ETUDE D’UN BIOCAPTEUR DOUBLE DACE AVEC UNE LARGE PLAGE DE DETECTION

Abstract

Nous proposons et caractérisons numériquement les caractéristiques optiques d'un nouveau capteur à résonance plasmonique de surface (SPR) basé sur une fibre à cristal photonique (PCF) dans la région du visible au proche infrarouge (500–2000 nm) pour la détection de l'indice de réfraction (IR). La méthode des éléments finis (FEM) est utilisée pour concevoir et étudier l'influence de différents paramètres géométriques sur les performances de détection du capteur. Le matériau plasmonique chimiquement stable or (Au) est utilisé pour produire une excitation entre le noyau et le mode plasmonique. Sur un substrat de silice pure (SiO2), un noyau structuré rectangulaire est utilisé pour faciliter la force de couplage entre le noyau et le mode de polariton de plasmon de surface (SPP) et améliore ainsi les performances de détection. En ajustant les paramètres géométriques, les résultats de la simulation montrent une sensibilité de longueur d'onde maximale de 58 000 nm/RIU (unité d'indice de réfraction) pour la polarisation x et de 62 000 nm/RIU pour la polarisation y pour les indices de réfraction de l'analyte allant de 1,33 à 1,43. De plus, nous caractérisons la sensibilité en amplitude du capteur qui montre une sensibilité maximale de 1415 RIU−1 et 1293 RIU−1 pour les polarisations x et y, respectivement. À notre connaissance, il s'agit de la sensibilité la plus élevée pour un SPR dans la littérature publiée, et facilite le développement futur de capteurs pour une mesure exacte et précise de l'analyte. Le capteur atteint également un facteur de mérite (FOM) maximum de 1140 et une résolution IR fine de 1,6 × 10−6. En raison d'une forte force de couplage, d'une sensibilité élevée, d'un FOM élevé et d'une résolution de détection améliorée, le capteur proposé est adapté à la détection en temps réel, peu coûteuse et précise d'analytes biomédicaux et biologiques, de biomolécules et de produits chimiques organiques.