Sensor integrado de temperatura y humedad basado en el efecto armónico de Vernier con doble MZI en una fibra

Área de la Ciencia:

• Optoelectrónica y sus derivados
• Detección por fibra óptica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• El monitoreo preciso de la temperatura y la humedad relativa (RH) es crucial en varias aplicaciones.
• Los sensores existentes a menudo enfrentan limitaciones en cuanto a sensibilidad, compacidad o rentabilidad.

Objetivo del estudio:

• Proponer y demostrar un nuevo sensor de fibra óptica altamente sensible y compacto.
• Para integrar dos interferómetros de Mach-Zehnder paralelos (MZIs) para la medición simultánea de la temperatura y la RH.

Principales métodos:

• Se empleó una fibra de agujero de doble lado (DSHF), que integraba dos MZI.
• Se utilizó polidimetilsiloxano (PDMS) para la detección de la temperatura (MZI1) y alcohol polivinílico (PVA) para la detección de la RH (MZI2).
• Se inyectaron materiales de detección en agujeros de DSHF, utilizando interferencia de luz y un efecto Vernier para una mayor sensibilidad.

Principales resultados:

• El sensor demostró una alta sensibilidad a la temperatura (5.899 nm/°C) y a la RH (-0.496 nm/%RH).
• Las MZI integradas en el DSHF permitieron un efecto armónico de Vernier de primer orden.
• El sensor fabricado es compacto y rentable.

Conclusiones:

• El sensor de fibra óptica propuesto ofrece un excelente rendimiento para el monitoreo simultáneo de la temperatura y la RH.
• Su compacidad, sensibilidad y rentabilidad lo hacen adecuado para diversas aplicaciones.
• Esta tecnología representa un avance prometedor en la detección ambiental.