Optical fiber temperature sensor based on a microcavity with polymer overlay

Abstract

Un sensor de temperatura de fibra óptica ultra compacto, de bajo costo y de alta precisión, ha sido propuesto y demostrado en el presente trabajo. La estructura del dispositivo cuenta con un cabezal sensor, el cual consiste en una microcavidad Fabry-Pérot formada por un espejo interno hecho de una película delgada de dióxido de titanio (TiO2) y un segmento microscópico de fibra óptica monomodo recubierta con polidimetilsiloxano (PDMS). El sensor funciona bajo el principio de interferencia óptica; debido al alto coeficiente termo-óptico del PDMS la reflectancia de la interface fibra-PDMS varía fuertemente con la temperatura, provocando que ésta última modifique la amplitud del patrón de interferencia. Para cuantificar los cambios de éste último, se monitorea la visibilidad del patrón de interferencia y se analiza por medio de la Transformada de Fourier. Las dimensiones microscópicas del dispositivo a lo largo de su desempeño, lo vuelven atractivo para sensado de temperatura en aplicaciones biológicas que cuenten con circuitos microfluídicos a base de PDMS.