عنوان

سنسور ضریب‌شکست بر پایه نور کند در بلورهای فوتونی

کد کشور

IR

شماره

۴۰۴۶پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

کشور محل نشر

IR

عنوان اصلي

سنسور ضریب‌شکست بر پایه نور کند در بلورهای فوتونی

نام عام مواد

[پایان‌نامه]

عنوان اصلي به زبان ديگر

Refractive Index Sensor based on Slow Light in Photonic Crystals

نام نخستين پديدآور

/علی صمدیان باروق

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: مهندسی برق

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ۱۳۹۹

نام خاص و کميت اثر

۹۸ص.

ساير جزييات

:

متن يادداشت

زبان: فارسی

متن يادداشت

زبان چکیده: فارسی

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

متن يادداشت

مصور، جدول، نمودار

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی برق- افزاره‌های میکرو و نانوالکترونیک

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۹/۰۶/۰۱

کسي که مدرک را اعطا کرده

صنعتی سهند

متن يادداشت

حسگرهای نوری، یک کمیت فیزیکی مانند دما یا فشار را به امواج نوری قابل حس تبدیل می‌کنند .دسته مهم از حسگرهای نوری، حسگرهای مبتنی بر بلورهای فوتونی با ابعاد نانو متری هستند که به دلیل داشتن قابلیت‌های شگفت‌انگیزی همچون درجه آزادی بالا در طراحی و امکان مجتمع‌سازی، اخیرا مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته‌اند .یکی از اصول مهم در بهبود عملکرد و دقت حسگرهای نوری در شناسایی مواد، افزایش میزان اندرکنش نور با پارامتر فیزیکی است .برای افزایش اندرکنش نور با محیط یا پارامتر فیزیکی قابل اندازه‌گیری، می‌توان از روش‌های افزایش توان نوری و یا کاهش سرعت نور در محیط اندازه‌گیری بهره برد .برای افزایش توان نوری به دستگاه‌های نسبتا پیچیده و هزینه‌ی بالایی نیاز است ولی با کند کردن نور در بستر بلور فوتونی می‌توان بر این مشکلات فائق آمد .به همین دلیل بحث نور کند توجه محققان را به خود جلب کرده است .نور کند در ساختار بلور فوتونی زمانی ایجاد می‌شود که ضریب‌شکست گروه در محیطی که نور در آن منتشر می‌شود، بیشتر شود .با مهندسی ساختار در بلورهای فوتونی می‌توان ضریب‌شکست گروه را افزایش داد .برای ایجاد موجبر در بلورهای فوتونی دو روش کلی و اساسی وجود دارد که به تبع آن می‌توان نور را کند کرد، ایجاد موجبر با کانال فیزیکی مبتنی بر باند ممنوعه نوری و یا ایجاد موجبر بدون کانال فیزیکی مبتنی بر پدیده‌ی خود جمع کنندگی .در روش اول، موجبر با حذف کامل یا تغییر یک ردیف از میله‌ها و یا حفره‌های ساختار ایجاد می‌شود ولی در خود جمع کنندگی نوری می‌توان نور را بدون تغییر و یا ایجاد کانال فیزیکی( بدون اینکه نور دچار پخش‌شدگی شود)، انتشار داد .برای بهینه‌سازی ساختارهای بلور فوتونی و افزایش ضریب‌شکست گروه می‌توان با تغییر جنس مواد سازنده ساختار و دی‌الکتریک‌های تشکیل دهنده آن و یا با ایجاد نقص در ساختار ( تغییر شعاع میله‌ها و حفره‌ها یا جابجایی مکانی آن‌ها)، آن را بهینه کرد .در این پایان‌نامه، یک حسگر ضریب‌شکست بر پایه‌ی نور کند در بستر بلور فوتونی پیشنهاد شده است .با تغییر ماده و به تبع آن تغییر ضریب‌شکست محیط، رفتار نور انتشاری و فاز آن دچار تغییر شده و در برخی بسامدها تداخل سازنده و در برخی دیگر تداخل مخرب صورت می‌گیرد .بنابراین در خروجی حسگر با افت دامنه در یک طول‌موج خاص و یا جابجایی طول‌موج روبرو خواهیم بود و از روی تغییرات خروجی می‌توان ماده موردنظر را شناسایی و ضریب‌شکست آنرا تخمین زد .در این پایان‌نامه، ساختارهای حسگری برپایه‌ی باند ممنوعه نوری و خود جمع کنندگی به همراه نور کند پیشنهاد شده است .در ساختار حسگری ارائه شده برپایه‌ی باند ممنوعه نوری در بلور فوتونی دو بعدی مثلثی نوع حفره، کانالی با عرض کاهش یافته به منظور ایجاد مد ناراستی تخت و تک‌مد ارائه شده است .سپس به منظور بهبود عملکرد ساختار حسگری با عرض کانال کاهش یافته، کاواک‌هایی با الگوی مربعی به مرکز کانال اضافه شده است .عملکرد ساختار در حالت بهینه در دو حالت بسامد به‌هنجار شده‌ی متفاوت در محدوده طول‌موج کاری ۱۵۵۰ نانومتر، با ثابت شبکه‌های متفاوت منجر به تشخیص ماده شناسایی با ضرایب‌شکست در بازه ۱-۱/۵ =nبا حساسیتnm/RIU ۱۲۶ شده و همچنین در بازه‌ی بسامد به‌هنجار شده‌ی دیگر حساسیتnm/RIU ۱۴۶برای تشخیص ضرایب-شکست در محدوده ۱/۲-۱/۵ =nرا ارائه داده است .با تغییر الگوی ناراستی در درون کانال به مثلثی، عملکرد حسگری با حساسیت و ضریب‌کیفیت به ترتیب برابر باnm/RIU ۲۰۰ و۱۰۵۰ =Qfبرای بازه ضریب‌شکست ۱/۱-۱/۴ =nبدست آمده است .همچنین، برای بازه تشخیص ۱/۳-۱/۵=n، حساسیت و ضریب کیفیت به ترتیب برابر باnm/RIU ۲۵۰ و ۱۰۳۷ =Qfبدست آمده است .برای ساختار حسگری پیشنهاد شده در این پایان نامه بر پایه نور کند در موجبرهای خود جمع کننده، بلور فوتونی دو بعدی با الگوی مربعی و نوع حفره در نظر گرفته شده است که شامل ناحیه سنجش به شکل شش ضلعی با الگوی مثلثی است .برای دستیابی به ویژگی خود جمع کنندگی تمام‌زاویه و غیرحساس به قطبیدگی در این ساختار، از ماده بستر PbTe با ضریب‌شکست تقریبی ۶ در بازه طول‌موجی ۳/۸۷۵ تا ۴/۱۳۳ میکرومتر استفاده شده است .با لحاظ کردن طول‌موج کاری برابر با ۳/۸۷۵ میکرومتر و ثابت شبکه ۴۲۵ نانومتر، عملکرد حسگری به‌ازای بسامد به-هنجار شده ۰/۲۱۴۹ برای بازه تشخیص ۱-۱/۷=n، میزان حساسیتnm/RIU ۱۷۰ را نتیجه داد که با تغییر ساختار( تنظیم شعاع) میزان حساسیت و فاکتور کیفیت به ترتیب برابر باnm/RIU ۱۱۳ و ۵۵۳=Qf، به‌ازای بازه تشخیص ۱-۲/۱ =nو برای همان بسامد به‌هنجار شده ۰/۲۱۴۹ بدست آمد .همچنین، برای دستیابی همزمان به نور کند و اثر خود جمع کنندگی، بلور فوتونی مثلثی نوع میله مورد بررسی قرار گرفت و به‌ازای بسامد به‌هنجار شده برابر با ۰/۴۲۸۳ و قطبیدگیTM ، ضریب‌شکست گروه ۹۲/۵ =ngدر حداکثر زاویه ورودی ۱۰ درجه بدست آمد .به علاوه، ساختار ارائه شده برای قطبیدگی TM و بسامد به‌هنجار شده ۰/۱۳۵۷، خود جمع کنندگی تمام‌زاویه با ضریب‌شکست گروه ۸ =ngرا نتیجه داد

