طراحی حسگر نوری فیبر بلور فوتونی با هسته متخلخل برای سنجش شیمیایی با حساسیت نسبی بالا در رژیم تراهرتز

چکیده- در این مقاله به طراحی یک فیبر بلور فوتونی با هسته متخلخل برای استفاده در سنجش مواد شیمیایی مایع در محدوده فرکانسی تراهرتز می پردازیم. برای این منظور، ابتدا به طراحی بهینه ساختار بلور فوتونی پرداخته و سپس با پرکردن هسته متخلخل آن با مواد شیمیایی مایع با ضریب شکست بین 1. 33 تا 1. 37، ویژگی های حسگری بررسی می شود. نتایج تحلیل عددی، حساسیت نسبی%88 و تلفات تحدید10-10×1.1 را برای حسگر فیبر بلور فوتونی پیشنهادی در فرکانس 1 thz نشان می­دهد.  عملکرد قابل قبول و در عین حال سادگی طراحی،   pcf بررسی شده را به عنوان گزینه­ای مناسب برای کاربردهای حسگری شیمیایی در بخش های مختلف صنعتی و پزشکی پیشنهاد می­کند.

design of a chemical sensing hollow core photonic crystal fiber based optical sensor with high relative sensitivity for terahertz (thz) regime

abstract- in this paper, we design a photonic crystal fiber with a porous core for measurement of liquid chemical materials in the terahertz frequency range. for such a purpose, we first optimized the design of the pcf structure, then by filling the porous core with liquid chemical materials with a refractive index between 1. 33 and 1. 37, the fiber sensing characteristics are investigated. according to the numerical analysis of the proposed photonic crystal fiber sensor, a relative sensitivity of 88% and a confinement loss factor of 1. 1×10 -10 have been obtained at 1 thz frequency. the appropriate performance along with the simplicity of the proposed pcf design have made it very suitable for use as a chemical sensor in various industrial and medical sectors.