En un ángulo crítico de incidencia, la reflectancia de Fresnel en una interfaz entre un medio transparente frontal y un medio absorbente trasero exhibe dependencias sensibles en el índice de refracción complejo de este último. Este efecto facilita el diseño de sensores ópticos que explotan reflexiones únicas (o múltiples) dentro de un prisma (o una placa paralela). Determinamos un marco empírico que captura las especificaciones de rendimiento de este esquema de detección, incluyendo sensibilidad, límite de detección, rango de linealidad y lo que definimos aquí como ancho de banda de aceptación angular. Posteriormente, desarrollamos un protocolo de optimización que tiene en cuenta todas las variables ópticas o geométricas relevantes y que puede ser utilizado en cualquier aplicación.