Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-09-14T15:07:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Analisesensoresplasmonicos.pdf: 29102316 bytes, checksum: fadb072f63dba01d64f7097cc1a8ebb2 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-09-14T15:08:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Analisesensoresplasmonicos.pdf: 29102316 bytes, checksum: fadb072f63dba01d64f7097cc1a8ebb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-14T15:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Analisesensoresplasmonicos.pdf: 29102316 bytes, checksum: fadb072f63dba01d64f7097cc1a8ebb2 (MD5) Previous issue date: 2018-05-11 / Nesta tese, apresenta-se a análise teórica de um sensor de ressonância plasmônica de superfície (SPR) acoplado a nanopartículas metálicas. O sensor é considerado na configuração de Emissão Acoplada de Plasmon de Superfície (SPCE), onde as nanopartículas metálicas (ou analitos) são modeladas por dipolos equivalentes localizados acima do sensor. Um conjunto completo de funções diádicas de Green para o campo elétrico é derivado para meios planares, multicamadas e uniaxiais em uma forma computacionalmente eficiente e conveniente para aplicações que utilizem-se do Método das Imagens Complexas Discreta (DCIM) com a utilização do Generalized Pencil of Function Method (GPOF). O princípio da deformação do caminho complexo em um contorno de dois níveis é empregado para expressar uma integral original como uma soma de imagens complexas. Apresenta-se resultados de ressonância plasmônica de superfície, reflexão, campo próximo e distante de sensores planares e descreve-se como estas nanopartículas influenciam na capacidade de aumentar a intensidade de campo próximo e alterar a resposta de sensibilidade destes sensores ópticos. Além disso, para comparação, alguns resultados são calculados por métodos numéricos e experimentais. Os resultados mostram uma boa concordância, o que prova que o DCIM é um método teórico eficiente e poderoso para analisar sensores SPR na configuração SPCE. / In this thesis, the theoretical analysis of a surface plasmon resonance (SPR) sensor coupled to metallic nanoparticles is presented. The sensor is considered in the Surface Plasmon Coupled Emission (SPCE) configuration, where the metallic nanoparticles (or analytes) are modeled by equivalent dipoles located above the sensor. A complete set of Green’s dyadic functions for the electric field is estimated for planar, multilayer, and uniaxial media in a computationally efficient and convenient manner for applications using the Discrete Complex Imaging Method (DCIM) via the Generalized Pencil of Function Method (GPOF). The principle of complex path deformation in a two-level contour is employed to express an original integral as a sum of complex images. The results related to the surface plasmon resonance, reflection, near and far field of planar sensors are presented and it is described how these nanoparticles influence the ability to increase the near field strength and alter the sensitivity response of these optical sensors. In addition, for comparison purposes, some results are calculated by numerical and experimental methods. The results show suitable agreement, which proves that DCIM is an efficient and powerful theoretical method for analyzing SPR sensors in the SPCE configuration.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-11-16T09:48:38Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Arthur Melo Pereira - 2017.pdf: 8324435 bytes, checksum: a36f9e13810ace212ce9d44a66fc2fb4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-11-16T09:49:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Arthur Melo Pereira - 2017.pdf: 8324435 bytes, checksum: a36f9e13810ace212ce9d44a66fc2fb4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-16T09:49:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Arthur Melo Pereira - 2017.pdf: 8324435 bytes, checksum: a36f9e13810ace212ce9d44a66fc2fb4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-09-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In a society dependent on electric energy for the execution of various daily activities, it is normal that its use is increasingly increasing over time. In order to carry out the transportation of all electric energy, it is essential to use transmission lines, which with increasing energy demand inevitably have tended to multiply throughout the world, and especially in Brazil, given its continental dimensions. Considering the function of the transmission lines for the electrical system, its importance in the context of the electric power supply is remarkable. However, the lines constitute one of the great emitting sources of electric and magnetic fields of low frequency, which has caused concern and has been motivating fact of several studies, like the realized in this work. Therefore, in view of the scenario presented in the previous paragraph, it is necessary to establish ways of calculating the fields more and more precisely. For the calculation of the electric field is used the Image Method, the Maxwell Potential Coefficients Method and the Coulomb Law, and for the magnetic field the Biot-Savart's Law is used. The results obtained for the electric and magnetic fields were for infinite rectilinear geometries, finite rectilinear and for the conductors taking the form of a catenary, the latter geometry being the most real model for the arrangement of the conductors in a line. In all cases treated, an analytical and numerical approach was performed, in order to allow the calculation of the three geometries with accuracy. Taking advantage of the methodology of calculation of the fields, in addition this work proposes a method of support to the monitoring of transmission lines. The method consists of using the Genetic Algorithm associated to the values of the electric and magnetic fields measured to determine the parameters of the line, such as: phase spacing, cable-soil height, equivalent conductor diameter, current and operating voltage. Given the simplicity of implementation when compared to other methods, the achievement of satisfactory results and the need for a single measuring device to monitor the transmission line, the proposed method proves to be viable and promising to carry out the line monitoring process. / Em uma sociedade dependente da energia elétrica para a execução de diversas atividades do cotidiano, é normal que a sua utilização seja cada vez mais crescente no decorrer do tempo. Para realizar o transporte de toda energia elétrica é imprescindível o uso de linhas de transmissão, que com o aumento da demanda de energia inevitavelmente tenderam a se multiplicar pelo mundo e em especial pelo território brasileiro, dadas as suas dimensões continentais. Tendo em vista a função das linhas de transmissão para o sistema elétrico, é notável a sua importância no contexto do fornecimento de energia elétrica. No entanto, as linhas constituem uma das grandes fontes emissoras de campos elétricos e magnéticos de baixa frequência, o que tem causado preocupação e tem sido fato motivador de diversos estudos, como o realizado neste trabalho. Portanto, diante do cenário apresentado no parágrafo anterior, se faz necessário estabelecer formas de calcular os campos de maneira cada vez mais precisa. Para o cálculo do campo elétrico utiliza-se o Método das Imagens, o Método dos Coeficientes de Potencial de Maxwell e a Lei de Coulomb, já para o campo magnético a Lei de Biot-Savart é empregada. Os resultados obtidos para os campos elétricos e magnéticos foram para as geometrias retilíneas infinitas, retilíneas finitas e para os condutores assumindo a forma de uma catenária, sendo que essa última geometria constitui o modelo mais real quanto à disposição dos condutores em uma linha. Em todos os casos tratados foram realizadas uma abordagem analítica e numérica, de maneira a possibilitar o cálculo das três geometrias com exatidão. Aproveitando-se da metodologia de cálculo dos campos, adicionalmente este trabalho propõe um método de apoio ao monitoramento de linhas de transmissão. O método consiste em utilizar o Algoritmo Genético associado aos valores dos campos elétrico e magnético medidos para determinar os parâmetros da linha, como: espaçamento entre fases, altura cabo-solo, diâmetro equivalente dos condutores, corrente e tensão de operação. Dada a simplicidade de implementação quando comparado a outros métodos, a obtenção de resultados satisfatórios e a necessidade de um único aparelho de medição para monitorar a linha de transmissão, o método proposto mostra-se viável e promissor para realizar o processo de monitoramento de linhas.