حسگرهای تشدید پلاسمون سطحی به علت حساسیت، دقت و سرعت پاسخ به طور گستردهای مورد توجه قرار گرفته است. به منظور تحریک پلاسمونهای سطحی، از یک ساختار کریشمن که در آن لایه فلزی (عمدتاً طلا یا نقره) روی سطح منشور قرار می گیرد، استفاده میشود. بر اثر تغییر دما، عوامل مختلفی از جمله خواص نوری فلز، منشور و محیط پیرامون، میتواند تغییر کند که باعث تغییر در پاسخ حسگرهای پلاسمونی میشود. در این مقاله تأثیرات گرمایی بر پاسخ نوری یک حسگر تشدید پلاسمون سطحی به طور نظری مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج نشان میدهد که تغییر دما منجر به تغییرات شدید در میزان بازتابندگی و فاز میشود. بیشترین اثر مربوط به تغییرات خواص نوری لایه فلزی (طلا در اینجا) بر اثر تغییر دما است.

چالش های موجود در کوچک سازی مدارهای مجتمع فوتونیک به دلیل مشکلات ساخت و پدیده هایی که درسیستم های مقیاس نانو وجود دارند، سبب شده اند که نانوساختارهای پلاسمونیک و کاربرد امواج پلاسمونیک توجه زیادی را به خود جلب کنند. استفاده از کریستال های مایع در دستگاه های پلاسمونیک به کنترل انتقال، بازتاب، پراکندگی و جذب امواج نوری در نانوساختارهای پلاسمونیک کمک می کند. در این مقاله به بررسی تأثیر کریستال مایع بر ویژگی های پلاسمون پلاریتون های سطحی در دو حالت الف) وجود کریستال مایع، ب) عدم وجود کریستال مایع در مرز مشترک فلز طلا، پرداخته شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که نانو ساختار های طلا در حضور کریستال مایع، در مقایسه با قطعه خالی از کریستال مایع می تواند به صورت فعال تری به نور اپتیکی پاسخ دهد. با تاباندن نور بر قطعه اپتیکی، براثر برهمکنش قوی بین پلاسمون های سطحی در مرز مشترک دو محیط، طیف جذبی شدیدی خواهیم داشت که در حالت سمت گیری هموتروپیک کریستال مایع به صورت یک قله تشدید در طول موج های کوتاه تر مشاهده می شود. طول موج تشدید پلاسمون های سطحی نسبت به تغییرات ضریب شکست حساس است. به عبارتی با افزایش ضریب شکست محیط اطراف، قله طیف جذبی به سمت طول موج های بلند جابه جا می شود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این پژوهش، مدهای پلاریتون-پلاسمون سطحی در فصل مشترک یک فلز ویک لایه نازک کایرال چندگوشی در پیکربندی کرچمان بطور نظری مطالعه شده است. با ترسیم طیف جذب اپتیکی برای نور فرودی با قطبش خطی P، مدهای سطحی پلاسمونی از مدهای موجبری تمیز داده شده است. تاثیر پارامترهای ساختاری از قبیل ضخامت لایه نازک کایرال چندگوشی، ضخامت لایه نازک فلزی و زاویه رشد ستونهای کایرال بر انتشار مدهای پلاسمونی بررسی شده است. نتایج نشان دادکه در فصل مشترک یک لایه نازک کایرال چندگوشی ویک فلز بیش از یک مد پلاسمونی می تواند برانگیخته شود.

امروزه حسگرهای تشدید پلاسمون سطحی (SPR)، به دلیل کاربردهای فراوانی که در زمینه های مختلف دارند، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. حسگر جدید SPR بر پایۀ لایۀ اکسید روی (ZnO) و باریوم تیتاتایت (BaTiO3) به منظور تشخیص گاز آمونیاک (NH3) طراحی شده است. طلا به عنوان مادۀ پلاسمونیک استفاده شده و ضخامت های طلا و لایه های اکسید فلزی برای بدست آوردن پارامترهای عملکرد مناسب، بهینه سازی شده است. پاسخ حسگر بر اساس حداقل بازتاب، حساسیت، دقت تشخیص و پارامتر کیفیت بررسی شده است. استفاده از لایه های اکسید روی و باریوم تیتاتایت منجر به افزایش پارامتر کیفیت و بهبود دقت تشخیص در حسگر مبتنی بر طلا شده است. ساختار حسگر پیشنهادی می تواند کاربردهای عملی در سنجش گازهای سمی داشته باشد.