مد اپتیکی جایگزیده در زیست-حسگرهای فوتونیکی

در سال های اخیر توجه زیادی به فناوری بلورهای فوتونیکی معطوف شده است. امکان ساخت حسگرهای با حساسیت بالا از مهم ترین کاربردهای بلورهای فوتونیکی در شاخه پزشکی است. افزون بر این، تولید کم هزینه زیست حسگرهای بلور فوتونیکی از دیگر مزایای آن ها به شمار می رود. از دیگر سو، گذار بین حالت های جایگزیده و ناجایگزیده از موضوع های مورد علاقه در سال های اخیر بوده است. مطالعه حاضر گذار بین این حالت ها را برای یک بلور فوتونیکی غیر متناوب مورد مطالعه قرار می دهد. هدف از انجام مطالعه، بررسی امکان جایگزیدگی نور در چنین بلورهایی است. بدین منظور مدل تنگ-بست یک بعدی با در نظرگرفتن جهش فوتون به دومین همسایگی نزدیک در نظر گرفته می شود. نتایج حاصل از نظریه جایگزیدگی بیانگر این است که برای ثابت جهش صفر، فوتون جایگزیده می باشد و با افزایش مقدار ثابت جهش به همسایه دوم، طول جایگزیدگی فوتون افزایش می یابد و تابع موج فوتون گسترده می شود. در مقابل، مشاهدات حاصل از نظریه آشوب کوانتومی نشان می دهد که برای ثابت جهش صفر، تابع توزیع نسبت فاصله ترازی متوالی از تابع توزیع پواسونی تبعیت می کند و با افزایش مقدار ثابت جهش به سمت تابع توزیع ویگنر-دایسون میل می نماید در نتیجه در حالت گسترده، افت و خیز ترازهای انرژی با آمار آنسامبل جی ا ئی توصیف می شود. مطالعه رفتار الکتریکی ساختارهای بلوری دارای نقص در قالب نظریه جایگزیدگی اندرسون ممکن است. در مطالعه حاضر نیز با اساس قرار دادن این نظریه از روش ماتریس انتقال و طول جایگزیدگی به منظور بررسی رفتار جایگزیده فوتون در بلور فوتونیکی غیرمتناوب یک بعدی بهره می گیریم. در پژوهش حاضر، طول جایگزیدگی توابع موج فوتونی به ازای مقادیر متفاوت انرژی و در حضور احتمال جهش به همسایه دوم با شدت های متفاوت محاسبه شد. مطالعه حاضر که برمبنای تعمیم مدل تنگ-بست انجام گرفته است، نشان می دهد در گستره خاصی از انرژی می توانیم شاهد گذار بین حالت های جایگزیده و ناجایگزیده باشیم و در نتیجه بلور فوتونیکی مورد مطالعه قابلیت انتقال فوتون را خواهد داشت. در پژوهش حاضر امکان جایگزیدگی فوتون در یک بلور فوتونیکی غیرمتناوب یک بعدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد در شرایط خاصی می توان شاهد گذار بین حالت های گسترده و جایگزیده بود که همین موضوع اتفاق امیدوارکننده ای در حوزه ساخت نانوابزارهای فوتونیکی به منظور کاربرد در حوزه پزشکی می باشد.