O objetivo desta tese foi o estudo da detecção de campos magnéticos fracos através da utilização de gradiômetros supercondutores acoplados à SQUIDs e sua aplicação ao biomagnetismo. Um novo modelo teórico para descrição do gradiômetro foi desenvolvido com a obtenção da sua função de transferência espacial. Através desta função de transferência a atuação do gradiômetro sobre os sinais detectados pode ser quantificada. Além disso, foi desenvolvido para a medida experimental da função de transferência, onde as imperfeições no processo de construção do sensor podem ser medidas e avaliadas. Foi proposta uma nova terminologia para descrição do gradiômetro ao invés de sua descrição física. Nesta terminologia, o gradiômetro ficará especificado pelo seu roll off, freqüência de corte espacial e ganho máximo. Também foi generalizado o método para projeto de gradiômetros onde novas configurações podem ser construídas e testadas. A partir da obtenção desta função de transferência um método para calibração tesla /volt do sistema foi desenvolvido, com uma precisão até então não alcançada por outros métodos e perfeitamente apropriado para utilização em sistemas multicanais. Finalmente foi desenvolvido um algorítimo de desconvolução para, a partir de sinais detectados com gradiômetros planares, recuperar o sinal original como ele tivesse sido detectado somente por uma bobina. Este algorítmo também pode ser utilizado para auxílio no projeto de arrays destes gradiômetros. / The objective of this thesis was to study the detection of weak magnetic fields through the use of superconducting gradiometers coupled to SQUIDs and its application to biomagnetism. A new theoretical model for the specification of the gradiometer was developed by obtaining its spatial transfer function. Through the transfer function the signal detected by the gradiometer can be quantified. Besides, a procedure was developed to experimentally measure the spatial transfer, where the imperfections in the construction process of the sensor can be measured and evaluated. A new terminology was proposed for specification of the gradiometer instead of his physical description. Using this terminology, the gradiometer will be specified by its roll off, spatial cutoff frequency and maximum gain. Also the method was generalized for design of gradiometers where new configurations can be built and tested. From the transfer function a method for tesla/volt calibration of the system was developed. Finally a deconvolution algorithm was developed, that from signals detected by the gradiometer the original signal can be recovered. This algorithm also can be used in the design of gradiometer arrays.

O objetivo desta tese foi o estudo da detecção de campos magnéticos fracos através da utilização de gradiômetros supercondutores acoplados à SQUIDs e sua aplicação ao biomagnetismo. Um novo modelo teórico para descrição do gradiômetro foi desenvolvido com a obtenção da sua função de transferência espacial. Através desta função de transferência a atuação do gradiômetro sobre os sinais detectados pode ser quantificada. Além disso, foi desenvolvido para a medida experimental da função de transferência, onde as imperfeições no processo de construção do sensor podem ser medidas e avaliadas. Foi proposta uma nova terminologia para descrição do gradiômetro ao invés de sua descrição física. Nesta terminologia, o gradiômetro ficará especificado pelo seu roll off, freqüência de corte espacial e ganho máximo. Também foi generalizado o método para projeto de gradiômetros onde novas configurações podem ser construídas e testadas. A partir da obtenção desta função de transferência um método para calibração tesla /volt do sistema foi desenvolvido, com uma precisão até então não alcançada por outros métodos e perfeitamente apropriado para utilização em sistemas multicanais. Finalmente foi desenvolvido um algorítimo de desconvolução para, a partir de sinais detectados com gradiômetros planares, recuperar o sinal original como ele tivesse sido detectado somente por uma bobina. Este algorítmo também pode ser utilizado para auxílio no projeto de arrays destes gradiômetros. / The objective of this thesis was to study the detection of weak magnetic fields through the use of superconducting gradiometers coupled to SQUIDs and its application to biomagnetism. A new theoretical model for the specification of the gradiometer was developed by obtaining its spatial transfer function. Through the transfer function the signal detected by the gradiometer can be quantified. Besides, a procedure was developed to experimentally measure the spatial transfer, where the imperfections in the construction process of the sensor can be measured and evaluated. A new terminology was proposed for specification of the gradiometer instead of his physical description. Using this terminology, the gradiometer will be specified by its roll off, spatial cutoff frequency and maximum gain. Also the method was generalized for design of gradiometers where new configurations can be built and tested. From the transfer function a method for tesla/volt calibration of the system was developed. Finally a deconvolution algorithm was developed, that from signals detected by the gradiometer the original signal can be recovered. This algorithm also can be used in the design of gradiometer arrays.