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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3478| Caracterización bidimensional de la temperatura en un sensor térmico basado en la fluorescencia de conversión ascendente en compuestos poliméricos de tierras raras Two-dimensional temperature characterization of a thermal sensor based on up-conversion fluorescence in rare earth polymeric compounds | |
| DANNARELI BARRON ORTIZ | |
| Israel Rocha Mendoza | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Fluorescencia, Conversión Ascendente, Microscopía, Tierras Raras, Sensores de Temperatura. Fluorescence, Up Conversion, Microscopy, Rare Earths, Temperature Sensors | |
| El dopaje de materiales con elementos de tierras raras como el Erbio (Er3+) y el Yterbio (Yb3+), mejora las propiedades de luminiscencia de los materiales, como consecuencia de la fluorescencia inducida por un proceso de conversión ascendente. Para el caso de materiales co-dopados con Er3+ /Yb3+ la eficiencia en la excitación de la fluorescencia se incrementa considerablemente y, además, el espectro de emisión fluorescente posee bandas de energía térmicamente acopladas, por lo que dichos materiales se pueden utilizar como sensores de temperatura. Esto es posible mediante la medición de la razón de intensidades de fluorescencia (FIR, por sus siglas en inglés) de dichas bandas acopladas. La FIR ha sido utilizada exitosamente para medir la temperatura en células de una manera remota o bien para la fabricación de sensores de temperatura. No obstante, la obtención de la FIR radica en una medición puntual del espectro de fluorescencia mediante el uso de espectrómetros, con los cuales se obtiene la intensidad de cada una de las bandas acopladas. Esto inevitablemente imposibilita una medición bidimensional de la temperatura, a menos que se escanee la muestra. En esta tesis se proponen dos metodologías experimentales para medir la distribución bidimensional de la temperatura en medios sensores compuestos por polidimetilsiloxano dopado con Er3+ e Yb3+ (PDMS-Yb3+/Er3)). Se demuestra que esto es posible mediante la adquisición de imágenes de la fluorescencia de conversión ascendente (FCA) para medir directamente, o mediante un cálculo aritmético, la razón de intensidades (FIR); esto es, empleando únicamente una cámara (monocromática o a color) sin la necesidad de utilizar un espectrómetro. Rare earth elements doping, such as Erbium (Er3+) and Ytterbium (Yb3+), improves materials' luminescence properties. In particular, the fluorescence excitation efficiency, induced by an up-conversion process in materials co-doped with Er3+ / Yb3+, increases considerably. Since the fluorescent emission spectrum of Er3+ has thermally coupled energy bands, such co-doped with Er3+ / Yb3 materials can be used as temperature sensors. This is possible by measuring the Fluorescence Intensity Ratio (FIR) of such coupled bands. FIR measurement has proven to be a successful way to measure the temperature in cells remotely and to manufacture temperature sensors. However, FIR measurements are commonly performed pointwise, i.e. measured over a small spatial region, using spectrometers to obtain each corresponding coupled band's intensity. Such a pointwise measurements makes impossible the rapid acquisition of a two-dimensional temperature measurements unless the sample is scanned. This thesis proposes two experimental methodologies to measure the two-dimensional temperature distribution in a sensor composed of polydimethylsiloxane doped with Er3+ and Yb3+ (PDMS-Yb3+ / Er3+). We demonstrate that the FIR measurement is possible directly via either the image acquisition and processing of the up-conversion fluorescence (UC) signal on the specific coupled band or by an arithmetic calculation over a single image taken over the hyperspectral UC image, using a single (monochrome or color) camera instead of a spectrometer. | |
| CICESE | |
| 2020 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Barrón Ortiz, D. 2020. Caracterización bidimensional de la temperatura en un sensor térmico basado en la fluorescencia de conversión ascendente en compuestos poliméricos de tierras raras. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 69 pp. | |
| OPTICA FÍSICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| tesis_Dannareli Barrón Ortiz_15 dic 2020_BIB.pdf | Versión completa de la tesis | 4.4 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |