جلسه دفاع از رساله: خانم لعیا صبری، گروه مهندسی مخابرات
 خلاصه خبر: طراحی ساختار تناوبی برای تقویت اثر پراکندگی رامان با کاربرد در حسگرها
چکیده: پراکندگی رامان که مشخصه ذاتی هر مولکول است، امکان طیف سنجی بدون نیاز به برچسب گذاری مولکول ها را فراهم کرده است. مهم ترین نقص رامان ضعیف بودن سیگنال پراکنده شده آن است که با استفاده از ساختارهای فلزی و دی الکتریکی می تواند تقویت شود. پیشرفت های اخیر با سوق دادن آن به سمت رامان ایده آل محدودیت های جدیدی را پیش رو می آورد. نیاز به بستر بدون تلفات اهمی و تشعشعی برای تقویت سیگنال رامان، نیاز به پاسخ یکنواخت در هر آزمایش رامان و همچنین یک چیدمان ارزان قیمت از جمله آن هاست. در این رساله سعی شده است که محدودیت های پیش روی رامان ایده آل با استفاده از ساختارهای دی الکتریکی و متناوب جبران سازی شود. در واقع ساختارهای دی الکتریکی به دلیل نداشتن تلفات اهمی، در این رساله مورد مطالعه قرار گرفته اند. در ابتدا با استفاده از یک بستر چندلایه متناوب، چیدمان آشکارسازی رامان ساده سازی شده است. به این منظور برای آشکار سازی طیف رامان به جای استفاده از چیدمان رامان بازتابی، از چیدمان رامان عبوری استفاده می شود. بستر چندلایه با قابلیت فیلتر کردن سیگنال ریلی و تقویت سیگنال رامان با افزایش افزونگی میدان در سطح آن، در داخل چیدمان رامان عبوری جایگذاری می شود و با کاهش دادن عناصر اپتیکی هزینه آشکارسازی را کاهش می دهد. تقویت سیگنال رامان دوبرابر، حذف سیگنال ریلی 45dB و یک چیدمان ارزان قیمت جزو نتایج طراحی می باشند. در قسمت دوم افزونگی میدان به جای محدود شدن به نقاط داغ که مهمترین نقاط تقویت سیگنال رامان هستند، در یک سطح وسیع تری ایجاد شده است. زیرا مولکول مورد آزمایش لزوما درون نقاط داغ ایجاد شده قرار نمی گیرد و برای داشتن پاسخ آزمایش یکسان، سطوح با ایجاد افزونگی یکنواخت تر ایده آل می باشند. با استفاده از تعامل دو رزونانس فانو ایجاد شده در بلورفوتونی دو بعدی دی الکتریکی، افزونگی میدان یکنواخت تری بر روی سطح بستر ایجاد شده است. افزونگی میدان 70 برابر و یکنواختی 97 درصد به دست آمده است. در قسمت سوم، از نانوذرات دی الکتریکی برای کاهش تلفات تشعشعی برای افزونگی میدان استفاده شده است. مد آناپول تحریک شده در داخل نانودیسک سیلیکونی تلفات تشعشعی نانوذره را کاهش داده و باعث افزونگی میدان داخل آن می شود. استفاده از حفره و شکاف در داخل نانوذره دسترسی به میدان شدت یافته را امکان پذیر می کند. همچنین قرار دادن نانوذره بر روی یک زیرلایه با پشت آینه ای باعث کاهش بیشتر تلفات تشعشعی شده و شدت میدان الکتریکی درون شکاف را افزایش می دهد. نتایج به دست آمده، افزونگی میدان از 1.7 برابر را برای نانودیسک قرار گرفته بر روی بستر شیشه ای به 23 برابر برای دیسک شکاف دار قرار گرفته بر روی بستر آینه ای نشان می دهد. در قسمت آخر نیز چیدمان کوچکتر و قابل حمل برای آشکارسازی تک نانوذره قرار گرفته بر روی بلور فوتونی یک بعدی که قابلیت افزونگی میدان را دارد، طراحی شده است. 22 شهریور 1399 / تعداد نمایش : 1245
|