Publicação
Conceptualização e fabricação de sensores em fibra ótica para aplicações biomédicas
| datacite.subject.fos | Ciências Médicas::Biotecnologia Médica | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Silva, Susana Ferreira de Oliveira | |
| dc.contributor.advisor | Frazão, Orlando José dos Reis | |
| dc.contributor.author | Miguel, Maria Silva | |
| dc.date.accessioned | 2020-12-16T10:49:39Z | |
| dc.date.available | 2021-07-31T00:30:17Z | |
| dc.date.issued | 2020-01-03 | |
| dc.date.submitted | 2019 | |
| dc.description.abstract | Os sensores em fibra ótica são uma solução ótima e vantajosa quando em comparação com dispositivos sensores de deteção tradicionais, uma vez, que a fibra ótica confere maior precisão, alta flexibilidade e pequenas perdas de propagação. O desenvolvimento dos sensores em fibra ocorreu quando o laser foi inventado e, quando se deu o aprimoramento das características das fibras óticas, em particular a diminuição de perdas por atenuação. Assim, desde o final dos anos 60, os sensores são objeto de investigação e desenvolvimento e apresentam hoje múltiplas aplicações. Os sensores óticos baseados em estruturas interferométricas são uma solução na fabricação de sensores óticos com alta sensibilidade. O interferómetro Fabry-Pérot é um sensor que apresenta facilidade de fabricação e já apresenta alguns trabalhos descritos na área da deteção e monitorização de vários parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os sensores baseados em redes de Bragg apresentam, também, alta sensibilidade e são amplamente sensíveis à influência de grandezas físicas. O trabalho descrito nesta dissertação de mestrado foca-se no desenvolvimento de novos sensores em fibra ótica para aplicações biomédicas. Numa fase inicial é apresentada caracterização espectral de redes de Bragg uniformes, assim como a sua sensibilidade à temperatura, deformação longitudinal e carga transversal. De seguida é apresentada a fabricação e caracterização espectral de sensores de Fabry-Pérot, assim como a sua sensibilidade à temperatura, deformação longitudinal, carga transversal e curvatura. Todos os sensores desenvolvidos são facilmente reprodutíveis uma vez que o processo de fabricação é de baixo custo. Após caracterização dos sensores de Fabry-Pérot foi desenvolvido um novo sensor de fibra ótica baseado num interferómetro de Fabry-Pérot. A estrutura sensora foi incorporada numa agulha médica e caracterizada através da curvatura, tendo-se demonstrado a potencialidade deste sensor para a monitorização da precisão da agulha. Por fim, utilizou-se uma rede Bragg com a configuração em oito para estudar resposta do sensor à carga transversal. Para tal o sensor foi introduzido numa estrutura semelhante a vertebras humanas e caracterizou-se a sua resposta. Demonstrou-se a potencialidade deste sensor de monitorizar e determinar tensões existentes na coluna. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Fiber optic sensors are an excellent and advantageous solution when compared to traditional sensing detection devices, since fiber optics provide greater precision, high flexibility and small loss of propagation. The development of the fiber sensors occurred when the laser was invented and, when the optical fiber characteristics were improved, in particular the reduction of losses by attenuation. Thus, since the end of the 60's, sensors are the object of research and development and present multiple applications today. The optical sensors based on interferometric structures are a solution in the manufacture of optical sensors with high sensitivity. The Fabry-Pérot interferometer is an easy-to-manufacture sensor and has already been described in the field of detection and monitoring of various physical, chemical and biological parameters. The sensors based on Bragg networks also have high sensitivity and are highly sensitive to the influence of physical quantities. The work described in this dissertation focuses on the development of new optical fiber sensors for biomedical applications. In an initial phase, spectral characterization of uniform Bragg networks is presented, as well as their sensitivity to temperature, longitudinal deformation and transverse loading. Next, the fabrication and spectral characterization of Fabry-Pérot sensors, as well as their sensitivity to temperature, longitudinal deformation, transverse loading and curvature are presented. All sensors developed are easily reproducible since the manufacturing process is inexpensive. After characterization of the Fabry-Pérot sensors, a new fiber optic sensor based on a Fabry-Pérot interferometer was developed. The sensor structure was incorporated into a medical needle and characterized by curvature, demonstrating the potential of this sensor for the monitoring of needle precision. Finally, a Fiber Bragg Sensor with a eight configuration was used to study the response of the sensor to the transverse load. For this the sensor was introduced into a structure similar to human vertebrae and its response was characterized. The ability of this sensor to monitor and determine existing pressure in the column has been demonstrated. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202463532 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.14/31500 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | Sensores em fibra ótica | pt_PT |
| dc.subject | Sensores de pressão | pt_PT |
| dc.subject | Interferómetro Fabry-Pérot | pt_PT |
| dc.subject | Redes de Bragg | pt_PT |
| dc.subject | Aplicações biomédicas | pt_PT |
| dc.subject | Optical fiber sensors | pt_PT |
| dc.subject | Pressure sensors | pt_PT |
| dc.subject | Fabry-Pérot Interferometer | pt_PT |
| dc.subject | Fiber Bragg | pt_PT |
| dc.subject | Biomedical aplications | pt_PT |
| dc.title | Conceptualização e fabricação de sensores em fibra ótica para aplicações biomédicas | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Biomédica | pt_PT |
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