Sensores de micro-ondas e ópticos aplicados à caracterização dielétrica de líquidos

• Processo: 20/15081-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
• Pesquisador responsável: Hugo Enrique Hernández Figueroa
• Beneficiário: Vitor de Oliveira Freire
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/24517-8 - Fotônica para internet de nova geração, AP.TEM
• Assunto(s): Sensores ópticos Micro-ondas Equipamentos eletromagnéticos Ressonância magnética
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caracterização dielétrica de líquidos | Configuração de Krestchmann | Ressoadores de anéis fendidos (SRR) | Ressonância de Plásmons de Superfície (SPR) | Sensores de microfita | Sensores fotônicos | Sensores eletromagnéticos

Resumo

Este projeto tem como objetivo geral introduzir o candidato no estudo de sensores eletromagnéticos baseados na técnica de interrogação espectral, ou seja, por frequência ou comprimento de onda. Dois tipos de sensores serão analisados teoricamente e experimentalmente, um operando na faixa de micro-ondas (de 0,9 a 5 GHz) e outro óptico operando no visível, no vermelho em particular (660 nm). O sensor de micro-ondas será baseado na tecnologia de microfita (microstrip) em PCB (Printed Circuit Board), e consistirá essencialmente em projetar estruturas ressonantes com o maior fator de qualidade (Q) possível, alimentados por linhas de transmissão, de tal forma que as frequências de ressonância dessas estruturas variem com a contato de líquidos de características dielétricas diferentes. Mais precisamente, a variação da frequência de ressonância do ressoador permitirá aferir a permissividade elétrica relativa do líquido sob análise. Serão desenvolvidos os esquemas de uma porta (antena) e de duas portas.O sensor óptico será baseado na excitação dos modos de ressonância de uma superfície metálica quando esta é iluminada por um feixe óptico, estes modos são chamados de plasmônicos, e os sensores baseados neste fenômeno chamados de SPR (Surface Plasmon Resonators). Será utilizada a configuração de Krestchmann, cujo setup está implementado y operando no LEMAC (Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado e Computacional), em dois modos de interrogação: por ângulo de incidência y por comprimento de onda. Serão efetuadas as respectivas medidas usando os sensores de micro-ondas desenvolvidos e o SPR. Adotaremos como teste a aferição a identificação da adulteração do Etanol quando misturado com água, por ser um teste amplamente documentado.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FERNANDEZ, JORGE R.; FREIRE, VITOR DE O.; HERNANDEZ-FIGUEROA, HUGO E.; IEEE. Ti/Au layers impact in prism-based plasmonic sensing of ethanol-fuel purity detection. 2022 SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE (SBFOTON IOPC), v. N/A, p. 5-pg., 2022-01-01. (15/24517-8, 20/15081-0)