طراحی حسگر بلورفوتونی دوکاناله برای تشخیص مواد منفجره

در سالهای اخیر با توجه به افزایش گسترده استفاده از مواد منفجره بوسیله سازمانهای تروریستی، شناسایی مواد منفجره اهمیت زیادی دارد. حسگرهای نوری روش غیرمخرب و با حساسیت بالا برای شناسایی مواد منفجره هستند. در این مقاله، یک حسگر بلورفوتونی با استفاده از دو موجبر فرعی و نانوحفرهها در یک شبکه ششضلعی از میلههای سیلیکونی در بستر هوا پیشنهاد داده شده است. در نانوحفره ها ماده ارگانیکی با ضریب شکست ۵۹/۱ پر شده است. این حسگر بر پایه بلورفوتونی دوبعدی میتواند به طور همزمان دو ماده منفجره مختلف،RDX و HMX را تشخیص دهد. مساحت این ساختار ششضلعی متقارن ۱۹×۱۷ µm۲ میباشد. برای شبیه سازی از روش FDTD با بسط موج صفحهای استفاده شده و برای تجزیه و تحلیل حسگر، نمودار طیف انتقال رسم شده است. برای ساختار ارائه شده به ازای ورود مواد منفجره، بیشینه دامنه طیف انتقال دو کانال در طول موج ۱۵۹۰ نانومتر به دلیل تفاوت در جذب نور نسبت به قبل افزایش یافته است. همچنین به علت تفاوت ضریب شکست دو نانوحفره ناشی از دو ماده منفجره، اختلاف ۰۳/۰ در دامنه بیشینه نمودار انتقال در دو کانال رخ داده است و این مقدار تغییر دامنه ویژگی بسیار مفیدی برای کاربردهای سنجش و تشخیص همزمان دو ماده میباشد. پارامتر کیفیت (Q factor) به دست آمده برای حسگر طراحی شده ۲۸/۱۲۲ است.

کلیدواژه ها:

ماده منفجره ، بلورفوتونی ، FDTD ، حسگر چندکاناله ، حسگر