Vediamo qual è il principio alla base di un sensore ottico rifrattometrico.
Con riferimento alla figura seguente, illuminando un segmento in fibra ottica incorporato all’interno di un materiale ospite, il segnale ottico viene trasmesso l’interfaccia tra la fine della fibra ottica ed il materiale, dove la misura ha luogo. All’interfaccia, parte del fascio di luce viene rifratta e parte riflessa, a seconda della differenza tra l’indice di rifrazione della fibra e quella del materiale sotto test.
Se viene usata una fibra monomodale, il coefficiente di riflessione R può essere espresso come:
dove nf e nm sono rispettivamente l’indice di rifrazione della fibra e l’indice di rifrazione del campione. Qualsiasi cambiamento che coinvolge una variazione dell’indice di rifrazione del materiale provoca una modulazione di ampiezza del segnale riflesso.
Depositando un sottile strato polimerico sull’interfaccia della fibra capace di assorbire una determinata sostanza si può aumentare la funzionalità del sensore in termini di selettività e sensibilità.
Questo tipo di sensori è in grado di monitorare i fenomeni che causano la variazione dell’indice di rifrazione o dello spessore del film polimerico. Questo principio di solito viene utilizzato nel sensing chimico.