• شماره ركورد
    24450
  • شماره راهنما
    PHY2 801
  • عنوان

    امكان‌سنجي تجربي ساخت حسگر تار نوري باريك شده براي تعيين غلظت مواد زيستي نظير هموگلوبين و گلوكز

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    فوتونيك
  • دانشكده
    فيزيك
  • تاريخ دفاع
    1403/10/29
  • صفحه شمار
    92 ص.
  • استاد راهنما
    محمد ملك محمد
  • استاد مشاور
    حميدرضا كريمي علويجه
  • كليدواژه فارسي
    حسگر تار نوري نازك شده , ميكروتار نوري , گرافن‌اكسايد , تغييرات شدت , غلظت هموگلوبين , غلظت گلوكز
  • چكيده فارسي
    حسگرهاي تار نوري با مزاياي بسيار خود، از جمله ايمني الكترومغناطيسي، مقاومت در برابر فرسايش، حساسيت بالا و قابليت سنجش از دور، توجه زيادي را به خود جلب كرده‌اند. در ميان حسگرهاي تار نوري، حسگرهاي تار نوري باريك شده به موضوع كاربردي و پرطرفداري تبديل شده است، تا اندازه حسگرها را در مقياس ميكرو و حساسيت آن‌ها را با روش‌هايي مانند لايه‌نشاني نانوذرات و يا نانوساختار‌ها، به حداكثر برساند. در اين تحقيق يك حسگر تار نوري نازك شده با دو رويكرد براي سنجش غلظت مواد زيستي مانند هموگلوبين خون و گلوكز ساخته شده است كه با لايه‌نشاني گرافن‌اكسايد بر روي ناحيه حسگري تار نوري توانستيم حساسيت آن را تا مقداري مطلوب افزايش دهيم. به‌وسيله اين دو ساختار ايجاد شده و با چيدمان‌هاي مختلفي، آزمايشات تعيين غلظت هر دو ماده هموگلوبين خون و گلوكز انجام شد. همچنين با تغيير عوامل گوناگون مانند ضخامت ميكرو تار نوري، روش لايه‌نشاني گرافن‌اكسايد و طول موج نور ليزر مورد استفاده، كوشش شد بهينه‌ترين عوامل را براي ساخت حسگر به كار ببريم. در رويكرد اول تار نوري نازك شده به روش قوس الكتريكي با ساختار ماخ‌زندر مورد استفاده قرار گرفت كه حساسيت بالايي از خود نشان داد و تغييرات شدت نور خروجي از ميكرو تار نوري متناسب با تغييرات غلظت هموگلوبين در اين حسگر با تقريب خوبي خطي بوده است. اين ساختار براي تعيين غلظت گلوكز ضعيف عمل كرد و خطاي بالايي را در نتايج آزمايشات نشان داد. در رويكرد دوم تار نوري نازك شده به روش شيميايي مورد استفاده قرار گرفت كه تغييرات شدت نور خروجي از ميكروتار نوري متناسب با تغييرات غلظت گلوكز با تقريب خوبي خطي بوده است اما براي ماده هموگلوبين، اين ساختار عملكرد مطلوبي نداشت. لازم به ذكر است بازه تغييرات شدت نور خروجي از ميكروتار نوري نازك شده به روش شيميايي در تعيين غلظت هر دو ماده هموگلوبين و گلوكز، بسيار كوچك بوده است.
  • كليدواژه لاتين
    Tapered fiber optic sensors , Optical microfiber , Graphene oxide , Intensity changes , Hemoglobin Concentration , glucose concentration
  • عنوان لاتين
    Experimental feasibility study of fabricating a tapered optical fiber sensor to determine the concentration of biological substances such as hemoglobin an‎d glucose
  • گروه آموزشي
    فيزيك
  • چكيده لاتين
    Fiber optic senso‎rs have attracted considerable attention by their many advantages, including electromagnetic immunity, erosion resistance, high sensitivity, an‎d remote sensing capability. Among the structures of fiber optic senso‎rs, tapered fiber optic senso‎rs have become a popular an‎d practical topic, to maximize the size of the senso‎rs to the micro scale an‎d improve their sensitivity by methods such as coating the microfiber by nanoparticle o‎r nanostructures. In this research, a tapered fiber optic senso‎r has been fabricated with two approaches to measure the concentration of biological substances such as blood hemoglobin an‎d glucose, an‎d by coating the microfiber by graphene oxide on the microfiber sensing area, we were able to increase its sensitivity to a desirable value. By using these two structures an‎d with different setups, experiment tests were perfo‎rmed to determine the concentration of both blood hemoglobin an‎d glucose. Also, by changing various facto‎rs such as the thickness of the microfiber, the method of coating microfiber with graphene oxide, the wavelength of the laser light used, we tried to use the most optimal facto‎rs to build the senso‎r. In the first approach, a tapered optical fiber using the electric arc method with a Mach-Zehnder structure was used, which showed high sensitivity, an‎d the changes in the light intensity output from the optical microfiber were propo‎rtional to the changes in the hemoglobin concentration in this senso‎r with a good approximation of linearity. This structure perfo‎rmed poo‎rly fo‎r determining glucose concentration an‎d showed a high erro‎r in the test results. In the second approach, a tapered optical fiber using a chemical method was used, an‎d the changes in the light intensity output from the optical microfiber were propo‎rtional to the changes in the glucose concentration with a good approximation of linearity, but fo‎r hemoglobin, this structure did not perfo‎rm well. It should be noted that the range of changes in the light intensity output from the chemically tapered optical microfiber in determining the concentrations of both hemoglobin an‎d glucose was very small.
  • تعداد فصل ها
    4
  • فهرست مطالب pdf
    121118
  • نويسنده

    خرمي نهرخلجي، سميه