Sejam bem-vindos ao site do Laboratório de Pesquisas em Fibras Ópticas (LPFO) - IFADT - UERJ.
LINHAS DE PESQUISA
DISPOSITIVOS ELETROÓPTICOS EM FIBRAS ÓPTICAS
Fibras ópticas, por serem constituídas de sílica, não apresentam efeitos não-lineares de segunda ordem pois, devido à simetria de inversão do material, a susceptibilidade elétrica de segunda ordem é nula. Através de uma técnica conhecida por poling, é possível quebrar a simetria de inversão das fibras ópticas. Esta técnica consiste em gravar um campo elétrico quase permanente no interior da fibra óptica, da ordem de GV/m, através da aplicação de alta tensão e alta temperatura (thermal poling) ou alta intensidade luminosa (optical poling). Essas fibras ópticas eletroopticamente modificadas podem ser aplicadas em sistemas de sensoriamento, moduladores de fase e chaveadores ópticos, dentre outras. As pesquisas são realizadas em colaboração com o Laboratório de Optoeletrônica (PUC-RIO).
SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E FUNCIONALIZAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS METÁLICAS PARA SENSORIAMENTO
Nanopartículas metálicas apresentam um fenômeno de bastante interesse na área de sensoriamento: a ressonância de plasmons de superfície localizada (em inglês, LSPR). ao interagir com a luz, a frequência de oscilação da nuvem eletrônica que envolve as nanopartículas é afetada e, para uma frequência específica, chega-se à condição de ressonância, onde a energia dos fótons incidentes é completamente absorvida. fatores como o tipo de metal, o formato das nanopartículas, o tamanho das mesmas e o ambiente onde estão colocadas podem alterar o valor da frequência óptica necessária para que a ressonância ocorra. nesta linha de pesquisa estuda-se a fabricação, a caracterização, a funcionalização e a aplicação das nanopartículas metálicas em sistemas de sensoriamento. estes estudos são realizados em colaboração com o Grupo de Materiais Fotoativos Nanoestruturados (FotoNano), com o Laboratório de Física Médica (IFADT - UERJ) e com o Laboratório de Optoeletrônica (PUC-RIO).
SIMULAÇÕES UTILIZANDO A PLATAFORMA COMSOL MULTIPHYSICS
Utilizando a plataforma COMSOL Multiphysics, é possível realizar uma enorme quantidade de simulações, dos mais diversos problemas que envolvam Física e cálculo diferencial. Através do método de elementos finitos, este software permite que experimentos sejam simulados, mostrando em geometria 1D, 2D ou 3D e em gráficos em uma duas ou três dimensões (incluindo graduação por cores), os resultados esperados. particularmente em relação ao trabalho desenvolvido por esta equipe, efeitos como a estimativa da não-linearidade da fibra após a modificação eletroóptica pela técnica de poling, a ressonância de plasmons de superfície localizada para diversos tipos de metal, com diversos tipos de forma e tamanho, além de colaborações na área de magnetismo que envolvem o uso de fibras ópticas são simulados utilizando o COMSOL. Esta linha de pesquisa é realizada em colaboração com o Laboratório de Optoeletrônica (PUC-RIO).
INVESTIGAÇÃO DAS PROPRIEDADES ÓPTICAS NÃO LINEARES DE MATERIAIS CRISTALINOS
As propriedades ópticas dos materiais quando interagem com ondas eletromagnéticas tem como uma de suas dependências a intensidade desta onda. Esta característica é ainda mais crítica se o material em questão possuir estrutura cristalina. Os cristais, em geral, possuem alta susceptibilidade elétrica de segunda ordem. Alguns cristais, como KDP e NbLiO3 já são bastante utilizados em diversas aplicações por conta disto. Entretanto, além do alto custo, possuem como importante desvantagem as perdas por inserção. Sendo assim, alguns grupos de pesquisa estão dedicados a sintetizar novos materiais cristalinos que sejam mais eficientes e menos custosos para substituir os cristais mais utilizados. Nesta linha de pesquisa, os pesquisadores do LPFO fazem as caracterizações ópticas desses materiais, utilizando técnicas como a Geração de Segundo Harmônico (SHG) e o Z-scan para quantificar a susceptibilidade de segunda ordem e o índice de refração não linear dos novos materiais. Esta pesquisa conta com a colaboração do Laboratório de Optoeletrônica da PUC-Rio e com a Universidade Federal de Goiás.
