FAZ TESPİTİNE DAYALI YÜZEY PLAZMON RESONANS TABANLI ALGILAMANIN KIZILÖTESİ BANTTA ANALİZİ

Yüzey Plazmon Rezonansı (YPR) tabanlı algılamada geleneksel olarak kullanılan ışık şiddeti tespiti yerine faz tespitine dayanan bir yöntemin kullanılmasının önemli avantajları vardır. Bununla beraber ışık spektrumunun görünür aralığının yerine silikon kullanımıyla kızılötesi aralığında YPR tabanlı algılama yapılması da bazı umut verici avantajlara sahiptir. Bu çalışmada, faz algılamaya dayalı SPR algılamanın kızılötesi aralıkta ışık kullanımıyla birleştirilmesinin yaratacağı performans artışları matematiksel bir model ve sayısal benzetim yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, görünür banttaki benzetimlerden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmış ve kızılötesi bantta faz ölçümü tabanlı yaklaşımın daha yüksek performans verdiği gösterilmiştir.

Analysis of Surface Plasmon Resonance Sensing Based on Phase-Detection in the Infrared Range

Using phase detection in Surface Plasmon Resonance (SPR) sensing has potential improvements to the conventional intensity detection based SPR. Other than the phase detection and intensity detection based SPR in the visible range of the spectrum, employing SPR sensing principles in the infrared range by the use of silicon has also some promising advantages. Combining these two, in this paper, phase detection-based SPR sensing in the infrared range is studied using a mathematical model and numerical simulations. The results are compared with the results obtained by the simulations in the visible range. Performance improvements are noted by the use phase detection in the infrared range.

___

  • A. V. Kabashin, P. I. Nikitin, “Interferometer based on a surface-plasmon resonance for sensor applications,” Quan. Elec. 27, 653-654 (1997). doi: 10.1070/QE1997v027n07ABEH001013.
  • A. V. Kabashin, P. I. Nikitin, “Surface plasmon resonance interferometer for bio- and chemical-sensors,” Opt. Commun. 150, 5-8 (1998). doi: 10.1016/S0030-4018(97)00726-8.
  • B. Liedberg, C. Nylander, and I. Lundstrom, “Surface plasmons resonance for gas detection and biosensing,” Sens. Actuators 4, 299-304 (1983). doi: 10.1016/0250-6874(83)85036-7.
  • B. Ran and S. G. Lipson, “Comparison between sensitivities of phase and intensity detection in surface plasmon resonance,” Opt. Express 14, 5641-5650 (2006). doi: 10.1364/OE.14.005641.
  • C. Nylander, B. Liedberg, and T. Lind, “Gas detection by means of surface plasmons resonance,” Sens. Actuators 3, 79-88 (1982). doi: 10.1016/0250-6874(82)80008-5.
  • C. Wu and M. Pao, “Sensitivity-tunable optical sensors based on surface plasmon resonance and phase detection,” Opt. Express 12, 3509-3514 (2004). doi: 10.1364/OPEX.12.003509.
  • D. R. Lide eds. “Handbook of Chemistry and Pyhsics,” 72nd Ed., CRC Press, 1991-1992.
  • E. Hecht, Optics, 2nd ed. Addison-Wesley, 1987.
  • E. Kretschmann and H. Raether, “Radiative decay of non-radiative surface plasmons excited by light,” Z. Naturforsch. 23A, 2135-2136 (1968). doi: 10.1515/zna-1968-1247.
  • H. H. Nguyen, J. Park, S. Kang, and M. Kim, “Surface plasmon resonance: a versatile technique for biosensor applications”, Sensors (Basel) 15, (10481–10510) 2015. doi: 10.3390/s150510481.
  • H. N. Daghestani and B. W. Day, “Theory and Applications of Surface Plasmon Resonance, Resonant Mirror, Resonant Waveguide Grating, and Dual Polarization Interferometry Biosensors”, Sensors (Basel, Switzerland). 2010; 10(11):9630-9646. doi: 10.3390/s101109630.
  • H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer-Verlag, Berlin, 1988).
  • J. Homola, “Present and future of surface plasmon resonance biosensors,” Anal. Bioanal. Chem. 377, 528-539 (2003). doi. 10.1007/s00216-003-2101-0.
  • J. Homola, S. S. Yee, and G. Gauglitz, “Surface plasmon resonance sensors: review,” Sensors and Actuators B 54, 3-15 (1999). doi: 10.1016/S0925-4005(98)00321-9.
  • J. W. Cleary, G. Medhi, R. E. Peale, and W. R. Buchwald, “Long-wave infrared surface plasmon grating coupler,” Appl. Opt. 49, 3102-3110 (2010). doi: 10.1364/AO.49.003102.
  • J. W. Cleary, G. Medhi, R. E. Peale, W. R. Buchwald, O. Edwards, and I. Oladeji, “Infrared surface plasmon resonance biosensor,” Proc. SPIE 767306 (2010). doi: 10.1117/12.852576.
  • J. W. Cleary, R. E. Peale, D. J. Shelton, G. D. Boreman, C. W. Smith, M. Ishigami, R. Soref, A. Drehman, and W.R. Buchwald, “IR permittivities for silicides and doped silicon,” J. Opt. Soc. Am. B27, 730-734, (2010). doi: 10.1364/JOSAB.27.000730.
  • M. M. B. Vidal, R. Lopez, S. Aleggret, J. AlonsoChamarro, I. Garces, J. Mateo, “Determination of probable alcohol yield in musts by means of an SPR optical sensor,” Sens. Actuators B 11, 455-459 (1993). doi: 10.1016/0925-4005(93)85287-K.
  • Optical Properties of Silicon, Virginia Semiconductor, Inc. www.virginiasemi.com.
  • R. Soref, R. E. Peale and W. Buchwald, “Longwave plasmonics on doped silicon and silicides,” Opt. Express 16, 6507-6514 (2008). doi: 10.1364/OE.16.006507.
  • S. Patskovsky, A. V. Kabashin, M. Meunier, and J. H. T. Luong, “Near-infrared surface plasmon resonance sensing on a silicon platform,” Sens. Actuators B 97, 409-414 (2004). doi: 10.1016/j.snb.2003.09.023.
  • S. Patskovsky, A. V. Kabashin, M. Meunier, and J. H. T. Luong, “Properties and sensing characteristics of surface-plasmon resonance in infrared light,” J. Opt. Soc. Am. A 20, 1644-1650 (2003). doi: 10.1364/JOSAA.20.001644.
  • S. Patskovsky, A. V. Kabashin, M. Meunier, and J. H. T. Luong, “Silicon-based surface plasmon resonance sensing with two surface plasmon polariton modes,” Appl. Opt. 42, 6905-6909 (2003). doi: 10.1364/AO.42.006905.
  • S. Y. Wu, H. P. Ho, W. C. Law, L. Chinlon, and S. K. Kong, “Highly sensitive differential phase-sensitive surface plasmon resonance biosensor based on the MachZehnder configuration,” Opt. Lett. 29, 2378-2380 (2004). doi: 10.1364/OL.29.002378.
  • V. E. Kochergin, A. A. Beloglazov, M. V. Valeiko, P. I. Nikitin, “Phase properties of a surface-plasmon resonance from the viewpoint of sensor applications,” Quan. Elec. 28, 444-448 (1998). doi: 10.1070/QE1998v028n05ABEH001245.
  • V. Lirtsman, M. Golosovsky, and D. Davidov, “Infrared surface plasmon resonance technique for biological studies”, Journal of Applied Physics 103, 014702 (2008). doi: 10.1063/1.2828162.
  • Y. Tang, X. Zeng, and J. Liang, “Surface Plasmon Resonance: An Introduction to a Surface Spectroscopy Technique”, Journal of chemical education. 2010; 87(7):742-746. doi: 10.1021/ed100186y.
Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 2148-4147
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2002
  • Yayıncı: BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ > MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

