Tecnica de fabricacion de micro-resonadores opticos en capilares y tubos de silicio para biosensores basados en WGM.

CUADRADO LABORDE, CHRISTIAN; LONDERO, CAROLINA; ANDRES, MIGUEL; DELGADO PINAR, MARTINA

Santa Fe

Congreso; 104º Reunion Nacional de la Asociación de Física Argentina; 2019

Se denominan micro-resonadores ópticos a estructuras micrométricas que presentan la capacidad de confinar luz en un pequeño espacio. Los micro-resonadores que estudiamos en este trabajo tienen una sección transversal circular y se fundamentan en la propagación guiada por reflexión total interna de ondas electromagnéticas superficiales, que se propagan en la dirección acimutal. Las resonancias se producen para aquellas longitudes de onda que interfieran en fase con ellas mismas al dar una vuelta completa. Al exponer un micro-resonador a la onda evanescente de una fibra óptica se pueden excitar los modos electromagnéticos resonantes superficiales (whispering gallery modes, WGM) cuyas longitudes de onda de resonancia son dependientes de la geometría del mismo. Al medir el espectro de transmisión de la fibra de excitación, cada resonancia produce un pico de atenuación en función de la energía total acoplada al resonador a la longitud de onda de resonancia, \lambda r . Si una substancia se adhiere al micro-resonador, se genera un cambio en el camino óptico, y consecuentemente en la condición de resonancia, \lambda r . De modo tal que la presencia de un analito se traduce en una traslación del pico de resonancia. Esta modalidad de detección basada en la medida de la longitud de onda de resonancia, hace que el uso de un micro-resonador como biosensor no se vea afectado a errores en la medición por las pérdidas de potencia que requieren calibración continua. Existen diversas geometrías que usan el concepto de resonancias de WGMs, en su gran mayoría son esferas, cilindros o anillos que poseen simetría de revolución de manera tal que los modos se propagan en la dirección acimutal y se confinan en una pequeña sección junto a la superficie, como es el ?ecuador? en el caso de emplear una esfera. En este trabajo se presenta una forma eficiente y sencilla de fabricar tres tipos de microresonadores con simetría cilíndrica (botellas, burbujas y esferas solidas) en un laboratorio de fibras ópticas equipado con una fusionadora y una bombona de nitrógeno. De los microresonadores fabricardos se evaluó el factor de calidad Q como el cociente de \lambda r y el ancho a la mitad del pico de atenuación, obteniendo un valor máximo de 1,77.106 para las burbujas y de 5,98.105 para las botellas.