[pt] No presente trabalho, demonstramos o uso de fibras de cristais fotônicos (PCF) em diferentes configurações para sensoriamento. Investigamos o uso de fibras PCF com alta birrefringência para sensoriamento de pressão hidrostática e deformação, explorando a baixa dependência térmica. Onde
a interferência entre os modos que se propagam em uma fibra birrefringente é analisada. Monitoramos o deslocamento do padrão de interferência do espectro de reflexão, com a variação da pressão ou deformação aplicada à fibra. Demonstramos uma técnica de criar cavidades Fabry-Perot dentro de uma
fibra óptica, bem como uma técnica para controlar seu comprimento, e consequentemente, o período das franjas no padrão de interferência no espectro de reflexão. O interferômetro Fabry-Perot (FPI) investigado, possuí um altíssimo contraste nas franjas do padrão de interferência, acima dos 30 dB, sendo no momento, o recorde para o valor do contraste das franjas para FPI silica-ar. O dispositivo foi investigado quanto à resposta a deformação. Um robusto encapsulamento foi feito, possibilitando investigar a resposta
do dispositivo à vibração externa. Um estudo da relação da sensibilidade com o comprimento do FPI é também investigado. Construímos um outro interferômetro a partir de um pedaço de fibra PCF e
de duas regiões de colapso de suas micro-estruturas. Estas regiões permitem a excitação e recombinação dos modos da fibra. Um dos modos que participa da interferência, é o modo de casca da fibra PCF, o qual é sensível a mudança de índice de refração do meio. O dispositivo apresenta contraste acima dos 40 dB, e é investigado quanto à resposta as mudanças de índices de refração do meio externo em contato com a fibra. Com a mesma montagem, funcionalizamos um pedaço de 2,0 cm de PCF para monitoramento de
respiração humana. A partir disso, desenvolvemos um dispositivo capaz de monitorar a respiração do ser humano. / [en] In this work, we have demonstrated the use of Photonic Crystal
Fiber (PCF), in different configurations, for sensing applications. The
high birefringence and low temperature dependence characteristics of the
PCF were explored for sensing hydrostatic pressure and deformation in a
reflection configuration. Sensing was based on the analysis of the interference
patterns between the modes that propagate in the birefringent fiber under
the variation of pressure and deformation applied to the fiber. We have
also demonstrated a technique to manufacture a Fabry-Perot Interferometer
(FPI) cavity within an optical fiber with control of the cavity length and
thus the control of the period of the fringes in the interference pattern.
The Fabry-Perot Interferometer investigated presented a very high fringe
contrast, above 30 dB, and showed a record value of the contrast of the
fringes for FPI silica-air. The FPI device integrated within the fiber was
tested as a strain sensor and also as a device to monitor vibration. A study
of the relative sensitivity of the length of the FPI was also investigated.
Another interferometer was built from a piece of standard fiber and a PCF
with two regions of collapsed microstructures. These regions allowed the
excitation and recombination of the fiber modes. This device was tested
as a refractive index sensor, presenting a fringe contrast above 40 dB. An
application of this device was the development of a humid sensor to monitor
human breathing.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:55761 |
| Date | 09 November 2021 |
| Creators | FERNANDO CRISTIANO FAVERO |
| Contributors | ISABEL CRISTINA DOS SANTOS CARVALHO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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