Freeware สำหรับศึกษาพฤติกรรมของปรากฎการณ์การเกิดรีโซแนนซ์บนผิวแบบพลาสมอน (Surface plasmon resonance)

Journal club ในสัปดาห์นี้นำเสนอการใช้ Freeware ในการสร้างแบบจำลองเพื่อศึกษาพฤติกรรมของปรากฎการณ์การเกิดรีโซแนนซ์บนผิวแบบพลาสมอน (Surface Plasmon Resonance: SPR) ในปัจจุบันการเกิดรีโซแนนซ์บนผิวแบบพลาสมอน (SPR) ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการออกแบบไบโอเซนเซอร์, เคมีเซนเซอร์ และเซนเซอร์ทางการแพทย์เพื่อในตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเชิงแสงบนผิวของเซนเซอร์เนื่องจากมีการตอบสนองเชิงแสงและการจำเพาะต่อการตรวจจับที่สูง

รูปที่ 1 แสดง interface ของโปรแกรม Winspall version 3.01 (อ้างอิงรูป: http://res-tec.de/tutorial2-01.html)

Winspall คือฟรีแวร์ที่ใช้ในการคำนวณค่าการสะท้อนและหักเหของแสงทั้งชนิด s-polarization และ p-polarization ที่ค่ามุมตกกระทบต่างๆ โดย Winspall อนุญาตให้ออกแบบแบบจำลองของ SPR ผ่านการกำหนดคุณสมบัติเชิงแสง (ดัชนีหักแห หรือ ค่า Dielectric constant) และความหนาของวัสดุในแต่ละชั้นที่แสงเคลื่อนที่ผ่าน

รูปที่ 2 แสดงการเกิดรีโซแนนซ์บนผิวแบบพลาสมอน โดยใช้โครงสร้างแบบ Kretschmann’s Configuration เมื่อกำหนดค่า Dielectric constant เป็น 1.00, 1.05, 1.10, 1.15 และ 1.20 ตำแหน่งมุมที่เกิดรีโซแนนซ์ (ค่าการสะท้อนต่ำที่สุด) จะเปลี่ยนตำแหน่งเป็น 43.01, 45.28, 47.56, 49.86 และ 52.20 ตามลำดับ

รูปที่ 2 แสดงการสะท้อนของแสงที่ตำแหน่งมุมตกกระทบต่างๆ ของการเกิดรีโซแนนซ์บนผิวแบบพลาสมอน (SPR) ที่ประกอบด้วยปริซึมสามเหลี่ยมที่มีค่า Dielectric constant เท่ากับ 2.29 และ ทองที่มีค่าความหนา 50 นาโนเมตรและค่า Dielectric constant เท่ากับ -12.45+1.3i เมื่อค่า Dielectric constant ของชั้นไดอิเล็กทริกเปลี่ยนแปลงจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของมุมรีโซแนนซ์เนื่องจากปรากฎการณ์การเกิดรีโซแนนซ์บนผิวแบบพลาสมอน (SPR) แสดงตามรูปที่ 2

โดยสรุปโปรแกรม Winspall สามารถใช้ในการสร้างแบบจำลองเพื่อศึกษาคุณสมบัติของแสงชนิด s- และ p-polarization ที่เคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีคุณสมบัติเชิงแสงที่แตกต่างกับในรูปแบบของการสะท้อนและการหักเหเมื่อกำหนดค่ามุมตกกระทบต่างๆ นอกจากนี้ Winspall สามารถใช้ในการศึกษาพฤติกรรมของการเกิดรีโซแนนซ์บนผิวแบบพลาสมอน (SPR) ซึ่งช่วยในการลดเวลา, ค่าใช้จ่ายในการทำการทดลองจริง และสามารถใช้ในการทำนายการพฤติกรรมเชิงแสงของเซนเซอร์ที่ใช้ปรากฎการณ์รีโซแนนซ์บนผิวแบบพลาสมอน (SPR) อีกด้วย

ดาว์นโหลด Winspall ที่นี้

http://res-tec.de/downloads.html

References

http://res-tec.de/tutorial2-01.html

เรียบเรียงโดย

• พันเทพ รัตนานุพงศ์