Nukleo hutsezko eta polimerozko zuntz optiko mikroegituratuen diseinu, fabrikazio eta karakterizazioa.

Abstract

[EUS] Lan honen helburua polimerozko zuntz optiko mikroegituratuen (PZOm) diseinuaren eta fabrikazioaren ikerkuntza lerroak sendotzea dira, baina bereziki nukleo hutsezko egitura dauzkaten PZOm zuntzen (NH-PZOm) analisiari ekingo dio. Anplifikaturiko Raman espektroskopia erabiliz zuntzaren barnean aurkitzen diren disoluzioaren molekulak detektatu daitezke. Raman espektroskopia aukeratu da espektroskopia teknika desberdinen artean detekzio teknika sentikor eta zehatza baita. Hasierako etapa batean geometria egokiak diseinatuko dira argiaren propagazioa NH-PZOm-en nukleo hutsean ahalbidetzen dela bermatuz. Horretarako, argiaren propagazioa uhin-gidetan modelatzea baimentzen duen simulazio software bat erabiliko da, Photon Design izenekoa. Ondoren, diseinatutako geometria dauzkaten PMMAzko aurreforma zilindrikoak fabrikatuko dira CNC tornu baten bitartez. Teknika honen bitartez, zulatutako geometriaren hainbat parametro kontrola daitezke doitasun handiarekin, besteak beste, zulatutako aire kanalen diametroak, zuloen arteko distantziak edo zuloen arteko banaketa pareten zabalerak. Fabrikazioaren bigarren etapan, aurretiaz diseinatutako PZOm zuntzak ekoizten dira, tenkaketa dorrearen beroketa eta tentaketa unitateak erabiliz. Lortutako PZOm zuntzak bereizmen handiko ekortetazko mikroskopio elektroniko(SEM) irudien bidez karakterizatuko dira, eta NH-PZOm zuntzen gidapena nukleoan ematen dela bermatzeko, potentziaren banaketa espazialaren neurketak egingo dira ekipamendu egokia erabiliz. Azkenik, fabrikatutako NH-PZOm zuntzekin glukosa sentsore plataforma bat diseinatuko da nukleo hutsezko PZOm zuntzak fabrikatu eta gero. Uretan murgilduriko glukosa disoluzioz NH-PZOm zuntzen nukleoa beteko da, kontzentrazio ezberdinetan. Raman espektroskopia erabiliz neurketa esperimentalak egingo dira garatutako sentsore plataforma balidatzeko asmoarekin.

[ES] El objetivo de este trabajo es el diseño y la fabricación de fibras ópticas de polímero microestructuradas (FOPm), especialmente FOPm cuya estructura contenga un núcleo hueco (FOPm-NH), en cuyo interior podamos insertar disoluciones con moléculas, cuya presencia debemos detectar empleando la técnica de espectroscopia Raman amplificada o Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS). De entre las diferentes técnicas de espectroscopia se ha elegido la espectroscopia Raman por ser una técnica de detección sensible y precisa. Partiendo de una primera etapa en la cual emplearemos un software de simulación que nos permite modelar la propagación de la luz en guías de onda (Photon Design), diseñaremos las geometrías adecuadas que permitan la propagación de la luz en el núcleo hueco de la FOPm. A continuación, creamos laspreformas cilíndricas de PMMA que contienen la geometría diseñada, empleando para ello un torno de control numérico (CNC), que ofrece máxima precisión, tanto en el diámetro de los agujeros o canales de aire, como en el espaciado entre los agujeros y su disposición en la preforma. En una última etapa de fabricación, empleando la unidad de calentamiento y estirado de la torre, obtenemos las FOPm deseadas, que caracterizaremos con imágenes de alta resolución (Microscopia SEM), así como con medidas de distribución espacial de potencia. Una vez fabricadas las FOP-NH, diseñaremos un sistema de sensado, en el que introduciremos en el núcleo de las FOPm-NH disoluciones de glucosa en agua, en diferentes concentraciones. Empleando la técnica de espectroscopia Raman amplificada, realizaremos medidas experimentales, con el objetivo de validar el sistema de sensado desarrollado.

[ENG] The aim of this work is to strengthen the new line of research towards the design and manufacture of microstructured polymer optical fibers (mPOF), especially the ones whose structure contains a hollow core (NH-mPOF). We can insert solutions with molecules whose presence we will be able to detect by using Raman Amplification spectroscopy or Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS). Among the different spectroscopic techniques Raman spectroscopy has been chosen because it provides an accurate and sensitive detection technique. In the first stage, we will design suitable geometries that allow the propagation of light inthe hollow core of the mPOF. A simulation software named Photon Design will be used because it allows us to model the propagation of light in waveguides. Next, we will create PMMA cylindrical preforms that contain the designed geometry. Computer numerical control (CNC) will be used for that purpose. This machine provides maximum precision, both in the holesor air channelsdiameter, in the spacing between the holes and their arrangement in the preform. In the last manufacturing stage, mPOFs are obtained using heating and stretching unit of the machine. They will be characterized by high resolution images (SEM microscopy), and spatial power distribution measurements will be made too. Once HC-mPOFs are manufactured, we will design a sensing platform, in which we will introduce glucose solutions in water into the core of the HC-mPOF, in different concentrations. We will carry out experimental measurements with the aim of validating the developed sensing platform using Raman Amplification spectroscopy.