جرت في معهد الليزر للدراسات العليا مناقشة أطروحة الدكتوراه الموسومه
“تصميم مستشعرات لمعامل الإنكسار تعتمد على ألياف بلورية فوتونية على شكل D”
للطالب عمار محمد طعيمه وبأشراف كل من الأستاذ المساعد دكتورة حنان جعفر طاهر والأستاذ المساعد دكتورة شيماء رياض الطحان
كان الهدف من الأطروحة تصميم مستشعرات لمعامل الانكسار والتي يعد
في الوقت الحاضر مستشعر الألياف البلورية الفوتونية مهمًا جدًا وفعالًا للغاية. في هذه الأطروحة، تم تصميم واختبار ثلاثة مستشعرات حيوية للألياف الضوئية البلورية الفوتونية على شكلD تعتمد على ظاهرة رنين البلازمون السطحي باستخدام COMSOL Multiphysics (الإصدار 5.6) للكشف عن معامل الانكسار بطريقة العناصر المحدودة. في هذه الحالة، تعمل المستشعرات بطريقة تغيير الطول الموجي وتعمل في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة من الطيف الكهرومغناطيسي. لتحسين أداء هذه المستشعرات، تم تصنيع جسيمات نانوية ذهبية مرتبطة بقوة بسطح السيليكا للألياف المغطاة بثاني أكسيد التيتانيوم لتحسين الاقتران بين الأنماط الأساسية الموجهة بالنواة وأنماط بولاريتون البلازمون السطحي. لذلك، حققت هذه الأطروحة تصميمًا فريدًا يتمتع بموثوقية عالية من خلال دراسة ثلاثة مواضيع رئيسية.
أولاً، تم طلاء مستشعر الألياف البلورية الفوتونية على شكل D المقترح بطبقة من الذهب مرتبطة بقوة بسطح السيليكا للألياف باستخدام طبقة ثاني أكسيد التيتانيوم. يتميز المستشعر المقترح بخصائص أداء رائعة، بما في ذلك حساسية الطول الموجي الأقصى البالغة 17,500 nm/RIU في نطاق الكشف 1.37-1.41 وحساسية الطول الموجي البالغة 12,500 nm/RIU. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يحقق حساسية قصوى للسعة تبلغ 8725.56 RIU^(-1) ودقة قصوى تبلغ 8×〖10〗^(-6) RIU من خلال تقنيات السعة والطول الموجي. أظهرت هذه النتائج أفضل حساسية ودقة تم الإبلاغ عنها حتى الآن لمستشعر PCF-SPR .
ثانياً، تم اقتراح الكشف المتزامن للعديد من المحللات رقميًا باستخدام مستشعر PCF SPR ثنائي القناة يتم التحكم فيه بالانتشار. في تركيزات الجلوكوز التي تتراوح من 25 إلى 40٪، أظهر المستشعر المقترح حساسية قصوى للطول الموجي تبلغ 29,162 nm/RIU متعددة القنوات، وحساسية سعة تبلغ 21989.11 RIU^(-1). علاوة على ذلك، كانت قيمة المستشعر المقترح 70030.293 RIU^(-1). بالإضافة إلى الكشف عن المحللات المتعددة، يمكن أيضًا استخدام المستشعر المقترح للكشف عن المحلل الفردي. توفر المستشعرات القائمة على الكشف عن المحللات المتعددة أيضًا كشفًا سريعًا ومنخفض التكلفة.
أخيرًا، مستشعر بيولوجي للكوليسترول يستخدم حساسية وتركيز محلول العينة. يمكن الاستفادة من تقلبات السعة أو الطيف هذه لتحديد مستويات الكوليسترول وقياسها. يتم تقييم أداء الجهاز من حيث الحساسية والدقة. في هذا البحث، يقع الجهاز ثلاثي القنوات أسفل الجزء D لإظهار الكشف المتزامن لعينات المحلل المختلفة. تظهر نتائج محاكاة مستشعر PCF على شكل D ثلاثي القنوات أعلى حساسية للطول الموجي تبلغ 8766.67 nm/RIU. ضمن نطاق الطول الموجي (1.497,1.512,1.525,1.551,1.582). يتمتع بصفات أداء جديرة بالملاحظة، بما في ذلك أعلى حساسية للسعة عند 21941 RIU^(-1) ودقة مستشعر تبلغ 13.33 × 10⁻⁶ RIU، مما يجعله مثاليًا لتقييم الجزيئات الحيوية والمركبات العضوية والمواد الكيميائية والسوائل الأخرى. تُظهر النتائج الإيجابية التي تم الحصول عليها عبر جميع المحللات التي تم اختبارها موثوقية ومتانة مستشعرنا.
