Post-procesado de fibras ópticas mediante láseres de femtosegundo

Abstract

RESUMEN: Resulta incontestable que la fotónica empieza a tener una importancia significativa en la sociedad, como indica su presencia en los diseños tecnológicos más avanzados de la actualidad. La fotónica, o ciencia y tecnología de la luz, es una de las seis tecnologías clave de futuro que la Comisión de la Unión Europea considera claves para su relanzamiento y crecimiento económico sostenido. Es considerada “esencial” in EE.UU., tecnología “facilitadora” en los planes Horizonte 2020 y en el de I+D+i vigentes en la UE y en el Estado español. Dentro de la fotónica, el post-procesado de materiales ópticos mediante láseres de alta intensidad se presenta como uno de los campos con mayor aplicabilidad práctica. El presente trabajo se enmarca en dicha cuestión, en tanto en cuanto el procesado láser sirve como base para generar nuevos sensores, dispositivos, y subsistemas fotónicos. En muchos casos, estos dispositivos se conciben y realizan para detectar, monitorizar y medir parámetros relevantes en la salud humana por un lado y, por otro, para combatir el cáncer mediante terapias activadas por luz. Las temáticas mencionadas anteriormente se consideran vitales tanto en varios grupos de trabajo de la Plataforma Europea Photonics21 y en los retos científico-técnicos (societal challenges) que se deben afrontar y, además, las prospectivas de organismos públicos y privados les identifican grandes oportunidades de mercado. Este Trabajo de Fin de Máster recoge las contribuciones aportadas en el campo de los sensores de fibra óptica. Realizando un estudio previo de los conocimientos teóricos necesarios, se acomete el diseño y la fabricación de dos sensores in-fiber de dimensiones milimétricas. Asimismo, con el tratamiento adecuado de las medidas realizadas con ambos, se establecen las novedades generadas con respecto al estado del arte, fundamentalmente en relación a la mejora que supone emplear óptica adaptativa desde el punto de vista de fluencia en el volumen focal, así como la correlación que presentan las variaciones del índice de refracción con la temperatura para guías de onda basadas en propagación por volumen focal o por filamentación.

ABSTRACT: It is unquestionable that photonics begins to have a significant importance in society, as indicated by its presence in the most advanced technological designs of today. Photonics, light science and technology, is one of the six Key Enabling Technologies (KETs) for the future that the European Commission (EC) considers key to its re-launch and sustained economic growth. It is considered “essential” in the USA, “facilitator” technology in the Horizon 2020 plans and in the R+D+i in force in the European Union (EU) and in the Spanish State. Within photonics, the post-processing of optical materials using high intensity lasers is presented as one of the fields with greater practical applicability. The present work is framed in this question, insofar as the laser processing serves as a basis to generate new sensors, devices, and photonic subsystems. In many cases, these devices are conceived and performed to detect, monitor and measure relevant parameters in human health on the one hand and, on the other hand, to combat cancer through light-activated therapies. The above-mentioned topics are considered vital both in several working groups of the European Platform Photonics21 and in the scientific-technical challenges (societal challenges) that must be faced and, furthermore, the prospects of public and private organizations identify them great opportunities of the market. This M.Sc Thesis reflects the contributions made in the field of optical fiber sensors. By carrying out a preliminary study of the theoretical knowledge required, the design and manufacture of two in-fiber sensors of millimetric dimensions is undertaken. Likewise, with the adequate treatment of the measurements made with both, the novelties generated with respect to the state of the art are established, fundamentally in relation to the improvement that supposes using adaptive optics from the point of view of fluence in the focal volume, as well as the correlation of the refractive index variations with the temperature for waveguides based on propagation by focal volume or by filamentation.