شماره ركورد
15380
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
15380
پديد آورنده
سيد جواد آزاد فرد
عنوان
ساخت و شبيه سازي فيبر نوري نازك شده جهت استفاده به عنوان حسگر زيستي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
فوتونيك
سال تحصيل
دي ماه 1394
تاريخ دفاع
دي ماه 1394
استاد راهنما
دكتر محمد واحدي
دانشكده
فيزيك
چكيده
چكيده
در اين پايان¬نامه به معرفي و شبيهسازي زيست حسگر بر مبناي فيبر نوري نازك شده جهت استفاده در اندازهگيري جابه¬جايي طيف خروجي محيط با ضرايب شكست متفاوت پرداختهشده واين سامانه باسامانه متشكل از فيبر نازك جفت شده با ميكرو كرهبا شبيه سازي رايانه¬اي مقايسه شده است. همچنين سيستم فيبر نوري نازك شده با انجام عمليات حرارتي در آزمايشگاه ساخته شده و اندازهگيريهاي تجربي بر روي آن انجام شده است. ساخت حسگر فيبر نوري نازك علاوه بر اهميت ذاتي، مي¬تواند بهعنوان مقدمه¬اي براي ساخت حسگرهاي مبتني بر ميكرو تشديدگرنيز تلقي شود.
در اين نوشتار، ابتدا به تعريف و بيان مفاهيم اصلي موجبر و محاسبات مدهاي موجبر و همچنين كاربرد آنهابهعنوان زيست حسگر مي-پردازيم. ساختار موجبر را بررسي و فرمولبندي مدهاي هدايت را بهطور كامل بيان كرده¬ايم. همچنين به بررسي شرايط تداخل در فيبر نوري كه مبناي شكلگيريطيف خروجي در آشكارساز است، مي¬پردازيم. در ادامه شرايط بي در¬رو بودن فيبر باريك را بيان كرده و اثرات ناشي از كشيدن، حرارت، زاويه فرود را روي فيبر باريك بررسي مي¬كنيم.
در قسمت شبيه سازي با استفاده از نرم افزار كامسول تغييرات طول موجي فيبر نازك شده در اثر تغيير ضريب شكست محيط اطراف را بررسي و با فيبر كوپل شده با ميكروكره مقايسه و ميزان حساسيت آنها را به دست مي¬آوريم. سپس ميزان تأثير شعاع باريك شدن را روي جابه¬جايي طيف خروجي را به دست مي¬آوريم. بررسي دادهها نشان ميدهدكه براي فيبر باريك شدهتنها درمحدود ضريب شكست 44/1-46/1 ماكزيمم حساسيتnm/ RIU900بهدستميآيد و براي فيبر جفت شده با ميكرو كره اين مقدار در همان محدوده ضريب شكست به مقدار nm / RIU6500ميرسد.
در ادامه ، كارهاي تجربي انجامشده در جهت به دست آوردن شعاع بهينه براي كاربردهاي زيستي مورد بررسي قرارگرفته است. در اين فصل نحوه اندازه¬گيري قطر كمره فيبر نازك بيان شده است. فيبر نوري نازك شده به طول يك سانتي¬متر قطر كمتر از 10 ميكرون با استفاده از شعله هوا-گاز ساختهشده است.
طيف خروجي فيبر نازك شده با استفاده از ليزر ديود قرمز رنگ و تحليل¬گر طيف نوري(OSA)، در بازه طول موجي بين 600 تا 700 نانومتر مورد بررسي قرارگرفت و ميزان جابه¬جايي طيف خروجي و شدت خروجي بهدستآمده است. در مرحله دوم ميزان تغييرات شدت طيف خروجي با استفاده از توانسنج نوريsolo x مورد آزمايش قرار گرفت. نشان دادهشده است كه با افزايش ضريب شكست محيط اطراف، ميزان جابه¬جايي طيف خروجي نيز افزايش مي¬يابد.در پايان پيشنهادهايي جهت ادامه پروژه و بهبود نتايج ارائهشده است.
واژههاي كليدي:حسگر زيستي، فيبر نوري نازك شده، نرم افزار كامسول، ضريب شكست، حساسيت