КОНФЕРЕНЦІЇ ВНТУ електронні наукові видання, 
Міжнародна науково-технічна конференція з оптико-електронних інформаційних технологій "ФОТОНІКА − ODS 2025"

Розмір шрифта: 
ОПТИМІЗАЦІЯ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ АНТИВІДБИВАЮИХ ОПТИЧНИХ ПЛІВОК В БІОМЕДИЦИНІ
Руслан Леонідович Політанський, Марія Володимирівна Вісьтак, Вальдемар Войцек, Оксана Леонідівна Зарицька

Остання редакція: 2025-04-15

Анотація


Робота присвячена оптимізації структури багатошарової антивідблискової плівки з хорошими інтегральними оптичними властивостями, які зберігаються в широкому діапазоні кутів падіння та довжини хвилі інфрачервоного діапазону, що збігається з поглинанням CO2, та для обидвох типів поляризації падаючої хвилі. Оптимізація виконується на основі початкового розв’язку задачі, який налаштовується на чвертьхвильову оптичну товщину кожного шару (SiO2, SiO, SiO1<x<2, Si), де оптичну товщину вибирають з умови максимальної чутливості до спектру поглинання вуглекислого газу (CO2). Для визначення інтегрального коефіцієнту відбивання використовують матричний метод. Далі товщина шарів системи оптимізується шляхом пошуку глобального мінімуму функції, яка визначає загальну кількість відбитого випромінювання в заданому діапазоні довжин хвиль і кутів падіння від оптичного випромінювання. Показано, що шляхом статистичного моделювання можна визначити товщину шарів плівки, що забезпечує систематичне покращення значення інтегрального коефіцієнта відбиття. Також показано, що за допомогою статистичного моделювання дійсно можна отримати оптимізовану структуру плівки, незважаючи на невелике покращення інтегрального коефіцієнта відбиття (менше 1%). Тому розроблений метод аналізу має важливе практичне значення для аналізу та виявлення ефектів поглинання оптичного випромінювання неінтерференційного походження. Результати досліджень порівняні і дослідженнями, які використовують метод Сванепула, і опубліковані у літературних джерелах. Отримані результати представляють практичний інтерес у біомедичних застосунках: біологічно сумісних тонких плівках імплантованих органів, оптичних сенсорів для медичних діагностичних систем, оскільки у біологічних структурах неінтерференційні ефекти поглинання оптичного діапазону мають систематичний і чітко виражений прояв.


Ключові слова


Антивідбиваючі покриття; статистична оптимізація; інтегральний коефіцієнт відбивання; біомедицина, IoT

Посилання


1. Toudeshkchoui, Mahtab Ghasemi, et al. “Microfluidic Devices with Gold Thin Film Channels for Chemical and Biomedical Applications: A Review.” Biomedical Microdevices, vol. 21, no. 4, 4 Nov. 2019. Accessed 30 Mar. 2025. https://doi.org/10.1007/s10544-019-0439-0

2. Sonal Fande, et al. “Recent Trends in Electro-Microfluidic Devices for Wireless Monitoring of Biomarker Levels.” Applied Physics Letters, vol. 126, no. 4, 27 Jan. 2025. Accessed 30 Mar. 2025. https://doi.org/10.1063/5.0250921

3. Ballester, Manuel, et al. “Enhancing the Swanepoel Method: Precise Envelope Detection of Thin-Film Transmission Spectra.” Optics Express, 21 Feb. 2025, https://doi.org/10.1364/oe.553824. Accessed 30 Mar. 2025.


Повний текст: PDF