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Desenvolvimento de sensores em fibra ótica utilizando efeitos de ressonância plasmónica de superfície para monitorização de parâmetros físicos e químicos
Tutor/Responsável: LUÍS CARLOS COSTA COELHO
Orientador: JOSÉ MANUEL MARQUES MARTINS DE ALMEIDA
Instituição: INSTITUTO DE ENGENHARIA DE SISTEMAS E COMPUTADORES DO PORTO (INESC)
Local: Departamento de física - Faculdade de Ciências da UP
Área: FÍSICA / ENGENHARIA FÍSICA
Ano Lectivo: 2017/2018
Duração: 6 meses
Data início: 2018-02-03
Data final: 2018-07-31
Vagas: 2
Podem candidatar-se: L :: Bioquímica (3º Ano)
L :: Física (3º Ano)
L :: Química (3º Ano)
M :: Bioquímica (1º Ano)
M :: Física (1º Ano)
M :: Física Médica (1º Ano)
M :: Química (1º Ano)
MI :: Engenharia Física (3º Ano) (4º Ano)
PERFIL DE COMPETÊNCIAS
Conhecimentos básicos em:
­ física, electromagnetismo e ótica.
- química
­ instrumentação eletrónica digital
­ interação da radiação eletromagnética com a matéria
­ manuseamento de produtos químicos
­ software de tratamento de dados numéricos
­ software de processamento de texto
PLANO DE ESTÁGIO
O estudo de ressonâncias de plasmões de superfície (Surface Plasmon Resonance-SPR) tem tido extraordinários avanços em sistemas em que utilizam sistemas prismas óticos devido à sua elevada sensibilidade ao meio externo. A posição espectral da banda de atenuação resultante depende fortemente do índice de refração do meio envolvente com elevadas resoluções. O aparecimento de novos materiais e técnicas abrem a possibilidade do desenvolvimento de estruturas com características específicas. A transposição destas técnicas para sistemas em fibra continua a ser uma área de investigação com elevado potencial devido às propriedades intrínsecas das fibras óticas.

O estágio proposto tem por isso como foco principal a aquisição do conhecimento necessário ao desenvolvimento de sensores tendo por base estas técnicas. O aluno terá os seguintes objetivos:

a. Estudo de propriedades plasmónicas na interação da luz com filmes finos metálicos na superfície de fibras;
b. Produção de sensores em fibra ótica baseados em campo evanescente;
c. Funcionalização da superfície dos sensores com vista à interação com alvos específicos;
d. Caracterização da sensibilidade dos sensores a diferentes concentrações do alvo pretendido.

Neste contexto vão ser desenvolvidas diversas atividades que incluem

1. Manuseamento de fibras óticas de sílica e/ou plásticas incluindo processos de clivagem e/ou corte, processos de fusão e/ou colagem e processos de manipulação da estrutura dos materiais;
2. Desenvolvimento de sensores em fibra ótica de sílica e/ou plástica através da manipulação de secções de fibra nomeadamente através da fabricação de “tapers”, “gratings” ou utilização de “chemical etching”;
3. Estudo das propriedades eletromagnéticas necessárias para a propagação de plasmões de superfície na interface metal / dielétrico;
4. Fabricação de filmes finos metálicos e dielétricos em torno de estruturas em fibra ótica em ambiente de sala limpa.
5. Caracterização sistemática dos sensores produzidos em ambientes controlados tendo em vista a deteção do alvo pretendido com diferentes concentrações;
6. Desenvolvimento de plataforma de caracterização dos sensores desenvolvidos através da monitorização das propriedades espectrais dos sensores desenvolvidos.
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