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Study and design of thin-film-deposited optical biosensing devices based on wavelength detection of resonances

A lo largo de esta tesis se presenta el estudio y diseño de varias plataformas de guía-ondas ópticas, con el fin de ver su viabilidad a la hora de usarlas como biosensores sobre fibra óptica u otros sustratos fotónicos. En este trabajo se depositan estructuras ópticas como una fibra monomodo desnuda, un estrechamiento en fibra óptica o una fusión de fibras mono – multi – monomodo (SMS) con películas delgadas de materiales usando técnicas nanotecnológicas como el ensamblado capa a capa (LbL-assembly) o el sputtering. Además, se dedica un capítulo al estudio de microresonadores toroidales depositados por rotación (spin-coating). El objetivo es generar o mejorar las prestaciones en resolución y sensibilidad de los fenómenos resonantes que se pueden obtener en estas estructuras ópticas, para luego detectar reacciones biológicas que den lugar a un futuro diagnóstico precoz de enfermedades.

Along this thesis, the study and design of several optical waveguide platforms is presented, in order to check their viability when used as biosensors based on either optical fiber or other photonic substrates. In this work, some fiber-optic-based structures such as cladding removed multimode structures, tapered single-mode fibers and single-mode – multimode – single-mode fibers are deposited with thin-films of materials, using nanotechnology-based methods such as layer-by-layer assembly (LbL-assembly) or sputtering. Moreover, a brief chapter is focused on the study of toroidal microring resonators deposited by spin-coating. The final objective is to generate or enhance the parameters of the resonant phenomena obtained in these structures, in terms of resolution and sensitivity. Then, a biological detection is addressed and characterized, to see if they are able to perform a future early diagnosis for illnesses.