Design and fabrication of novel optical fiber architectures for sensing applications

Autor: José Javier Imas
Přispěvatelé: Ruiz Zamarreño, Carlos, Matías Maestro, Ignacio, Universidad Pública de Navarra. Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación, Nafarroako Unibertsitate Publikoa. Ingeniaritza Elektriko, Elektroniko eta Telekomunikazio Saila, Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Academica-e. Repositorio Institucional de la Universidad Pública de Navarra
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Popis: Los sensores de fibra óptica han experimentado un importante progreso en los últimos años con el empleo de estructuras basadas en redes de Bragg, interferómetros o resonancias electromagnéticas, entre otras y el desarrollo de la nanotecnología, que ha permitido la deposición de recubrimientos a nivel micro y nanométrico sobre la fibra. Estos avances han posibilitado la fabricación de sensores de fibra óptica para medir variables físicas, parámetros químicos o aplicaciones de biosensado. Esta tesis contribuye al análisis y optimización, tanto teórica como experimental, de diferentes configuraciones y estructuras en fibra óptica, aplicadas al desarrollo de sensores. En esta tesis se estudian varias estructuras, incluidas las Lossy Mode Resonances (LMRs) y redes en fibra óptica: FBGs (redes de Bragg en fibra), LPGs (redes de período largo en fibra) y TFBGs (redes de Bragg inclinadas en fibra). Las principales líneas de investigación que se presentan en esta tesis son la fabricación de dispositivos multisensores basados en LMRs y la mejora del fenómeno de la mode transition en redes de fibra óptica: LPGs en fibras con doble cladding y TFBGs. El elemento común entre ambas líneas de investigación es el empleo de películas delgadas de materiales de alto índice de refracción: óxido de estaño (SnO2), óxido de indio y estaño (ITO) y dióxido de titanio (TiO2). Los resultados mostrados en esta tesis revelan el potencial de combinar varias estructuras y/o fenómenos en fibras ópticas para mejorar el desempeño de los sensores de fibra óptica. Optical fiber sensors have experienced an important progress in recent years with the employment of structures based on gratings, interferometers or electromagnetic resonances, among others; and the development of nanotechnology, that has enabled the deposition of coatings at the micro- and nanometric level on the fiber. These advances have allowed the manufacture of optical fiber sensors for measuring physical variables, chemical parameters or biosensing applications. This thesis contributes to the analysis and optimization, both theoretical and experimental, of different configurations and structures in optical fiber, applied to the development of sensors. Several structures are studied in this thesis, including Lossy Mode Resonances (LMRs) and optical fiber gratings: FBGs (fiber Bragg gratings), LPGs (long period fiber gratings) and TFBGs (tilted fiber Bragg gratings). The main research lines that are presented in this thesis are the fabrication of multisensing devices based on LMRs and the enhancement of the mode transition in optical fiber gratings: LPGs in double clad fibers and TFBGs. The common element between both research lines is the employment of thin films of high refractive index materials: tin oxide (SnO2), indium tin oxide (ITO) and titanium dioxide (TiO2). The results shown in this thesis reveal the potential of combining several structures and/or phenomena in optical fibers to improve the performance of optical fiber sensors. El desarrollo de esta tesis ha sido posible gracias al apoyo financiero del Ministerio de Universidades (beca FPU18/03087), el Ministerio de Ciencia e Innovación (PID2019-106231RB-I00 TEC), el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) (TEC2016-78047-R), la convocatoria ATTRACT financiada por el programa de investigación e innovación Horizon 2020 de la Unión Europea (subvención No 777222) y la Universidad Pública de Navarra (PJUPNA26). Programa de Doctorado en Tecnologías de las Comunicaciones, Bioingeniería y de las Energías Renovables (RD 99/2011) Bioingeniaritzako eta Komunikazioen eta Energia Berriztagarrien Teknologietako Doktoretza Programa (ED 99/2011)
Databáze: OpenAIRE
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