Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Dias, Robsson Pereira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5106
Resumo: In this work were produced and characterized nanostructured devices based on long period fiber gratings, seeking for refractometric sensors with enhanced sensitivity in water environment. In order to increase the grating refractive index sensitivity to the surroundings, two deposition methods were used to form a gold nanoparticles film over the surface of the optical fiber containing the grating. A thermal route adapted from the literature was used with three LPGs, which were characterized before and after the nanostructures deposition. The nanoparticles film resulted in an increase of 85% in the grating sensitivity for refractive indexes close to the water one. This increased sensitivity was consequence of the coupling between the grating resonance and the nanoparticles localized surface plasmon resonance. Using nanoparticles produced by chemical route, gold nanoparticles film was formed by immersing the fiber in the nanoparticles. The influence of the immersion time was evaluated using a single long period grating immersed in the colloid for different time intervals. Increases in the grating sensitivity of 144.8% for refractive index of (1.4681 ± 0.0002) and up to 11.1% for refractive indexes close to the water were obtained with an immersion along 1 and 0.5 min, respectively.
id UTFPR-12_1cac9ea877342197fa2c3160fb595b57
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/5106
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouroComparison between two techniques to produce optical fiber refractometric sensors with gold nanostructuresDetectores ópticosNanopartículasOuroRefraçãoMateriais nanoestruturadosOptical detectorsNanoparticlesGoldRefractionNanostructured materialsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia ElétricaIn this work were produced and characterized nanostructured devices based on long period fiber gratings, seeking for refractometric sensors with enhanced sensitivity in water environment. In order to increase the grating refractive index sensitivity to the surroundings, two deposition methods were used to form a gold nanoparticles film over the surface of the optical fiber containing the grating. A thermal route adapted from the literature was used with three LPGs, which were characterized before and after the nanostructures deposition. The nanoparticles film resulted in an increase of 85% in the grating sensitivity for refractive indexes close to the water one. This increased sensitivity was consequence of the coupling between the grating resonance and the nanoparticles localized surface plasmon resonance. Using nanoparticles produced by chemical route, gold nanoparticles film was formed by immersing the fiber in the nanoparticles. The influence of the immersion time was evaluated using a single long period grating immersed in the colloid for different time intervals. Increases in the grating sensitivity of 144.8% for refractive index of (1.4681 ± 0.0002) and up to 11.1% for refractive indexes close to the water were obtained with an immersion along 1 and 0.5 min, respectively.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Neste trabalho foram produzidos e caracterizados dispositivos nanoestruturados baseados em redes de período longo em fibra óptica, buscando a obtenção de sensores refratométricos para ambiente aquático. Foram empregadas duas metodologias de deposição de filmes de nanopartículas de ouro sobre a fibra óptica contendo a LPG, a fim de aumentar a sensibilidade do dispositivo a variações do índice de refração do meio circunvizinho à fibra. Utilizando a rota térmica – adaptada a partir da literatura – para a deposição sobre a fibra óptica, foram produzidas três LPGs, as quais foram caracterizadas antes e após as deposições das nanoestruturas. Após a deposição das nanopartículas de ouro, obteve-se um aumento de 85% na sensibilidade da LPG para índices de refração do meio circunvizinho à fibra próximos ao índice de refração da água. A sensibilidade aumentada resultou do acoplamento entre a ressonância plasmônica de superfície localizada das nanopartículas e as ressonâncias dos modos de propagação das LPGs. Utilizando nanopartículas produzidas por rota química, o filme foi formado após a imersão da fibra na solução contendo as nanopartículas. Usando apenas uma LPG, foi avaliado o efeito sobre a sensibilidade da LPG do tempo de imersão da fibra em nanopartículas de ouro recém preparadas. Aumentos de sensibilidade de 144,8% para índice de refração de (1,4681 ± 0,0002) e de até 11,1% para meios com índice de refração próximos ao da água pura foram observados para um tempo de deposição de 1 e 0,5 min, respectivamente.