Plasmonic Refractive Index Sensor Based on H-shaped Optical Fibers
نام عام مواد
Dissertation
نام نخستين پديدآور
Qaidar Mohammed Salih Mustafa
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
Electrical & Computer Engineering
تاریخ نشرو بخش و غیره
1401
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
80p.
ساير جزييات
cd
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
M.S.
نظم درجات
Optical communication engineering
زمان اعطا مدرک
1401/06/08
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
A highly sensitive multi-analyte detection technique with an H-shaped optical fiber-based surfaceplasmon resonance (SPR) sensor is proposed using silver gold nanowires (AgAu NWs). Ag and Au’snanowires are deposited on two U-shaped grooves to excite the plasmon modes. As a result, theproposed plasmonic sensor realizes dual-channel sensing. The amplitude and wavelength integrationmethods, as well as the figure of merit (FOM) are utilized to investigate the sensor performance. Theinfluence of geometrical parameters, coupling characteristics, and the confinement loss curve of theproposed plasmonic sensor are numerically simulated for sensing the wide refractive index (RI) rangeby using COMSOL Multiphysics based on the finite element method (FEM). Numerical resultsindicate that the proposed plasmonic sensor exhibits a high wavelength and amplitude sensitivity of4.0, 10.5�m/RIU, respectively, 484 and 288 RIU−1, respectively, for channel 1 and channel 2. Whenthe analyte RI changes from 1.33 to 1.40, maximum resolutions of 2.5×10−5 and 9.09×10−6 RIU areobtained; these values are the highest among the reported optical fiber plasmonic sensor. Differentstructural parameters, such as the diameter of (AgAu) nanowires, and the distance of channels fromthe core, and channel width, are optimized to improve sensing response. The designed dual-channelsensor has potential applications in environmental monitoring and biosensing detection, owing to thehighly sensitive multi-analyte detection and simple structure.
متن يادداشت
یک تکنیک تشخیص چند آنالیت بسیار حساس با سنسور تشدید پلاسمون سطحی مبتنی بر فیبر نوری H - شکل SPR)) با استفاده از نانوسیمهای طلای نقره AgAu NWs) ) پیشنهاد شده است. نانوسیمهای نقره و طلا بر روی دو کانال U شکل قرار میگیرند تا مدهای پلاسمونی را تحریک کنند. در نتیجه، سنسور پلاسمونیک پیشنهادی حسگر دو کاناله را تشخیص میدهد. روشهای ادغام دامنه و طول موج، و همچنین رقم شایستگیFOM) ) برای بررسی عملکرد سنسور استفاده میشوند. تاثیر پارامترهای هندسی، ویژگیهای جفت و منحنی تلفات حسگر پلاسمونیک پیشنهادی برای سنجش محدوده ضریب شکست گسترده (RI ) با استفاده از COMSOL Multiphasic بر اساس روش اجزای محدود FEM) ) شبیهسازی عددی شده است. نتایج عددی نشان میدهد که سنسور پلاسمونیک پیشنهادی حساسیت طول موج و دامنه بالایی به ترتیب mm/RIU ۴، ۱۰٫۵ ، به ترتیب RIU-1 ۴۸۴ و ۲۸۸ برای کانال ۱ و کانال ۲ نشان میدهد. وقتی آنالیت RI از ۱٫۳۳ به ۱٫۴۰ تغییر می کند، حداکثر وضوح RIU ۵–۱۰×۲٫۵ و ۶–۱۰×۹٫۰۹ به دست می آید. این مقادیر بالاترین در میان سنسور پلاسمونیک فیبر نوری گزارش شده است. پارامترهای ساختاری مختلف، مانند قطر نانوسیمها AgAu))، فاصله کانالها از هسته و عرض کانال، برای بهبود پاسخ حسگری بهینه شدهاند. حسگر دو کاناله طراحیشده به دلیل تشخیص چند آنالیت بسیار حساس و ساختار ساده، کاربردهای بالقوهای در پایش محیطی و تشخیص زیست حسگر دارد.
عنوانهای گونه گون دیگر
عنوان گونه گون
طراحی و تحلیل سنسور ضریب شکست پلاسمونیکی مبتنی بر فیبر نوری H-شکل
اصطلاحهای موضوعی کنترل نشده
اصطلاح موضوعی
H-shaped- optical fiber- surface plasmon resonance- nanowires- Plasmonic sensor- refractive index - COMSOL- finite element method