• مقدمه

در طول سه دهه گذشته، پدیده رزونانس پلاسمون سطح به دلیل رفتار بسیار حساس و قابلیت سنجش بدون علامت به عنوان یک روش قدرتمند تشخیص نوری مورد توجه قرار گرفته­است (1و2). سنسورهای SPR پیشرفت چشمگیری در کاربردهای حسگر زیستی از جمله تشخیص آنالیت‌های بیولوژیکی، تشخیص پزشکی، تصورات زیستی، تعامل آنتی بادی وآنتی ژن‌، سنجش شیمیایی آلی، آزمایش آب و ایمنی محیط را از خود نشان داده‌اند (3-7). با توجه به توسعه مداوم فناوری SPR در دستگاه‌های نوری مانند نظارت بر ضخامت فیلم (8و9)، فیلترهای تنظیم نوری (10و11)، تصویربرداری SPR (12و13) و تعدیل‌کننده‌های نوری (14و15) نیز به‌کار گرفته شده­است. علاوه‌براین، فناوری SPR با هدف دستیابی به دستگاه‌های نوری کاملاً فشرده، ادغام و یکی شدن اجزای نانوالکترونیکی و نانوفوتونیک را فراهم می‌کند (16و17).

اخیراً، سنسورهای SPR بر پایه فیبر کریستال فوتونی به دلیل ویژگی‌های نوری غیرمعمول و جذاب آنها نسبت به الیاف نوری معمولی مورد مطالعه گسترده قرار گرفته است. با توجه به نفوذپذیری قابل کنترل و از بین رفتن محصور، حسگرهای PCF SPR عملکرد بهتری در کاربردهای حسگر زیستی نشان داده‌اند. بر خلاف حسگرهای نوری معمولی، حسگرهای SPR مبتنی بر PCF با تغییر پارامترهای ساختاری، کنترل بهتری از میدان ناپایدار را دارند. علاوه­‌بر­این، اندازه حسگرهای  PCF SPRکوچک است و آنها را برای استفاده در نانوحسگرها و برنامه‌های سنجش از دور مناسب می‌کند (19).

در طی چند سال گذشته، چندین حسگر PCF SPR به منظور بهبود حساسیت، دقت تشخیص و دامنه پویای تشخیص، مورد کاوش قرار گرفته‌اند. حسگرهای PCF SPR به دو دسته طبقه‌بندی می‌شوند. اول، حسگرهای PCF با روکش فلزی داخلی که در آن مواد پلاسمونی به صورت انتخابی در داخل PCF قرار گرفته و آنالیت مایع به صورت انتخابی در سوراخ (های) هوا نفوذ می‌کند. دوم، سنسورهای PCF با روکش فلزی که در آن مواد پلاسمونی در سطح بیرونی PCF قرار دارند. اخیراً، یک حسگر SPR مبتنی بر فیبر حلقه الماس (DRF) ساخته شده است (20) که حداکثر حساسیت آن به طول موج nm / RIU 6000 و وضوح سنج   در محدوده سنجش بین 1.33 و 1.39 پیشنهاد شده است. حسگر مبتنی بر کانال حلقه باز که توسط “Liu و همکاران” (21) پیشنهاد شده را می‌توان برای تشخیص ضریب شکست (RI) بین 1.23 و 1.29 استفاده کرد. این طرح پیشنهادی، میانگین حساسیت به طول موج nm / RIU 5500 و حداکثر حساسیت به دامنه  را نشان می‌دهد.

بر اساس روکش فلزی داخلی، تعداد کمی حسگر بالقوه PCF SPR در رفرنس‌های 22 تا 25 گزارش شده است. در عمل، رسوب فلز روی چندین سوراخ هوا ضمن حفظ ضخامت یکنواخت، از نظر ساختگی (فرایند ساخت) غیرممکن است. علاوه بر این، نفوذ انتخابی سوراخ‌های هوا با آنالیت، پیچیده و زمان‌بر است. این برنامه به طور بالقوه کاربردهای گسترده‌ای را در حسگر محدود می‌کند. اخیراً، سنسورهای PCF SPR مبتنی بر نانوسیم به منظور از بین بردن موارد نفوذ انتخابی گزارش شده (26و27) و به تازگی یک حسگر متشکل از هسته نقره‌ای توخالی PCF SPR (28) با استفاده از محدوده تشخیص بزرگ از 1.33 تا 1.50 پیشنهاد شده است.