متن يادداشت

1037. In the second step, a RI sensor have been presented based on slow light and SC. The proposed sensor is comprised of square and hexagonal PCs in a high dielectric background of PbTe. This structure which facilitates the fabrication process and acts insensitive to incidence angle, provides the highest sensitivity of 170nm/RIU for the detection of RI in range of 1-1.7.~In this study, refractive index (RI) sensors have been introduced based on slow light and self-collimation (SC) or photonic band gap (PBG) phenomena in photonic crystals (PCs). To acquire high sensitivity, it is required to enhance the light-matter interaction either by using high intensity light or slowing down the light. PCs provide a good platform to adjust the speed of the propagating light by engineering the optical and geometrical parameters of the structure. In the first step of the current study, RI sensors have been introduced based on slow light and PBG phenomena which are comprised of a 2D hole-type hexagonal PC with reduced channel width. The proposed structure functions as a single mode route with reduced group velocity. To enhance the performance of this structure, shoulder coupled cavities with square and hexagonal patterns have been regarded inside the channel which resulted in enhanced quality factor and detection range. The highest sensitivity of 250 nm/RIU has been achieved for the proposed sensor with hexagonal cavity for the detection range of n=1.3-1.5 with quality factor of Qf

خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه

ba

عنوان اصلي به زبان ديگر

Refractive Index Sensor based on Slow Light in Photonic Crystals

موضوع مستند نشده

حسگر ضریب‌شکست

موضوع مستند نشده

نور کند

موضوع مستند نشده

بلورهای فوتونی

موضوع مستند نشده

تداخل سازنده و مخرب

اصطلاح موضوعی

Refractive index sensor, slow light, photonic crystals, constructive and distructive interferences.

اصطلاح موضوعی

حسگر ضریب‌شکست، نور کند، بلورهای فوتونی، تداخل سازنده و مخرب

مستند نام اشخاص تاييد نشده

صمدیان باروق، علی

مستند نام اشخاص تاييد نشده

نوری، مینا، استاد راهنما

کشور

ایران

تاريخ عمليات

20230812

شماره بازیابی

برق ،۱۰۵۹۷ ،۱۳۹۹

نام ميزبان

ی‌نوتوف‍ ی‌اهرولب‍ رد دنک‍ رون‍ ه‌یاپ‍ رب‍ ت‌سکشب‌یرض‍ روسنس‍.pdf

شماره دسترسي

عادی

اطلاعات مختصر

عادی

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

4046.pdf

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

b10597.pdf

بيت در ثانيه

0

ارتباط براي تسهيلات دسترسي

ایمانی

نوع فرمت الکترونيکي

متن

اندازه فايل

0

شماره کنترل رکورد

پ۴۰۴۶

يادداشت عمومي

فارسی

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی

فرمت انتشار

pe

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

پیشوند ISBD اعمال شده است

1

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y