Sensor de temperatura basado en un interferómetro intermodal tipo Michelson con fibra óptica monomodo

Abstract

En este trabajo se presenta un sensor de temperatura basado en un interferómetro intermodal tipo Michelson, fabricado por dos técnicas de empalme, por “core-offset” y por “burbuja”. En la técnica de “core-offset”, se realiza un empalme con una desalineación axial entre dos segmentos de fibra óptica. En la técnica de “burbuja”, el empalme consiste en una deformación entre los dos segmentos de la fibra, que como resultado da una apariencia de una burbuja. Estos empalmes funcionan como divisor y acoplador del haz. El interferómetro fue hecho con una longitud de 1 a 3 cm, utilizando fibra óptica monomodo (SMF, Single Mode Fiber). En el arreglo experimental se utiliza un diodo laser de 980 nm como medio de bombeo, una fibra dopada con erbio (EDFA, Erbium-doped fiber amplifier) que se utiliza como fuente de amplio espectro, un multiplexor (WDM), un circulador óptico de tres puertos y un analizador de espectros ópticos (OSA, Optical Spectrum Analyzer). Como el interferómetro funciona por reflexión y no por transmisión, como por ejemplo, el interferómetro Mach-Zehnder, se utilizó un reflector junto al extremo del interferómetro Michelson con el fin de disminuir las pérdidas y obtener un mejor patrón de interferencia. Este reflector es una oblea de silicio (Silicon Wafer) que tiene un espesor de 250 micrometros. Esta oblea se comporta como un interferómetro Fabry-Perot, lo que provoca que se tenga más interferencia y por lo tanto un mayor número de franjas en el patrón de interferencia. Los interferómetros propuestos como sensores, se caracterizaron con la ayuda de un controlador de temperatura utilizando una celda Peltier, que fue desarrollado en la misma división. La caracterización se realizó en un rango de temperatura de 0 a 50 °C de forma ascendente, tomando mediciones cada 2°C. Se le aplico temperatura al interferómetro con y sin la oblea de silicio.