Contribuciones al desarrollo de dispositivos ópticos basados en estructuras periódicas en fibras
- Autores: Jose Miguel Lázaro Urrutia
- Directores de la Tesis: Adolfo Cobo García (dir. tes.), José Miguel López Higuera (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Cantabria ( España ) en 2010
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Carlos Gómez-Reino (presid.), Antonio Quintela Incera (secret.), Steve James Mastin (voc.), Francisco Javier Arregui San Martín (voc.), Cesar Jauregui Misas (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
La aparición de las fibras ópticas ha posibilitado el desarrollo de un gran número de dispositivos para una gama muy variada de sectores de aplicación. Así, se han generado desarrollos para mejorar los sistemas de comunicaciones ópticos (filtros ópticos, multiplexadores ópticos, etc) o multitud de sensores para el monitorizado del estado de las estructuras civiles o la detección de gases o productos peligrosos. Existen multitud de aplicaciones en las que los dispositivos ópticos presentan ventajas técnicas con respecto a las otras tecnologías existentes.
Es ampliamente reconocido que un número muy considerable de dispositivos se basan en estructuras ópticas periódicas. Entre ellas se encuentran las fibras de cristal fotónico, cuyo modo de funcionamiento está basado en una estructura de agujeros en la cubierta que rodea el núcleo por el que se propaga la luz. Ello confiere gran flexibilidad en el diseño y posibilita el logro de una gama muy variada de fibras aptas para ser utilizadas en multitud de aplicaciones.
Por otra parte, se encuentran las redes de difracción en fibra óptica. Estas estructuras periódicas ofrecen una tecnología intrínseca con grandes posibilidades para la obtención de dispositivos ''todo fibra''.
Este trabajo de tesis recoge contribuciones al avance del conocimiento y de la técnica en dispositivos ópticos basados en estructuras periódicas y, más concretamente, en los basados en fibras de cristal fotónico, en redes de difracción o en la adecuada combinación de ambas.
Concretamente, se comenzará analizando la influencia de los parámetros estructurales y opto-geométricos en el comportamiento de las fibras de cristal fotónico guiadas por índice. Asimismo, se analizará la influencia del índice de refracción de materiales introducidos dentro de los agujeros de la fibra. Las conclusiones de los resultados obtenidos ofrecen conocimiento y técnica que posibilitan la propuesta de nuevos dispositivos y mejoras en los procesos de fabricación de fibras.
Se estudiará la combinación de las respuestas de las fibras de cristal fotónico guiadas por índice con las redes de difracción. Así, se emplearán las redes de difracción para obtener experimentalmente parámetros de comportamiento de las fibras y, por otra parte, se propondrán nuevas aplicaciones que aprovechen las ventajas de ambas tecnologías.
Asimismo, se comparará la detección de gas metano en las bandas del infrarrojo cercano $\nu_2+2\nu_3$, en 1.3 $\mu$m, y $2\nu_3$, en 1.6 $\mu$m, usando fibras de cristal fotónico de núcleo hueco como elemento transductor. Se estudiarán los factores que influyen en el tiempo de llenado de las fibras y, en base a ello, se estudiará una técnica que lo reduce sustancialmente.
Con el objetivo de contribuir a la mejora de las redes de difracción existentes, se propondrán modificaciones de las técnicas empleadas para su fabricación. De esta manera, se propondrá una técnica para realizar sensores que soporten altas temperaturas y otra para sintetizar redes con una respuesta espectral arbitraria.
Finalmente, cabe reseñar que parte de las contribuciones incluidas en este trabajo han sido reconocidas por la comunidad científica internacional al haber sido aceptadas para ser comunicadas en conferencias y/o publicadas en revistas especializadas periódicas, tras procesos de revisión por pares según los estándares internacionales.