EQUIPE
COORDENADOR: PROF. DR. ALEXANDRE DE RESENDE CAMARA
PESQUISADORES
COORDENADOR: PROF. DR. ALEXANDRE DE RESENDE CAMARA
Possui Licenciatura em Física pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2007) sob orientação do Prof. Dr. Raul José S.C.M. da Fonseca e Mestrado (2010) e Doutorado (2015) em Física pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro sob orientação da Prof. Dra. Isabel Cristina dos Santos Carvalho e co-orientação da Dra. Paula M. P. Gouvêa. Durante o mestrado, fez estágio na University of Victoria, Canadá, sob supervisão do Dr. Alexandre Guimarães Brolo. Fez Doutorado-Sanduíche na ACREO AB, Estocolmo, Suécia sob orientação do Dr. Walter Margulis. Possui experiência em Fabricação de nanopartículas Metálicas, Biossensoriamento, Poling em fibras ópticas, LSPR, investigação de propriedades ópticas em materiais cerâmicos dopados e uso do software COMSOL MUltiphysics para simulações. Atualmente é Professor Adjunto do Instituto de Física da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) e Membro Permanente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica da UERJ.
ESTUDANTES DE GRADUAÇÃO
LARISSA GÓES
Bacharelado em Engenharia Química.
TÍTULO DO PROJETO: Fabricação de Nanopartículas Metálicas para Sensoriamento de Poluentes Sulfurados e Nitrogenados a Fibra Óptica via Ressonância de Plasmons de Superfície Localizada.
Coorientadora: Profa. Dra. Juliana Fonseca de Lima - IQ/UERJ
PATRÍCIA SANTANA
Bacharelado em Física.
TÍTULO DO PROJETO: Dispositivos Eletroópticos em Fibras Ópticas.
ESTUDANTES DE MESTRADO
NÚBIA PEREIRA (Orientação)
Bacharel em Física.
TÍTULO DO PROJETO: A definir
Coorientador: Prof. Marcos Vinícius Colaço Gonçalves - PPGF/UERJ
ORIENTAÇÕES CONCLUÍDAS
Dissertações de Mestrado
4 - Wanessa Afonso de Andrade. Caracterização e Funcionalização de Sílica Xerogel para Biossensor Plasmônico. 2023. Puc-Rio. PPGF.
3 - João Gabriel Gonçalves Vellozo. "Estudo do espalhamento da luz por nanopartículasd dielétricas através do método dos elementos finitos". PUC-Rio, PPGF, 2022. (Bolsista FAPERJ - Nota 10)
2 - Bernardin Pinquiere. "Simulação de sistema de modulação de fase utilizando fibras ópticas eletroopticamente modificadas". UERJ, PEL, 2020.
1 - Renan Tostes Couto. "Síntese e Caracterização de Nanopartículas de Ouro para Sensoriamento". UERJ, PPGQ, 2018.
Trabalhos de Conclusão de Curso de Graduação
12 - Ruana da Conceição Lima - "Investigação da Viabilidade do Uso de Nanopartículas de Ouro e de Prata para Diagnóstico da Levotiroxina Sódica em Amostras Aquosas". 2023
11 - Paulo Henrique Castro Moreira - " Detecção da Presença de Fertilizantes em Amostras Aquosas via Ressonância de Plasmons de Superfície Localizada". 2023
10 - Luisa Nascimento Ferreira - "Análise da Viabilidade do Uso da Espectroscopia Raman para a Construção de um Sensor para Análise de Fraudes em Leite de Vaca". 2022
9 - Núbia Monteiro Batista Pereira - "Uso da Ressonância de Plasmons de Superfície Localizada para a Detecção da Presença de Soda Cáustica em Leite de Vaca". 2022
8 - Lucas Johnny Monte Tamayo - "Simulador de Ressonância de Plasmons de Superfície Localizado Utilizando Python" - 2021
7 - Jonas Silva de Paiva. "Estudo do Funcionamento de Redes de Bragg em Fibras Ópticas como Sensores de Temperatura e Pressão". 2019.
