طراحی و تحلیل حسگر فشار مبتنی برساختار بلور نوری
چکیده
گونه جدیدی از حسگرهای فشار، حسگرهای فشار مبتنی بر بلور نوری میباشند. مشخصه مهم این بلورها شکاف باند نوری می باشد که استفاده از آن ها را به عنوان حسگر امکان پذیر ساخته است. در (r/a ) یک بلورنوری، شکاف باند نوری، به ضریب شکست، ثابت شبکه و نسبت شعاع به ثابت شبکه وابسته می باشد. با اعمال فشار به ساختار یک بلور نوری، ضریب شکست ماده و هندسه ساختار تغییر کرده و در نتیجه شکاف باند ساختار تغییر می کند، همچنین در یک حسگر فشار بلور نوری، با اعمال فشار، بر اثر تغییر ضریب شکست و هندسه ساختار، طول موج تشدید کاواک تغییر کرده، در نتیجه میتوان میزان تغییرات طول موج را به عنوان تابعی از فشار بدست آورد که این امر اساسیترین ایده در مورد حسگرهای فشار بلور نوری میباشد. اولین چالشی که در زمینه این حسگرها وجود دارد، بهبود همزمان پارامترهایی از جمله حساسیت، ضریب کیفیت و محدوده دینامیکی میباشد. چالش دیگر، بررسی صحیح اثر فشار بر هندسه ساختار حسگر می باشد. در این پایاننامه سعی شده تا بررسی صحیح و کاملی از اثر فشار بر هندسه ساختار حسگر ارائه شود . همچنین، سه حسگر فشار، بر پایه بلور نوری دو بعدی با شبکه مثلثی، طراحی، شبیه سازی و تحلیل گردیده است. مقایسه نتایج شبیه سازی نشان میدهد که ساختارهای پیشنهادی در مقایسه با طرح های پیشین، عملکرد بهتری از خود نشان داده و توانستهاند هر سه پارامتر ذکر شده را همزمان، به نحو مطلوبی بهبود بخشند.