عنوان

بررسی حسگرهای ضریب شکست مبتنی بر فیبر بلور فوتونی دو هسته ای

Number

پ۲۷۶۲۴

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی حسگرهای ضریب شکست مبتنی بر فیبر بلور فوتونی دو هسته ای

First Statement of Responsibility

الهام پوریوسف

Name of Publisher, Distributor, etc.

فیزیک

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۷۸ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

فوتونیک

Date of degree

۱۴۰۱/۰۶/۱۴

Text of Note

در سالهای اخیر حسگرهای متعددی مبتنی بر فیبر نوری طراحی و ساخته شده اند که برای تشخیص مشخصه‏های محیطی نظیر دما، فشار، ارتعاشات، جابجایی، چرخش و یا غلظت مواد شیمیایی مختلف استفاده می شوند. فیبرهای بلور فوتونی (PCF) دارای ویژگی های نوری بسیار حساسی در مقایسه با فیبرهای نوری متداول هسته-پوسته هستند و به خاطر همین ویژگی های نوری قابل توجه، از این ادوات نیز به عنوان حسگر استفاده می‏شود. حسگرهای بلور فوتونی دو هسته ای (DC-PCF) دارای آرایه های فیبر بلور فوتونی با یک یا چندین هسته مرکزی مجزا، دارای حساسیت بالا، سهولت ساخت و هزینه پایین‏تر نسبت به دیگر حسگرهای مشابه می‏باشند. در کنار توسعه روش های ساخت و مطالعات آزمایشگاهی، مطالعات نظری و شبیه سازی فرایندهای نوری در این حسگرها به محققان و پژوهشگران کمک می کند تا بتوانند مفاهیم فیزیکی و عملکرد حسگرهای مبتنی بر PCF را به طور اساسی بررسی کرده و حسگر با حساسیت بالا را طراحی نمایند. در این پایاننامه، با بررسی خواص و ویژگی¬های فیبر بلور فوتونی، مختصری از پژوهش های صورت گرفته بر روی بلورهای فوتونی، فیبر فوتونی و فیبر بلورفوتونی مورد مطالعه قرار گرفت که بر اساس فرآیندهای فیزیکی و نوری و معادلات حاکم بر فیبر بلور فوتونی و همچنین بررسی روش های محاسباتی در نرم افزار Ansys Lumerical، یک حسگر شیمیایی به منظور شناسایی ترکیبات آروماتیک طراحی شده و سپس برای بهبود ویژگی حسگری، این ساختار مورد بهینه سازی در ساختار قرار گرفت. نتایج شبیه سازی نشان می‏دهد که حسگر بهینه شده دارای قدرت تفکیک بالاتر و ویژگی حسگری بهتری نسبت به ساختار اولیه را دارا است. نتایج به دست آمده نشان می دهد تفکیک پذیری در ضریب شکست موثر و طول جفت شدگی بین تولوئن و بنزن از 6/3% در ساختار اولیه به 8/10% در ساختار بهینه رسیده و همچنین تفکیک پذیری توان انتقال یافته هم از 5/15% به 1/50% در طول موج 2 میکرومتر رسیده است.

Text of Note

Abstract: In recent years, many optical fiber-based sensors have been designed and built, which are used to detect environmental characteristics such as temperature, pressure, vibrations, displacement, rotation, or the concentration of various chemicals. Photonic crystal fibers (PCF) have very sensitive optical properties compared to conventional core-shell optical fibers, and because of these remarkable optical properties, these devices are also used as sensors. Dual-core photonic crystal (DC-PCF) sensors have photonic crystal fiber arrays with one or more separate central cores, with high sensitivity, ease of fabrication, and lower cost than other similar sensors. Along with the development of manufacturing methods and laboratory studies, theoretical studies and simulation of optical processes in these sensors will help researchers to fundamentally investigate the physical concepts and performance of PCF-based sensors and design a high-sensitivity sensor. do In this thesis, by examining the properties and characteristics of photonic crystal fiber, a brief of the researches conducted on photonic crystals, photonic fiber and photonic crystal fiber were studied, based on physical and optical processes and equations governing photonic crystal fiber and Also, the investigation of computational methods in Lumerical software, a chemical sensor was designed to identify aromatic compounds, and then to improve the sensing characteristics, this structure was optimized in the structure. The simulation results show that the optimized sensor has higher resolution and better sensing characteristics than the original structure. The obtained results show that the resolution in the effective refractive index and the coupling length between toluene and benzene has increased from 3.6% in the initial structure to 10.8% in the optimal structure, and also the resolution of the transmitted power from 15.5 % has reached 1.50% at a wavelength of 2 μm.

Variant Title

Investigation of Refractive Index Sensor based on Dual Core Photonic Crystal Fiber

Entry Element

پوریوسف،‏

Part of Name Other than Entry Element

الهام ‏

Relator Code

تهیه کننده

Entry Element

خوش سیما‏،

Entry Element

خردمند،

Part of Name Other than Entry Element

حبیب ‏

Part of Name Other than Entry Element

رضا ‏

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

تبریز