بهینه سازی پارامترهای ضریب کیفیت و حساسیت بیوحسگر مبتنی بر ساختار کریستال فوتونی دوبعدی

بیوحسگرهای کریستال فوتونی به طور وسیع برای اندازه گیری تغییرات ضریب شکست آنالیت استفاده می شوند. معمولا در این ساختارها برای محدودکردن میدان قوی از ناحیه ای با ضریب شکست پایین مانند حفره ها استفاده می کنند که باعث حساس ساختن حسگر به تغییرات ضریب شکست حفره ها می شود. بنابراین حضور آنالیت داخل حفره ها توسط نمایش جابه جایی طیفی قابل آشکارسازی است، به خصوص اگر میکروتشدیدگر هایی با ضریب کیفیت بالا مورد استفاده قرار گیرد. در این پایان نامه طراحی و شبیه سازی بیوحسگر با پارامترهای بهینه مانند ضریب کیفیت و حساسیت با استفاده از ساختارهای کریستال فوتونی انجام و نتایج به دست آمده بیان شده است. بیوحسگرهای مبتنی بر ساختارهای کریستال فوتونی دوبعدی با شبکه ی شش گوش حفره ها در سیلیکون ارائه شده است. در این پایان نامه طراحی و شبیه سازی بیوحسگر با پارامترهای بهینه مانند ضریب کیفیت و حساسیت با استفاده از ساختارهای کریستال فوتونی انجام و نتایج به دست آمده بیان شده است. بیوحسگرهای مبتنی بر ساختارهای کریستال فوتونی دوبعدی با شبکه ی شش گوش حفره ها در سیلیکون ارائه شده است. برای بهبود عملکرد بهینه ی این بیوحسگرها از ساختار موج بر تزویج شده با تشدیدگر استفاده شده است. با استفاده از روش تحلیل تفاضل متناهی در حوزه ی زمان و بسط امواج تخت ساختارها شبیه سازی شدند. برای حسگر طراحی شده ی مبتنی بر نانوتشدیدگر که توسط تغییر شعاع حفره به دست آمده است، ضریب کیفیت بیوحسگر بالاتر از 5000 و حساسیت nm/riu 1/63 در محدوه وسیع اندازه گیری حاصل شده است. نتایج نشان می دهد که یک وابستگی شبه خطی بین جابه جایی طول موج تشدید در محدوده ی وسیع اندازه گیری وجود دارد. در رویکرد دیگری که مبتنی بر تشدیدگری که با حذف حفره حاصل شده است به ضریب کیفیت 4000 و حساسیت nm/fg63/1و حد آشکارسازی fg061/0 دست یافتیم. همچنین این ساختار برای کاربردهای اندازه گیری ضریب شکست مورد مطالعه قرار گرفت و حساسیتی در حدود nm/riu45/165به دست آمد. وابستگی دمایی نیز در این حسگر بررسی شد، و در ادامه ساختارها را برای قابلیت چندکاناله بودن بسط دادیم.