Navegando por Assunto "Sensor óptico"

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Acesso aberto (Open Access)
Modelagem de efeitos plasmônicos em um metamaterial nanoestruturado para aplicação em sensoriamento óptico
(Universidade Federal do Pará, 2014-08-22) SILVA, Anderson Oliveira; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434
Metamateriais são meios artificiais estruturados para a obtenção de propriedades físicas não prontamente encontradas na natureza. Estes meios, em geral, são organizados periodicamente com uma célula unitária que possui dimensões menores que o comprimento de onda da radiação eletromagnética incidente. Esta característica permite que estes meios possam ser tratados como materiais homogêneos e, por conseguinte, descritos em termos de parâmetros constitutivos efetivos. Este trabalho realiza a modelagem analítica e numérica de um metamaterial nanoestruturado com inclusões metálicas. É desenvolvido um formalismo fundamentado no modelo de Maxwell-Garnett para descrever o índice de refração efetivo do metamaterial levando em conta a forma geométrica das nanopartículas e a natureza dos modos locais excitados. É evidenciado que estes modos correspodem a excitações plasmônicas superfíciais. Por meio da caracterização do metamaterial no domínio óptico, é investigado o potencial de tais meios para o desenvolvimento de sensores de índice de refração mais compactos e com valores de sensibilidade superiores aos encontrados em sistemas baseados unicamente em fibras ópticas.
Acesso aberto (Open Access)
Modelo teórico de sensores ópticos baseados em fibras com grade de Bragg
(Universidade Federal do Pará, 2007) CUNHA, José Renato Ferreira Alves da; ALCANTARA JUNIOR, Petrus Agrippino de; http://lattes.cnpq.br/8771105422068014
Ao se aplicar uma tração exterior a uma fibra óptica, seu índice de refração pode modificar devido ao efeito foto-elástico. Quando a fibra contém uma grade de Bragg inscrita em seu núcleo, além do índice de refração seu período espacial também modifica, permitindo sua aplicação como sensores ópticos de temperatura e/ou deformação de alta sensitvidade. Do ponto de vista teórico, até o presente a operação de sensores baseados em fibras ópticas com grade de Brag (FGB) é explicada pelo efeito foto-elástico, através de componentes adequadas do tensor foto-elástico de fibras de sílica dopadas com germânio (germano-silicatadas). Em praticamente toda a literatura previamente estudada, apenas este tipo de fibra óptica tem suas propriedades optomecânicas bem definidas, o que pode representar uma restrição. Nesta dissertação apresentamos uma formulação teórica alternativa para o estudo das propriedades de um sensor de deformação longitudinal baseado em fibra óptica com grade de Bragg (FGB) que não depende do conhecimento prévio das componentes do tensor foto-elástico, e que leva a resultados que dependem apenas da razão de Poisson da fibra, uma característica mecânica facilmente mensurável, e de seu índice de refração efetivo. Os resultados obtidos com este modelo apresentam ótima concordância com aqueles obtidos pelo modelo conhecido da literatura, além de permitir estimar o comportamento de outros parâmetros relacionados ao espectro de refletividade da FGB.
Acesso aberto (Open Access)
Sensor óptico baseado em interferômetro em formato de balão com manufatura aditiva para o monitoramento da respiracão
(Universidade Federal do Pará, 2025-10-29) COSTA, Mateus Nascimento; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434; BORGES, Gilvan Soares; CARDOSO, Victor Henrique Rodrigues; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7696860178450119; http://lattes.cnpq.br/9847167140434440; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734; https://orcid.org/0000-0002-0667-663X; https://orcid.org/0000-0003-4218-0292; https://orcid.org/0000-0002-5971-3668
Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a avaliacão de um sensor de respiracão de fibra óptica baseado em um interferômetro em formato de balão com um modelo impresso em 3D. As medicões biológicas desempenham um papel fundamental na manutencão de uma vida saudável, pois podem prever e indicar distúrbios em vários sistemas do corpo, afetando indivíduos desde a primeira infância até os idosos. O monitoramento da respiracão pode detectar alteracões nos estágios iniciais da sepse, da síndrome da resposta inflamatória sistêmica e da insuficiência respiratória, alem de monitorar a asma, a apnéia obstrutiva do sono e outras variacões nos padrões respiratórios. A necessidade de monitorar a respiracão levou a avanços nos métodos de coleta de dados, incluíndo interferômetros piezoelétricos, capacitivos e dispositivos de fibra óptica que empregam técnicas como modulacão de intensidade ou comprimento de onda. O interferômetro em forma de balão foi escolhido devido aos seus baixos custos de producão e manutencão, alta sensibilidade e resistência a interferência eletromagnética. O sensor proposto apresenta alta sensibilidade a variacões na ordem de micrômetros e tem um alcance de medicão de 10 mm. No entanto, para medir um ciclo completo de respiracão, o movimento torácico resulta em uma expansão do protótipo de no mínimo 20 mm. Consequentemente, um modelo adicional impresso em 3D na forma de um arco e utilizado, resolvendo o problema do alcance ao permitir que a fibra transforme movimentos substanciais em pequenos deslocamentos. Alem disso, o protótipo e fixado ao corpo do voluntário por meio de uma cinta elástica para permitir a movimentacão e maior conforto na sua utilizacão. Um osciloscópio mede as alteracões na intensidade ao longo do tempo com uma faixa de 4,62 dB, e o Analisador de Espectro Optico (Optical Spectrum Analyser - OSA) onde é possível observar um deslocamento de 8,45 mm. Esse sensor pode monitorar ciclos de respiracão e padrões irregulares de respiracão com alta preciso e sensibilidade, com baixo custo e usabilidade de longo prazo, sendo ideal para uso médico.