Diseño y Optimización de un Sensor Opto-Acústico a Partir de una Multicapa de Silicio Poroso

Abstract

En este trabajo presentamos el estudio teórico del diseño y optimización de un microdispositivo optoacústico, hecho de silicio poroso con una respuesta acústica específica controlada modulando espacialmente la porosidad de la microestructura. El mecanismo de acoplamiento se genera aprovechando la resonancia estructural debida a las ondas acústicas que producen deformaciones mecánicas máximas en el centro de la cavidad. Estas deformaciones cambian la respuesta óptica de la multicapa, permitiendo su detección mediante técnicas ópticas. En un cristal foxónico, las frecuencias de la cavidad central acústica y óptica están determinadas por la configuración de la multicapa que impone una relación fija entre ambas frecuencias resonantes. Esta característica plantea un desafío del diseño. Para mitigar este problema, se proponen dos microcavidades, una dentro de la otra en una configuración tipo mamushka, colocando una microcavidad óptica en el defecto de una microcavidad acústica. En consecuencia, el campo acústico localizado genera una gran perturbación sobre la microcavidad óptica. La sensibilidad óptica a este efecto se utilizará para diseñar un sensor multiparamétrico.