Modelización y realización experimental de sensores de campo evanescente basados en resonancia de plasmones de superficie en fibras ópticas

Abstract

Se presenta la modelización de sensores de campo evanescente basados en plasmones de superficie en fibras ópticas. En fibras ópticas multi-modo la modelización se basó en la configuración clásica de Kretchman-Raether para la excitación de plasmones de superficie con lo cual se obtuvo una expresión para la transmitancia como función de la longitud de onda permitiendo una interrogación espectral de la respuesta del sensor. Por otro lado, en fibras ópticas mono-modo se hizo uso del análisis complejo para obtener un valor aproximado de la constante de propagación y luego calcular la atenuación que sufre la luz cuando se propaga por la fibra óptica. Las simulaciones de la modelización de las fibras ópticas multi-modo se compararon con los resultados obtenidos experimentalmente y las simulaciones de la modelización en fibras mono-modo se compararon con resultados reportados en la literatura. Los resultados muestran que la modelización propuesta concuerda con los resultados experimentales y por lo tanto se obtuvo una herramienta útil para predecir el comportamiento de este tipo de sensores de campo evanescente. / Abstract: Modelization of evanescent field optical sensors based on surface plasmon resonance in optical fibers is presented. In multimode optical fibers the modelization is based on the Kretchmann-Raether classical configuration to excite surface plasmons, obtaining a expression of the transmittance in function of wavelength that allow a spectral interrogation of the sensor responses. On the other hand, in single mode fibers, complex analysis is used for obtaining an approximate value of the propagation constant and then to calculate the attenuation of the light in the fiber. Simulations of multimode fibers are compared with experimental results, while that in single mode fibers, the simulations are compared with results reported in the literature. Simulated results show that proposed modelizations agree with experimental and reported results, and therefore, we get a useful tool for to predict the behavior of this kind of evanescent field optical sensors.