طرّاحی و شبیه سازی حسگرِ نانوجابه جایی بر اساسِ ساختارِ بلورِ فوتونی دو بعدی با ساختارِ مثلّثی برای تغییراتِ جابه‌جایی تا 20 نانومتر

نویسندگان

، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی

چکیده

  در این مقاله به ارائۀ یک حسگرِ نانوجابه­جایی بر مبنای بلورِ فوتونی دو بعدی با ساختارِ مثلّثی متشکّل از حفره­های هوا داخل مادّۀ دی‌الکتریک می­پردازیم. این حسگر از دو قطعه بلورِ فوتونی تشکیل شده که یکی از آن‌ها ثابت و قطعۀ دیگر در راستای افقی حرکت می­کند. شدّتِ نورِ آشکار شده توسّطِ آشکارساز در این ساختار تابعی از جابه­جایی بین دو قطعه است. در این حسگر ضریبِ کیفیّتِ کاواک برابر45000 و حساسیّتِ حسگر 54/2 در محدودۀ بین صفر تا nm 20 می­باشد. برای شبیه­سازی این حسگر از روشِ تفاضلِ متناهی در حوزۀ زمان (FDTD) توسّطِ نرم­افزار Rsoft استفاده شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Designing and simulating a nanoscale sensor based on two-dimensional photonic crystal structure with triangular structure for shifting changes up to 20 nm

نویسندگان [English]

  • Saeed Oliyaei
  • Morteza Azizi

Z. Xu, L. Cao, C. Gu, Q. He, and G. Jin; “Micro-displacement sensor based on line-defect resonant cavity in photonic crystal”; Opt. Exp. 14 (2006) 298–305.

D. Yang, H. Tian, and Y. Ji; “Micro-displacement sensor based on high-Q nanocavity in slot photonic crystal”; Optical Engineering 50, No. 5 (2011) 544021-544026.O. Levy,

B.Z. Steinberg, M. Nathan, and A. Boag; “Ultrasensitive displacement sensing using photonic crystal waveguides”; Applied Physics Letters 86, No. 10 (2005) 104102.S.

Olyaee, S. Hamedi, and Z. Dashtban; “Design of electronic sections for nano-displacement measuring system”; Frontiers of Optoelectronics in China 3, No.4 (2010) 376-381.S.

Olyaee and S. Mohammad Nejad; "Design and simulation of velocity and displacement measurement system with subnanometer uncertainty based on a new stabilized laser Doppler-interferometer”; The Arabian Journal for Science and Engineering 32, No. 2C (2007) 89-99.B.Z.

Steinberg; “Rotating photonic crystals: A medium for compact optical gyroscopes”, Physical Review E 71, No. 1 (2005) 056621.Z. Xu, L. Cao, P. Su, Q. He, G. Jin, and G. Gu; “Micro-displacement sensor with large dynamic range based on photonic crystal co-directional coupler”; IEEE Journal of Quantum Electronics 43, No. 2 2007) 182-187.

H. A. Haus; “Wave and fields in Optoelectronics”, Prentice-Hall series in Solid State Physical Electronics, Englewood Cliffs, USA (1985).

Y. Akahane, T. Asano، B. S. Song, and S. Noda; “High-Q photonic

nanocavity in a two-dimensional photonic crystal”; Nature 425, No. 30 (2003) 944-947.

S. C. Buswell, V.A. Wright, J.M. Buriak, V. Van, and S. Evoy; “Specific detection of proteins using photonic crystal waveguides”; Optics Express 16, No. 20 (2008) 15949-15957.

S.G. Johnson and J.D. Joannopoulos; “Introduction to Photonic Crystals, Bloch’s Theorem, Band Diagrams, and Gaps (But no Defects)”; Lecture note of MIT (2003).