی چیده شده‌اند. با ایجاد نقص در مركز ساختار و اضافه كردن میله هایی از جنس نقره آرایش جدیدی ایجاد می‌شود. با استفاده از شبیه‌سازی تفاضل محدود در حوزه زمان [1](FDTD) روی این ساختار، تلفات برحسب طول موج به دست می‌آید. با تغییر ضریب شكست ناحیه حساس، تشدید در یك طول موج اتفاق می‌افتد. در صورت تغییر ضریب شكست ناحیه حساس، طول موجی كه در آن تشدید اتفاق می‌افتد تغییر می‌كند و شیفت می‌یابد. این ویژگی، ساختار را مناسب استفاده جهت حسگر می‌نماید. این حسگر، بسته به نوع ماده حساس در سیستم‌های مختلف و كاربردهای گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد كه می‌توان به مانیتورینگ محیط، تشخیص مایعات و گازها و نیز تشخیص پزشكی اشاره نمود.   [1] finite difference time domain

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.