14010

14010

طراحي و ساخت حسگر فيبر نوري باريك شده به منظور استفاده در كاربردهاي زيستي

كارشناسي ارشد

اتمي و مولكولي

بهمن ماه 1393

بهمن ماه 1393

دكتر محمد واحدي - دكتر حسين ثقفي فر

دكتر سلمان موحدي راد

فيزيك

چكيده اين پايان¬نامه به معرفي و ساخت زيست¬حسگر بر مبناي فيبر نوري نازك شده جهت استفاده در اندازه-گيري جابجايي طيف خروجي در حضور مايعات با ضرايب شكست متفاوت مي¬پردازد. ساخت حسگر فيبر نوري نازك شده، علاوه بر اهميت ذاتي، مي‌تواند به عنوان مقدمه‌اي براي ساخت حسگرهاي مبتني بر ميكروتشديدگر هم تلقي شود. در ابتدا به تعريف مفاهيم اصلي مورد استفاده در ميكرو¬تشديدگرها و محاسبات مدهاي موجبر و ميكروكره و همچنين كاربرد آن¬ها بعنوان زيست¬حسگر مي¬پردازيم. همچنين پديده تداخلي ايجاد شده در فيبر نوري را بيان مي¬كنيم كه مبناي شكل¬گيري طيف خروجي در آشكارساز مي¬باشد. در انتهاي اين بخش، حساسيت حسگر ساخته شده را با حسگرهاي ساخته شده با استفاده از ميكروتشديدگرها مقايسه مي‌كنيم. در ادامه، كارهاي تجربي انجام شده در جهت ساخت زيست¬حسگر مورد بررسي قرار مي¬گيرد. در اين فصل نحوه اندازه¬گيري قطر كمر فيبر نازك شده بيان مي¬شود. فيبر نوري نازك شده با طول يك سانتي¬متر و قطر كمر 10 ميكرون با استفاده از شعله هوا-گاز ساخته شده است. طيف خروجي فيبر نازك شده با دو روش متفاوت مورد مطالعه قرار گرفته است. در روش اول، با استفاده از چشمه نور پهن باند و تحليلگر طيف نوري (OSA)، در بازه طول موجي 40 نانومتر و در روش دوم با به كارگيري از فوتوديود InGaAs PIN Photodiode بعنوان آشكارساز نوري طيف¬سنجي انجام شد. در نهايت اثر تغيير ضريب شكست محيط اطراف فيبر نوري نازك شده بر طيف خروجي مورد بررسي قرار گرفته است. به علت آماده نشدن مولكول¬هاي DNA، آزمايشات توسط بافرهاي زيستي انجام شده است. نشان داده شده است كه با افزايش ضريب شكست محيط اطراف ميزان جابجايي طيف خروجي نيز افزايش مي¬يابد. در پايان پيشنهاداتي جهت ادامه پروژه و بهبود نتايج ارائه مي¬گردد. واژه‌هاي كليدي:فيبر نوري نازك شده، حسگر زيستي، ميكروتشديدگر، بافرهاي زيستي