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRMuller, Márciahttp://orcid.org/0000-0002-4463-3526http://lattes.cnpq.br/7757984300428347Fabris, José Luíshttp://orcid.org/0000-0001-5630-1193http://lattes.cnpq.br/1133118124160525Heidemann, Bárbara Rutynahttps://orcid.org/0000-0001-8681-9444http://lattes.cnpq.br/8032165918334038Chiamenti, Ismaelhttp://lattes.cnpq.br/1863407242723700Oliveira, Marcela Mohallemhttp://lattes.cnpq.br/5307836411711847Muller, Márciahttp://orcid.org/0000-0002-4463-3526http://lattes.cnpq.br/7757984300428347Dias, Robsson Pereira2020-08-03T19:35:53Z2020-08-03T19:35:53Z2020-06-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfDIAS, Robsson Pereira. Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5106porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2020-08-04T06:03:28Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/5106Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2020-08-04T06:03:28Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro
Comparison between two techniques to produce optical fiber refractometric sensors with gold nanostructures
title Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro
spellingShingle Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro
Dias, Robsson Pereira
Detectores ópticos
Nanopartículas
Ouro
Refração
Materiais nanoestruturados
Optical detectors
Nanoparticles
Gold
Refraction
Nanostructured materials
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Engenharia Elétrica
title_short Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro
title_full Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro
title_fullStr Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro
title_full_unstemmed Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro
title_sort Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro
author Dias, Robsson Pereira
author_facet Dias, Robsson Pereira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Muller, Márcia
http://orcid.org/0000-0002-4463-3526
http://lattes.cnpq.br/7757984300428347
Fabris, José Luís
http://orcid.org/0000-0001-5630-1193
http://lattes.cnpq.br/1133118124160525
Heidemann, Bárbara Rutyna
https://orcid.org/0000-0001-8681-9444
http://lattes.cnpq.br/8032165918334038
Chiamenti, Ismael
http://lattes.cnpq.br/1863407242723700
Oliveira, Marcela Mohallem
http://lattes.cnpq.br/5307836411711847
Muller, Márcia
http://orcid.org/0000-0002-4463-3526
http://lattes.cnpq.br/7757984300428347
dc.contributor.author.fl_str_mv Dias, Robsson Pereira
dc.subject.por.fl_str_mv Detectores ópticos
Nanopartículas
Ouro
Refração
Materiais nanoestruturados
Optical detectors
Nanoparticles
Gold
Refraction
Nanostructured materials
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Engenharia Elétrica
topic Detectores ópticos
Nanopartículas
Ouro
Refração
Materiais nanoestruturados
Optical detectors
Nanoparticles
Gold
Refraction
Nanostructured materials
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Engenharia Elétrica
description In this work were produced and characterized nanostructured devices based on long period fiber gratings, seeking for refractometric sensors with enhanced sensitivity in water environment. In order to increase the grating refractive index sensitivity to the surroundings, two deposition methods were used to form a gold nanoparticles film over the surface of the optical fiber containing the grating. A thermal route adapted from the literature was used with three LPGs, which were characterized before and after the nanostructures deposition. The nanoparticles film resulted in an increase of 85% in the grating sensitivity for refractive indexes close to the water one. This increased sensitivity was consequence of the coupling between the grating resonance and the nanoparticles localized surface plasmon resonance. Using nanoparticles produced by chemical route, gold nanoparticles film was formed by immersing the fiber in the nanoparticles. The influence of the immersion time was evaluated using a single long period grating immersed in the colloid for different time intervals. Increases in the grating sensitivity of 144.8% for refractive index of (1.4681 ± 0.0002) and up to 11.1% for refractive indexes close to the water were obtained with an immersion along 1 and 0.5 min, respectively.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-08-03T19:35:53Z
2020-08-03T19:35:53Z
2020-06-15
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv DIAS, Robsson Pereira. Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5106
identifier_str_mv DIAS, Robsson Pereira. Comparação entre duas técnicas de produção de sensores refratométricos a fibra óptica com nanoestruturas de ouro. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5106
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498271664930816