Proyectos destacados

Investigan nuevos prototipos LÁSER con aplicaciones en ingeniería biomédica

Jea

El Laboratorio de Investigación en Fotónica No Lineal (NLPR-LAB) es un espacio físico para academia, investigación y desarrollo en: óptica aplicada, fotónica, comunicaciones ópticas, comunicaciones por fibra óptica, radiometría, fotometría, seguridad con láser, optoelectrónica y metrología óptica.

Fuente:

Nombre del proyecto

“Investigación de nuevos prototipos láser de fibra óptica microestructurada con aplicaciones en ingeniería biomédica”.

Objetivo general

Investigar experimentalmente la generación de supercontinuo en una fibra microestructurada hexagonal con el núcleo dopado con GeO2 y un perfil de dispersión normal plano y en dispositivos de fibra microestructurada estrechada fabricados partir de esta fibra.

El profesor Luis Diego Marín Naranjo (der.), coordinador del Laboratorio de Fotónica y Tecnología Laser Aplicada (LAFTLA) durante un taller a estudiantes centroamericanos.

Objetivos específicos

  • Diseñar e instalar un montaje experimental que permita analizar la influencia de la potencia y la polarización de un haz láser de bombeo en la generación de supercontinuo en fibras microestructuradas y dispositivos de fibra microestructurada estrechada.
  • Diseñar y construir un sistema de fabricación de dispositivos de fibra óptica estrechada que permita el estudio de nuevos prototipos láser.
  • Diseñar e implementar un montaje experimental para la medición de las pérdidas de guiado en fibras ópticas y dispositivos de fibra óptica estrechada.
  • Investigar la influencia de la potencia pico y la polarización de un haz láser de bombeo de 1064 nm en la generación de supercontinuo en una fibra microestructurada hexagonal con el núcleo dopado con GeO2 y un perfil de dispersión normal plano y en dispositivos de fibra microestructurada estrechada
  • Investigar la evolución espectral de la generación de supercontinuo a lo largo de una fibra microestructurada estrechada fabricados a partir de esta fibra.
  • Analizar la aplicabilidad de los prototipos láser estudiados en la citometría de flujo, la espectroscopía de absorción, la microscopía no lineal y la tomografía óptica coherente.
  • Difundir las líneas de trabajo desarrolladas y por desarrollar en el Laboratorio de Investigación en Fotónica No Lineal (NLPR-LAB), los resultados obtenidos de las experiencias planteadas en este proyecto y los resultados de futuras experiencias de proyectos inscritos y trabajos con estudiantes.

Descripción del proyecto

Se examinará la fenomenología involucrada en la generación de supercontinuo en esta clase de fibras variando no sólo la potencia del láser de bombeo, también se caracterizará variando la polarización del láser de bombeo y la longitud fibra. De esta manera, se contribuirá con un mejor entendimiento de las variables que afectan el fenómeno y permitirá evaluar su posible uso en aplicaciones específicas en ingeniería biomédica

Además de los experimentos programados para caracterizar la generación de supercontinuo (SC) en la fibra seleccionada, se realizaron  una serie de experiencias  en dispositivos  estrechados (tapers) fabricados a partir de esta fibra.

La fabricación de estos dispositivos se realizará localmente con un sistema que se ha  diseñado y construido al inicio del proyecto.

La investigación se llevó a cabo por la limitada cantidad de experimentos de generación de SC realizados con este tipo de estructuras utilizando láseres de bombeo cuasicontinuos, aún cuando estos sistemas de bombeo han demostrado ser buenos candidatos para el desarrollo comercial de fuentes de SC.

Logros destacados

Se obtuvo información experimental sobre la generación de supercontinuo en una fibra microestructurada hexagonal con el núcleo dopado con GeO2 y un perfil de dispersión normal plano y en dos dispositivos de fibra microestructurada estrechada fabricados a partir de esta fibra.

Disponen para otros proyectos de: (1) un montaje experimental para la caracterización de efectos no lineales (incluyendo supercontinuo) en fibras ópticas y similares, (2) un sistema de fabricación básico de dispositivos de fibra estrechada y (3) un montaje experimental para medir las pérdidas de guiado en fibras ópticas y dispositivos de fibra óptica estrechada.

Se generó una base de datos actualizada que incluye varios libros en pdf y artículos científicos sobre la aplicación de prototipos láser en la citometría de flujo, la espectroscopía de absorción, la microscopía no lineal y la tomografía óptica coherente. Esta base de datos será de mucha utilidad para el trabajo con estudiantes de grado y posgrado y facilitar la elección de temas de investigación.

Se dispone de una página en Internet que permite la difusión de las actividades, resultados y líneas de trabajo del NLPR-LAB y LAFTLA.

Publicaron cuatro artículos completos y un resumen con un póster en varias conferencias internacionales arbitradas y envío de un artículo a una revista indexada con arbitraje.

Área geográfica de influencia

Población beneficiaria

La sociedad costarricense en general y los laboratorios de investigación relacionados con aplicaciones en ingeniería biomédica.

Participación de instancias e instituciones internas y externas:

Realizaron actividades programadas de julio a diciembre del 2015 en una estancia de investigación en el Laboratorio de Fibras Ópticas de la Universidad de Valencia, España

Publicaciones

  • Jaime Cascante, Luis D. Marín, Francisco Siles, Antonio Díez and Miguel V. Andrés. “Manufacture of Microstructures Fiber Devices for VI-NIR Supercontinuum Generation “, IEEE Latin America Transactions. En revisión.
  • J. Cascante-Vindas, F. Siles, A. Díez and M. V. Andrés, “Novel Spectra in the Supercontinuum Generaton with Applications in the Biodiversity Conservation”, in 2014 Internacional Work Conference on Bio-inspired Intelligence (IWOBI), pp. 76-81, Liberia, Guanacaste, Costa Rica (16-18 july 2014). IEEE C
  • j. Cascante-Vindas. A. Díez and M. V. Andrés. “Fuentes laser generadoras de supercontinuo con aplicación en instrumentación médica y experimentación científica”. In Primer Congreso Regional en Instrumentación Avanzada (CRIA 2014), Santa Clara de San Carlos, Alajuela, Costa Rica (17-19 december 2014)
  • J. Cascante-Vindas. F. Siles, A. Díez and M. V. Andrés. “Optimization of Micro-structured Fiber Optic Devices for Super-continuum Generation”, in 2015 International Work Conference on Bio-inspired Intelligence (IWOBI), pp. 205-208, San Sebastián, Spain (10-12 junes 2015): IEEE Conference Publication
  • J. Cascante Vindas. F. Siles, A. Díez and M. V. Andrés “Manufacturing of All-Fiber Q-Switch Lasers for Supercontinuum Generation”. In Central American and Panama Convention (CONCAPAN XXXVII), San José, Costa Rica (9-11 november 2016): IEEE Conference Publications. DOI: 10.1109/IWOBI.2015.7160167.