BİNA DIŞ DUVARLARINDA YOĞUŞMA DİKKATE ALINARAK GEREKLİ YALITIM KALINLIĞININ BELİRLENMESİ: BİTLİS İLİ İÇİN ÖRNEK ÇALIŞMA

ALİ HÜSNÜ BADEMLİOĞLU, AHMET SERHAN CANBOLAT, ÖMER KAYNAKLI

Hiperspektral Verilerin Sınıflandırmasında Derin Öğrenme ve Boyut İndirgeme Tekniklerinin Karşılaştırılması

Gizem ORTAÇ, Gıyasettin ÖZCAN

YÜKSEK KROMLU BEYAZ DÖKME DEMİRLERDE FAZ DENGESİNİN BENZETİMİ

ÖNCÜ AKYILDIZ, DUYGU CANDEMİR, Hakan YILDIRIM

GRAFİT VE BRONZ DOLGULU BİR PTFE KAYMALI YATAĞIN KURU SÜRTÜNME ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Gültekin KARADERE

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF APPAREL FABRICS STRUCTURE ON AIR PERMEABILITY AND THERMAL COMFORT PROPERTIES

AYÇA GÜRARDA, Tuğba ZENGİN, Gökçe TOSUN

Personel Seçimi İçin Sezgisel Bulanık Sayı Temelli Grup Karar Verme Yaklaşımı

Burak EFE, Ömer Faruk EFE

EVREUYUMLU ALGILAMA TABANLI FAZ-OTDR SORGULAYICI ÜNİTE GELİŞTİRİLMESİ

Kıvılcım YÜKSEL ALDOĞAN, Johan JASON, Marc WUILPART

DEVELOPMENT OF A PHASE-OTDR INTERROGATOR BASED ON COHERENT DETECTION SCHEME

KIVILCIM YÜKSEL ALDOĞAN, Johan JASON, Marc WUILPART

Farklı Ağırlıklarda Üretilen Poliester Çözgülü Örme Kumaşların Uzama Ve Hava Geçirgenlik Özelliklerine Yıkamanın Etkisi

Gizem KARAKAN GÜNAYDIN, Erhan Kenan ÇEVEN

DOĞAL YOL İLE HAVALANDIRILAN BİR SANAYİ KURULUŞUNDA ISIL KONFOR İNCELEMESİ VE GİYSİ FAKTÖRÜ, METABOLİK ORAN, ÇALIŞAN AĞIRLIĞININ KONFORA ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Kemal Furkan SÖKMEN