| Περίληψη: | Η παρούσα εργασία εστιάζει στη μελέτη αισθητήρων με χρήση μικροδομημένων οπτικών ινών (ή οπτικών ίνών φωτονικών κρυστάλλων) με δύο πυρήνες, οι οποίοι αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Για την πληρότητα της μελέτης γίνεται αρχικά μια ανασκόπηση των βασικών χαρακτηριστικών των ινών φωτονικών κρυστάλλων όπως οι απώλειες, η διασπορά, και το φαινόμενο της περιοδικής μεταφοράς ενέργειας μεταξύ των πυρήνων σε μία διπύρηνη ίνα φωτονικών κρυστάλλων. Το τελευταίο αποτελεί βάση για τη λειτουργία της ίνας ως αισθητήρα.
Στη συνέχεια, αναλύονται τα βασικά χαρακτηριστικά των αισθητήρων μικροδομημένων οπτικών ινών και μελετάται η ευαισθησία συναρτήσει του μήκος κύματος της διαδιδόμενης ακτινοβολίας και των γεωμετρικών χαρακτηριστικών της ίνας. Πιο συγκεκριμένα, μελετάται η ευαισθησία για τρία μοντέλα ινών, με μία, δύο και τρεις οπές μεταξύ των πυρήνων τους. Ως υλικό γεμίσματος των οπών θεωρήθηκε το νερό, διότι είναι ένας από τους πιο κοινούς διαλύτες, κατάλληλος και για βιολογικά δείγματα. Για κάθε ένα από τα παραπάνω μοντέλα εξετάζεται η συμπεριφορά του αισθητήρα συναρτήσει του μήκους κύματος της διαδιδόμενης ακτινοβολίας.
Ακολούθως, μελετάται η συμπεριφορά των αισθητήρων όταν υποβληθούν σε μεταβολή κλίμακας (scaling), δηλαδή όταν μεταβληθούν ταυτόχρονα όλες οι γεωμετρικές παράμετροι του αισθητήρα, κρατώντας σταθερές τις αναλογίες. Ο λόγος για τον οποίο γίνεται αυτό είναι διότι αυξάνοντας την διατομή της ίνας αυξάνει παράλληλα η διάμετρος των οπών με αποτέλεσμα να διευκολύνεται το γέμισμά τους με το υπό μελέτη υλικό. Όμως, καθώς αυξάνεται η διατομή της ίνας αυξάνει παράλληλα και η απόσταση μεταξύ των πυρήνων, μειώνοντας έως εξαλείφοντας την αλληλεπίδρασή τους.
Για το λόγο αυτό παρουσιάζεται μια βελτιωμένη μορφή του αισθητήρα με κεντρικές οπές στους δύο πυρήνες, με σκοπό το άπλωμα των ρυθμών και κατά συνέπεια την αύξηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ των πυρήνων. Κατ’ αυτόν τον τρόπο η μικροδομημένη ίνα μπορεί να λειτουργήσει ως αισθητήρας για σχετικά μεγάλες τιμές της μεγέθυνσης, κάτι που δεν είναι δυνατόν απουσία κεντρικών οπών.
Τέλος, παρουσιάζονται αποτελέσματα και για ένα μοντέλο αισθητήρα συμβατικής οπτικής ίνας με δύο πυρήνες και κεντρικές οπές, το οποίο στηρίζεται στην ίδια αρχή λειτουργίας και παρουσιάζει παρόμοια συμπεριφορά με τις διπύρηνες μικροδομημένες ίνες.
|
|---|
