Double Optical Feedback Interferomety for biomedical applications

Abstract

[ANGLÈS] Optical Feedback Interferometry (OFI) and Double Optical Feedback interferometry (DOFI) are studied as non-invasive techniques for biomedical measurements. Due to its compactness and cost-effectiveness, both sensors provide a very interesting approach for sensing different biomedical parameters. After a brief introduction to the two techniques, a modified signal processing algorithm developed within this MSc Thesis is presented. DOFI is then discussed as a technique for arterial pulse wave shape reconstruction, showing its limitations in large amplitude measurements, which, nevertheless, enable an OFI sensor to accurately measure it. Experimental results on arterial pulse wave measurements will be presented. DOFI is then proposed as a candidate technique for monitoring the displacement of cantilevers in atomic force microscopy which enhances the performance of present cantilever sensing solutions due to its robustness.

[CASTELLÀ] Las técnicas conocidas como Optical Feedback Interferometry (OFI) y Double Optical Feedback Interferometry (DOFI) han sido estudiadas como técnicas no invasivas para medidas biomédicas. Ambos sensores son propuestas interesantes para medir parámetros biomédicos debido al hecho de ser compactos y con un bajo coste para su alta efectividad. Tras una breve introducción a las dos técnicas, se presenta un algoritmo de procesamiento de señal modificado que se ha desarrollado dentro de esta tesis de Máster. Luego se discuten las posibilidades de usar DOFI como una técnica capaz de reconstruir la forma de las ondas de pulso arterial, mostrando las limitationes de la técnica para medidas de larga amplitud aunque, pese a todo esto, permite el desarrollo de un sensor basado en OFI que puede medirlo con gran exactitud. Se presentarán resultados de medidas de la forma de la onda de presión arterial. Finalmente, se propone DOFI como técnica para controlar el desplazamiento de un cantilever en microscopía de fuerza atómica mejorando las prestaciones de las soluciones actuales para esta aplicación gracias a su robustez.

[CATALÀ] Les tècniques conegudes com Optical Feedback Interferometry (OFI) i Double Optical Feedback Interferometry (DOFI) han estat estudiades com tècniques no invasives per a mesures biomèdiques. Tots dos sensors són propostes interessants per mesurar paràmetres biomèdics a causa del fet de ser compactes i amb un baix cost per la seva alta efectivitat. Després d'una breu introducció a les dues tècniques, es presenta un algorisme de processament de senyal modificat que s'ha desenvolupat dins d'aquesta tesi de màster. Després es discuteixen les possibilitats d'usar DOFI com una tècnica capaç de reconstruir la forma de les ones de pols arterial, mostrant les limitationes de la tècnica per a mesures de llarga amplitud encara que, malgrat tot això, permet el desenvolupament d'un sensor basat en OFI que pot mesurar amb gran exactitud. Es presentaran resultats de mesures de la forma de l'ona de pressió arterial. Finalment, es proposa DOFI com a tècnica per controlar el desplaçament d'un cantilever en microscòpia de força atòmica millorant les prestacions de les solucions actuals per a aquesta aplicació gràcies a la seva robustesa.