Optimization of lossy mode resonance optical fiber devices for biosensing applications

• Autores: Pablo Zubiate Orzanco
• Directores de la Tesis: Carlos Ruiz Zamarreño (dir. tes.), Francisco Javier Arregui San Martín (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Pública de Navarra ( España ) en 2018
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Silvia Díaz Lucas (presid.), Miguel Hernáez Saenz de Záitigui (secret.), Javier Bravo Larrea (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Tecnologías de las Comunicaciones, Bioingeniería y de las Energías Renovables por la Universidad Pública de Navarra
• Materias:
  • Física
    • Óptica
      • Fibras ópticas
      • Propiedades ópticas de los sólidos
  • Ciencias de la vida
    • Biofísica
      • Bioóptica
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de la instrumentación
      • Instrumentos ópticos
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• Resumen
  • español

    RESUMEN El desarrollo de los sensores en fibra óptica combinado con el avance de la nanotecnología ha proporcionado una excelente oportunidad para el desarrollo de nuevas plataformas sensoras ópticas portátiles, ligeras y de alto rendimiento capaces de realizar detección in situ y en tiempo real. Esta tesis quiere contribuir al avance de la tecnología de los sensores ópticos basados en resonancias de modos con pérdidas (LMRs, por sus siglas en inglés), mejorando el rendimiento de dichos dispositivos, para luego detectar biomarcadores específicos que permitan un diagnóstico selectivo y precoz de diferentes enfermedades. En este trabajo, los LMRs generados en una fibra de tipo D permiten medir los cambios en el índice de refracción externo con una sensibilidad muy alta. En consecuencia, es posible detectar concentraciones muy bajas de analito en muestras de suero. Los resultados mostrados en esta tesis revelan el potencial de los sensores basados en LMRs para desempeñar un papel fundamental en el ámbito biomédico.

  • English

    ABSTRACT The development of optical fiber sensors combined with the utilization of nanotechnologies have provided an excellent opportunity for developing portable, lightweight and high-performance optical sensing platforms for in-situ and real time detection. This thesis aims to contribute to the evolution of optic sensors based on Lossy Mode Resonances (LMRs). By improving the performance of these devices it is possible to detect specific biomarkers associated to different diseases, allowing a first diagnosis at a very early stage. The generation of Lossy Mode Resonances by means of D-shaped optical fibers makes it possible to measure surrounding refractive index changes with very high sensitivity. Consequently, it is possible to detect very low analyte concentrations in serum samples. The results shown in this thesis reveals in a tangible way the potential of optical sensors based on LMR to play a fundamental role in the biomedical field.