Application of titanium dioxide thin films in fiber optic senors

The advance in the nanotechnology and fabrication of micro- and nanostructures has significant impact on development of new optical sensors. Presented study focuses on the applications of the titanium dioxide (TiO2) thin films in fiber optic sensors. The concept of a sensing fiber optic interferometer integrating TiO2 thin film is presented. The cavity of this interferometer is delimited by a 80 nm film fabricated on the end-face of the standard telecommunication single mode optical fiber (SMF-28) by use of the Atomic Layer Deposition (ALD) and a protected silver mirror. The simulation of spectral reflectance of the thin film is performed and its performance in a multi-cavity structure of the fiber optic Fabry-Pérot interferometer is analyzed. The results show that proposed interferometer could be successfully implemented in optical fiber sensors of selected physical and biochemical quantities.

---

Rozwój nanotechnologii i możliwości wytwarzania mikro- i nanostruktur otworzyło nowe możliwości w projektowaniu czujników optycznych. Poniższa praca skupia się na zastosowaniach cienkich warstw dwutlenku tytanu (TiO2) w czujnikach światłowodowych. Zaprezentowana została koncepcja czujnika interferometrycznego wykorzystującego takie warstwy. Projekt sensora światłowodowego zakłada 82 nm warstwę osadzoną na czole standardowego jednomodowego włókna telekomunikacyjnego (SMF28) dzięki wykorzystaniu metody osadzania warstw atomowych (Atomic Layer Deposition (ALD) ). Przeprowadzone i zaprezentowane zostały wyniki modelowania reflektancji cienkiej warstwy w tej konfiguracji oraz przeanalizowany jej wpływ na pracę w konfiguracji wielownękowego interferometru Fabry-Pérot. Wyniki pozwalają stwierdzić, że zaproponowana konstrukcja może być z sukcesem zaimplementowana w czujniku interferometrycznym.