Técnica de detección de sensibilización de fibra cuasi-distribuida basada en interferometría FMCW y el efecto Vernier...

Área de la Ciencia:

• Fotónica y Detección Óptica
• Monitoreo Ambiental
• Interferometría

Sus antecedentes:

• Los sensores de fibra óptica tradicionales a menudo carecen de la sensibilidad y la resolución espacial requeridas para un monitoreo ambiental detallado.
• El efecto Vernier ofrece un método para la amplificación de señales en sistemas de detección óptica.
• La interferometría de onda continua modulada en frecuencia (FMCW) proporciona capacidades de medición precisas.

Objetivo del estudio:

• Proponer y demostrar una técnica de detección de fibra óptica cuasi-distribuida para mejorar la detección de salinidad del agua de mar.
• Integrar la interferometría de onda continua modulada en frecuencia (FMCW) con el efecto Vernier para una detección amplificada.
• Lograr mediciones de salinidad multipunto y de alta resolución espacial utilizando microcavidades de Fabry-Perot (FP).

Principales métodos:

• Fabricación de un sensor Fabry-Perot de cavidad abierta (FP-Sen) para la detección de salinidad del agua de mar.
• Implementación de interferometría FMCW con procesamiento digital de señales (DSP) para la localización y demodulación precisas de múltiples FP-Sens.
• Construcción de un espectro interferométrico virtual (VIS) para generar un efecto Vernier óptico para lecturas de salinidad amplificadas.

Principales resultados:

• Se demostró un sistema FMCW cuasi-distribuido con tres FP-Sens en cascada para la detección de salinidad multipunto.
• Se logró una sensibilidad de 2.235 nm/‰ dentro del rango de salinidad de 25-30‰, una mejora de 9 veces con respecto a los sensores individuales.
• Se verificó la buena estabilidad del sensor mediante análisis experimental y se destacaron las ventajas de la técnica para numerosos puntos de detección.

Conclusiones:

• La técnica de detección de fibra óptica cuasi-distribuida propuesta mejora eficazmente la sensibilidad de detección de salinidad utilizando el efecto Vernier y la interferometría FMCW.
• El sistema permite una alta resolución espacial y mediciones multipunto, lo que lo hace adecuado para el monitoreo ambiental a gran escala.
• Este enfoque presenta una solución prometedora para aplicaciones prácticas que exigen numerosos puntos de detección sensibilizados.