Estudio Teórico de la Respuesta Opto-Acústica de un Detector de Gases

Abstract

En trabajos anteriores hemos presentado el diseño y optimización de un cristal foxónico fabricado a partir de microcavidades de silicio poroso con respuesta opto-acústica acoplada. La naturaleza porosa del material, que conecta cada capa de la estructura con el ambiente y la gran área superficial, hacen de estas estructuras adecuadas plataformas para la detección de cambios en el entorno. Al ingresar en los poros un determinado gas distinto del aire varía el índice de refracción y la densidad efectiva del sistema. El diseño del dispositivo está planeado para ser medido experimentalmente a través de técnicas de detección óptica mientras una onda acústica hace vibrar el dispositivo. La resonancia debido a la onda acústica produce una deformación mecánica que se maximiza en el centro de la cavidad y la respuesta óptica puede ser una señal muy sensible a esta deformación. En este trabajo presentamos el modelado de la estructura y su comportamiento como sensor frente a diferentes concentraciones de gases como CO2 y He. Las propiedades efectivas son calculadas utilizando reglas de mezclas, y las respuestas ópticas y acústicas a través del método de matrices de transferencia.