Desarrollo de un sensor de especies gaseosas basado en microcavidades ópticas de silicio poroso nanoestructurado

L.N. ACQUAROLI; R. URTEAGA; R.R. KOROPECKI

Rosario

Congreso; 94° Reunión de la asociación Física Argentina; 2009

Asociación Física Argentina

Se dise˜n´o y construy´o un sistema simple para la detecci´on de analitos externos (AE) a la atm´osfera empleando microcavidades ´opticas autosostenidas de silicio poroso nanoestructurado. El sistema se basa en la medici´on de variaciones de la transmitancia en funci´on del ´angulo de incidencia de un haz monocrom´atico a trav´es de la microcavidad. La posici´on angular del m´aximo de transmitancia depende del ´ýndice de refracci´on de las capas que conforman la microcavidad. Dado que la multicapa est´a compuesta por capas porosas que tienen conectividad con la atm´osfera circundante, los analitos presentes en la misma penetran en las capas porosas cambiando el ´ýndice de refracci´on efectivo de las mismas, y por tanto el ´angulo de incidencia para el cual se produce la resonancia. Utilizando el formalismo matricial y teor´ýas de medio efectivo se realizaron c´alculos que permitieron determinar las condiciones ´optimas del sistema tales como tipo de microcavidad a fabricar y disposici´on del sistema para obtener la mayor sensibilidad de detecci´on. En este trabajo se realizaron pruebas con vapor de alcohol isoprop´ýlico como AE diluido en una corriente de N2. El sistema de medici´on consta de un l´aser monocrom´atico que ilumina la muestra a trav´es de una lente que genera un rango amplio de ´angulos de incidencia diferentes. La luz que atraviesa la microcavidad incide sobre un detector de posici´on del cual se infiere la posici´on angular del m´aximo de transmitancia. Con el sistema propuesto se midieron cambios en la concentraci´on de AE de hasta 2.5 partes por mill´on.