Estudo do desempenho de sensores interferométricos de fibra ópticas com nanopartículas

• Main Author: Rodrigues, Lidia Quirino
• Publication Date: 2023
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
• Download full: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/75968
• topic: Interferência modal; Fibras ópticas; Detectores ópticos

Neste trabalho, o desempenho de um sensor de campo magnético utilizando fibras ópticas em uma estrutura monomodo/multimodo (SM - Single-Mode / MM- Multi Mode) o método aplicado baseia-se nos efeitos de interferência multimodal. Em função do tamanho de cristalito e magnetização das nanopartículas, foram afixadas nanopartículas magnéticas na fibra. O estudo de sensores utilizando fibra óptica para a medição de corrente e o uso de nanopartículas para campo magnético tem sido relatados na literatura. O setup experimental baseia-se nos efeitos de interferência multimodal, cuja fibra MM é revestida com nanopartículas de NiFe 2 O 4 . A fonte de luz foi um laser de onda contínua com comprimento de onda de 1550 nm para alimentar a estrutura. As nanopartículas utilizadas no presente trabalho foram as ferritas de níquel (NiFe 2 O 4 ) calcinadas em três temperaturas (300 ◦ C, 500 ◦ C e 800 ◦ C) pela síntese do método sol-gel protéico. Para obter tamanhos de cristalitos bem diferentes, foram obtidos cristalitos de 2,0, 17,0 e 64,8 nm calculos pela equação de Scherrer e pelos métodos gráficos de Williamson-Hall e Size Strain Plot, a partir dos valores da largura a meia altura dos picos de difração (FWHM – Full Width at Half Maximum). Foi estudado o efeito do tamanho de cristalito no desempenho em função da faixa de medição, precisão, exatidão e nível de saturação. As nanopartículas foram caracterizadas por técnicas de fluorescência de raios-X, difração de raios-X, Espectroscopia Mossbauer e magnetômetro de amostras vibrantes (VSM). Os parâmetros estruturais foram obtidos pelo refinamento de estrutura método Rietveld. Desse modo, o sensor apresentou uma relação entre a potência de saída e o campo magnético aplicado, na faixa de 0 e 15 mT. Mostrando que a sensibilidade para os tamanho de partículas variou entre 0,5 dBm/mT e 0,97 dBm/mT, observou-se que a relação da sensibilidade do sensor aumenta com a magnetização de saturação da amostra.