BIOGRAFÍA
Carlos Angulo Barrios (La Puebla de Almoradiel, Toledo, 1974) recibió el título de ingeniero superior de Telecomunicaciones por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en 1998, y el título de doctor en Tecnología de Semiconductores por el Royal Institute of Technology (KTH) de Estocolmo (Suecia). Desde 2002 hasta 2004, fue investigador posdoctoral en la Universidad de Cornell en Ithaca (EE. UU.). De 2004 a 2006, desarrolló su investigación en el Centro de Tecnología Nanofotónica de la Universidad Politécnica de Valencia como investigador Ramón y Cajal. En 2006 regresó a la UPM, donde actualmente trabaja como profesor contratado doctor en el Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología (ISOM) y en el Departamento de Tecnología Fotónica y Bioingeniería.
PROYECTO
Las conexiones entre dispositivos (opto)electrónicos a corta distancia son esenciales para crear circuitos y sistemas complejos. La forma tradicional de realizar estas interconexiones es mediante cableado eléctrico (hilos metálicos). Este método presenta una serie de inconvenientes (disipación de energía, distorsión de las señales) que reducen las prestaciones de los sistemas. Una solución es la utilización de hilos fotónicos (guías de onda), los cuales no presentan pérdidas resistivas que limiten la capacidad de los cables metálicos. Sin embargo, el acoplo de luz a los mismos requiere de instrumentación y/o personal especializado. Este proyecto ha propuesto un nuevo tipo de conexión óptica basada en una cinta adhesiva convencional “celo” que contiene elementos difractivos en sus extremos para acoplar y desacoplar luz fácilmente entre un emisor de luz y un fotodetector, actuando la propia cinta como guía de onda flexible. El objetivo era realizar interconexiones entre componentes optoelectrónicos de forma rápida y simple.
RESULTADOS
El resultado de este proyecto ha sido la fabricación de un innovador sensor óptico hecho con una cinta adhesiva común (celo) que detecta variaciones de las propiedades ópticas de un líquido cuando se sumerge en él. Este invento puede utilizarse para el control de calidad de alimentos líquidos y la monitorización medioambiental.ç
El sensor consiste en una guía de onda formada por una tira de celo, en la cual se introduce luz procedente de un LED (light emitting diode) en uno de sus extremos y se detecta la luz que sale por el otro extremo mediante un fotodiodo (dispositivo que convierte la luz que recibe en una corriente eléctrica).
Gracias a la flexibilidad del celo, la guía de onda puede doblarse en forma de U y ser sumergida parcialmente en el líquido que se desea examinar. Debido a la curvatura de la guía, parte de la luz que se propaga por ella se pierde por radiación.
Estas pérdidas de curvatura dependen de las propiedades ópticas -en concreto, del índice de refracción- del medio circundante que, en este caso, es el líquido en el que se introduce la guía. Así, es posible detectar variaciones del índice de refracción del líquido midiendo con el fotodiodo la potencia óptica perdida durante el trayecto de la luz por la guía sumergida.
El índice de refracción de una disolución líquida está relacionado con propiedades físicas y químicas de la misma, tales como su densidad y concentración. De este modo, se puede evaluar, por ejemplo, el grado de maduración de la uva mediante la medida del índice de refracción de su jugo, o el contenido alcohólico de ciertas bebidas. Esto posibilita que el sensor desarrollado sea aplicable al sector alimenticio (control de procesos y de calidad de bebidas) y al medioambiental (control de calidad del agua).
Los materiales y componentes utilizados para fabricar el sensor son muy comunes y de muy bajo coste. Además, el ensamblado de los tres componentes principales del mismo -guía de celo, LED y fotodiodo- es muy simple, no necesita instrumentación o herramientas especializadas, por lo que puede ser realizado por personal no cualificado de forma rápida.