طراحی یک حسگر زیستی جدید ضریب شکستی مبتنی بر بلورفوتونی مناسب جهت تشخیص dna

در این مقاله یک حسگر زیستی بلور فوتونی جدید جهت اندازه‌گیری ضریب شکست، پیشنهاد و مورد بررسی قرارگرفته است. سه ساختارِ تک، جفت و سه کاواکی طراحی ومطالعه شدند. در این ساختارها یک کاواک مرکزی به‌عنوان کاواک سنجش بین موج‌برهای ورودی و خروجی ساندویچ شده است. به‌منظور شبیه‌سازی و بررسی نحوه انتشار نور در ساختارها از روش تفاضل محدود در حوزه زمان و بسط موج تخت استفاده ‌شده است. جذب مولکول های dna موجود در محلول حسگری (pbs) منجر به تغییر در ضریب شکست موثر کاواک‌های سنجش شده و درنتیجه میزان عبوردهی طیفی از موج‌بر تغییر خواهد کرد. با بررسی میزان این تغییرات، فرآیند سنجش و تشخیص میسر می‌شود. با مطالعه اثر پارامترهای مختلف بر طیف خروجی ساختار، به‌منظور دستیابی به بهترین پارامترهای حسگری، مشاهده شد که پارامترهای هندسی ناحیه نقص و همچنین شعاع کاواک‌های کناری کاواک مرکزی، تاثیر قابل ‌ملاحظه‌ای بر طیف ساختارها دارند. نتایج نشان دادند که ساختار تک کاواکی بیشینه حساسیت برابر باnm/riu 345 و ساختار سه کاواکی بیشینه فاکتور کیفیت برابر با 531 را دارند. در مقایسه با ساختارهای قبلی انجام‌شده، ساختارهای پیشنهادی در این مقاله به نسبت کارایی به مراتب بهتری از خود نشان می دهند.

Design of a New Refractive Index BioSensor Based onPhotonic Crystal Suitable for DNA Sensing

In this paper, a novel biosensor based on the photonic crystal for refractive index measurements is proposed and investigated. Three designs, known as singlecavity structure, duble and triplecavities structures, are designed and studies. All the structures were composed of a main hole as a ring resonator localized between the input and output waveguides. Twodimensional finitedifference time domain and planewave expansion methods are employed to study the output power spectrum of the structures. By absorbing DNA molecules in the PBS solution, the refractive index of the sensing holes differ which results to the output transmission spectrum of the structure shift and hence, the sensing process occure. We study the impact of different parameters on the sensing of the structures. Results show that the sensitivity of the sensor depends mainly on the geometrical properties of the defect region of the photonic crystal structure. Results shows that the single cavity and triplet structures have the best sensitivity equal to 345nm/RIU and 531compared to the other proposed sensors, respectivelly.