Ανάπτυξη Κεραιών Για In Vitro Φασματοσκοπία Βιολογικών Ιστών Στο Thz Φάσμα Συχνοτήτων

Abstract

Στην διπλωματική αυτή κατασκευάζεται μία ανακλαστική στοιχειοκεραία που λειτουργεί στο THz φάσμα συχνοτήτων. Αρχικά παρουσιάζεται το απαραίτητο θεωρητικό υπόβαθρο που χρειάζεται να έχει κανείς ώστε να κατανοήσει στη συνέχεια την λειτουργία της κεραίας αυτής. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζονται για αρχή τα βασικά στοιχεία της θεωρίας των κεραιών και πως αυτές λειτουργούν. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η τεχνολογία των THz και πως αυτή μπορεί να αξιοποιηθεί. Τέλος αναφέρονται οι βασικές ιδίοτητες του γραφενίου και γιατί αυτές είναι χρήσιμες στην συγκεκριμένη περίπτωση. Αφού παρουσιαστούν τα προαναφερθέντα θεωρητικά στοιχεία περιγράφεται αναλυτικά η κεραία που κατασκευάστηκε. Η κεραία αυτή έχει σαν βασικό υλικό το γραφένιο. Αποτέλεσμα αυτού είναι το γεγονός οτι έχει μεταβαλλόμενη, μιγαδική, επιφανειακή αγωγιμότητα στο THz φάσμα συχνοτήτων. Ακόμη το γραφένιο δίνει την δυνατότητα στην κεραία να έχει πάρα πολύ μικρό μέγεθος στοιχείων, (της τάξης των nanometer), και παρόλα αυτά να διατηρεί την καλή απόδοσή της. Η κεραία αυτή λειτουργεί στα 1.3 THz και εμπεριέχει πάνω από 25.000 στοιχεία που το μήκος τους όμως δεν ξεπερνά το λο/16. Αξίζει, τέλος, να αναφέρουμε πως για το σχεδιασμό, την προσομοίωση και εν τέλει την ανάλυση της κεραίας χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό HFSS. Για την ανάλυση της κεραίας αυτής λαμβάνουμε υπόψιν την γωνία πρόσπτωσης του κύματος στην κεραία και θεωρούμε δεδομένο το άπειρο μήκος της. Στη συνέχεια μετράμε την απόδοση της κεραίας σε όρους κατευθυντικότητας, εύρους ζώνης, αλληλοπόλωσης και κέρδους. Εν κατακλείδι, η κεραία αυτή αποτελεί ένα πρώτο βήμα για την κατασκευή ανακλαστικών στοιχείων από γραφένιο.