Conception des capteurs biomédicales a base des cristaux photoniques
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Date
2020
Authors
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Publisher
Oum-El-Bouaghi
Abstract
Ce travail de thèse est dédié à l‟étude et conception de nouvelles structures destinées à
la détection optique. En effet, le développement de ces dispositifs optiques présente un
intérêt croissant et particulier, notamment pour cibler et identifier les espèces
biomédicales. À cet effet, les composants à base de cristaux photoniques (CPs) ont été
largement exploités dans le domaine de la bio détection à indice de réfraction à base de
cristaux photoniques dont le substrat est le silicium. Les structures proposées sont
essentiellement basées sur le système de couplage guide-cavité.
L‟objectif principal de notre travail est le renforcement du confinement de la lumière au
sein de la cavité proposé. Dans un premier lieu, nous analysons en détail l‟influence de la
géométrie de la cavité sur les performances de détection. Ainsi nous présenterons une
configuration à base de trous d‟air annulaires afin d‟améliorer les propriétés de détection
d‟une part et d‟avoir la possibilité d‟intégrer plusieurs unités de détection dans une même
plateforme à cristal photonique d‟autre part. L‟objectif donc, est d‟améliorer la sensibilité
et la limite de détection de ces biocapteurs en fonction des différents paramètres physiques
et optiques. Nous avons également proposé une nouvelle structure de biocapteur RI à base
de guide à cavité couplée. Afin d'acquérir simultanément une sensibilité optimale et une
valeur élevée de la transmission de ce biocapteur, notre contribution a porté sur l‟optimisation de la région sensible du biocapteur. Pour effectuer nos simulations, nous
avons utilisé deux logiciels de Rsoft CAD, dont le premier module est appelé BandSolve
qui est basé sur la méthode des ondes planes (PWE), et le second appelé Fullwave, basé sur
la méthode des différences finies temporelles (FDTD). Les résultats nous a permis de
conclure que le biocapteur est très sensible à la variation de RI dans les trous d'air, ces
dernières peuvent être optimisé pour réaliser plusieurs mesure dans le but d‟avoir une
meilleur sensibilité et un grand facture de qualité. On a abouti à une sensibilité de 685,33
nm/RIU avec un bon facteur de qualité qui vaut 2,533×105 et la limite .
Description
Keywords
biomédicale, Rsoft CAD, FDTD