Характеризация резонанса Фано в оптических биосенсорах рефрактометрического типа на основе кольцевых волоконных брэгговских решеток с пи-сдвигом. Результаты моделирования
Аннотация
Дата поступления статьи: 14.06.2018Представлен вариант решения задачи характеризации резонансного контура Фано в оптических биосенсорах рефрактометрического типа на основе кольцевых волоконных брэгговских решеток с пи-сдвигом. Для решения данной задачи в первой части статьи предложен радиофотонный способ трехчастотного зондирования сверхузкополосного и несимметричного контура Фано симметричным амплитудно-модулированным излучением с разбалансированными по амплитуде боковыми составляющими. Для характеризации центральной длины волны введен функционал, аналогичный коэффициенту модуляции огибающей биений между составляющими зондирующего излучения. Обоснованы требования к выбору частот боковых составляющих, при которых сохраняется однозначность функционала и достигается максимальная чувствительность в диапазоне измерений, определяемом шириной полосы пропускания контура Фано на полувысоте. Показана возможность расширения диапазона боковых частот и увеличения чувствительности из-мерений при использовании двухчастотного зондирования с уменьшенной в два раза частотой и разбалансированными по амплитуде боковыми составляющими при подавленной несущей. Приведен пример сравнения с ранее применявшимся нами для решения подобных задач радиофотонным способом двухчастотного симметричного зондирования с равными амплитудами боковых составляющих и подавленной несущей. По результатам характеризации контура Фано при фиксированном зондировании возможно однозначное определение центральной частоты, максимальной амплитуды и его добротности. получения значительного выигрыша в метрологических характеристиках с одной стороны, ставит задачу характеризации таких узкополосных резонансов с другой, поскольку существующие оптические анализаторы спектра не обладают соответствующей разрешающей способностью. Для решения данной задачи предложен радиофотонный способ трехчастотного зондирования сверхузкополосного и несимметричного контура Фано симметричным амплитудно-модулированным излучением с разбалансированными по амплитуде боковыми составляющими. В отличие от ранее применявшегося нами для решения подобных задач радиофотонных способов двухчастотного симметричного зондирования с равными амплитудами боковых составляющих и подавленной несущей, достигнуто однозначное определение центральной частоты, максимальной амплитуды и добротности контуров Фано, а также возможность значительного упрощения техники сбора информации об их параметрах. Статья состоит их двух частей, в которых последовательно отражаются вопросы постановки задач моделирования и обсуждения его результатов с подтверждением результатами физических экспериментов.
Ключевые слова: оптический биосенсор, рефрактометрия, волоконная решетка Брэгга, фазовый пи-сдвиг, кольцевая волоконная решетка Брэгга с фазовым пи-сдвигом, резонанс Фано, радиофотонные методы измерений, разбалансированное по амплитуде трехчастотное симметричное зондиров
05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
`