Development of optical fiber humidity sensor based on silver nanoparticles-embedded coatings

• Autores: Aitor Urrutia Azcona
• Directores de la Tesis: Francisco Javier Arregui San Martín (dir. tes.), Javier Goicoechea Fernández (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Pública de Navarra ( España ) en 2015
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Ignacio Raúl Matías Maestro (presid.), Javier Bravo Larrea (secret.), Sonia Melendi Espina (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Tecnologías de las Comunicaciones
• Materias:
  • Matemáticas
    • Ciencia de los ordenadores
      • Diseño de sistemas sensores
  • Física
    • Electromagnetismo
      • Radiación infrarroja visible y ultravioleta
      • Interacción de ondas electromagnéticas con la materia
    • Óptica
      • Fibras ópticas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Academica-e
• Resumen

  • El desarrollo de nuevos materiales y métodos de deposición a escala nanométrica ha supuesto una auténtica revolución en muchas disciplinas de la investigación. En particular, en el campo de los sensores de fibra óptica, los recubrimientos nanoestructurados permiten generar efectos ópticos que no son apreciables mediante la utilización de materiales convencionales. El principal objetivo de esta tesis es la fabricación de nuevos sensores de humedad de fibra óptica basados en nanofibras y películas nanoestructuradas que posean propiedades antibacterianas para aplicaciones que operan en entornos de alta humedad y probacterianos. Para ello, el estudio y síntesis de nanopartículas de plata, y su posterior inclusión en los procesos de fabricación de recubrimientos como electrospinning y Layer-by-Layer han sido analizados para la fabricación de películas antibacterianas sobre fibra óptica. De esta forma, se han estudiado y desarrollado en este trabajo diferentes arquitecturas sensoras basadas en campo evanescente, resonancias basadas en plasmones superficiales localizados y modos de pérdidas, y fibras tipo Long period gratings. The development of novel materials and deposition methods on the nanometric scale has meant an important breakthrough in diverse fields. More specifically, in the field of optical fiber sensors, nanostructured coatings allow the generation of optical effects which are not appreciable with the utilization of thick films. This thesis aims to contribute to the development of optical fiber humidity sensors based on nanostructured coatings with antibacterial properties for pro-bacterial and high humidity environments. With this goal, the synthesis of silver nanoparticles and their posterior incorporation in the sensing coatings by means of techniques such as deposition methods as electrospinning and Layer-by-Layer assembly have been analyzed and studied for the fabrication of antibacterial nanocoatings onto optical fibers. Different sensing setups based on evanescent field, lossy mode resonances, localized surface plasmon resonances, and Long-Period gratings have been researched along this work to fulfill the development of such sensors. La realización de este trabajo ha sido posible gracias a la obtención de una beca predoctoral de la Universidad Pública de Navarra (UPNA), a las ayudas de movilidad de la UPNA, y a las aportaciones económicas recibidas por parte del Gobierno de Navarra mediante sus programas de apoyo a la investigación, además de la colaboración de la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología a través de la financiación de los proyectos CICYT fondos FEDER TEC2010-17805, TEC2013-43679-R.