6 - Wélen André Barboza. "Proposta Alternativa de Ensino da Teoria dos Triângulos para Alunos do Ensino Fundamental Utilizando o Experimento de Formação de Imagens por Lentes Delgadas". 2019.
5 - Stephanie Pereira da Silva Duarte. "Proposta Alternativa de Ensino da Teoria dos Triângulos para Alunos do Ensino Fundamental Utilizando o Experimento de Formação de Imagens por Lentes Delgadas". 2019.
4 - Antonio Henrique Sales Resende Jorge. "Simulação do Efeito da Temperatura em um Interferômetro Mach-Zehnder utilizando o Método de Elementos Finitos". 2018.
3 - Raiza do Nascimento da Silva.. "Metodologia Alternativa de Ensino de Óptica Moderna no Ensino Médio Através do Uso de Personagens de Mangás, Animes e Jogos Eletrônicos". 2018.
2 - Mariana Gisbert Jardim dos Santos. "Protótipo de Sensor a Fibra Óptica para a Detecção de Peróxido de Hidrogênio em Leite de Vaca". 2017.
1 - Aline Parreira Calderon. "Simulação de um Interferômetro a Fibra Óptica utilizando a Plataforma Comsol Multiphysics". 2016.
PUBLICAÇÕES
13 - LÓPEZ, A. ; PEDRO, S.S. ; CAMARA, A.R. ; TAVARES, A.D. ; CARVALHO, I.C.S. ; SOSMAN, L.P. . Crystal parameters, morphology, and optical properties of manganese-doped zinc Titanate. JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY, v. 317, p. 123688, 2023.
12 - COLAÇO, MARCOS V ; CAMARA, ALEXANDRE R ; NOGUEIRA, LIEBERT P ; CARVALHO, ISABEL C S ; MARGULIS, WALTER ; BARROSO, REGINA C . Characterization of the microstructures of specialty optical fibers for electric-field sensing by propagation-based x-ray phase-contrast microtomography. MEASUREMENT SCIENCE and TECHNOLOGY, v. 32, p. 065401, 2021.
11 - GOMES, L. P. V. ; PEDRO, S. S. ; LÓPEZ, A. ; CAMARA, A. R. ; CELLA, N. ; SOSMAN, L. P. . Photoluminescence, Photoacoustic and Structural Characteristics of Polycrystalline Zn2TiO4: Ni2+ Semiconductor. MATERIALS RESEARCH, v. 23, p. 1-12, 2020.
10 - PEREIRA, JOÃO M. B. ; Camara, Alexandre R. ; LAURELL, FREDRIK ; TARASENKO, OLEKSANDR ; MARGULIS, WALTER . Linear electro-optical effect in silica fibers poled with ultraviolet lamp. OPTICS EXPRESS, v. 27, p. 14893, 2019.
9 - CAMARA, ALEXANDRE DE RESENDE; SANTOS, ZEILA VIRGINIA TORRES ; PACHECO, CLARA JOHANNA ; GONÇALVES, MARCOS VINICIUS COLAÇO . Study of Electric charge induction with a three-dimensional model using the finite elements method. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE), v. 41, p. 1-5, 2018.
8 - DA FONSECA, R.J.M. ; SOSMAN, L.P. ; CAMARA, A.R. . Optical properties of Mn3+ ions in Cs2NaAlF6 and Cs2NaGaF6 single crystals. Optical Materials (Amsterdam. Print), v. 64, p. 323-326, 2017.
7 - ETCHEVERRY, SEBASTIÁN ; LEONARDO ARAUJO ; DA COSTA, GREICE K. B. ; PEREIRA, JOAO M. B. ; CAMARA, A. R. ; NACIRI, JAWAD ; RATNA, BANAHALLI R. ; HERNÁNDEZ-ROMANO, IVÁN ; DE MATOS, CHRISTIANO J. S. ; CARVALHO, ISABEL C. S. ; MARGULIS, WALTER ; FONTANA, JAKE . Microsecond switching of plasmonic nanorods in an all-fiber optofluidic component. Optica, v. 4, p. 864-870, 2017.
6 - SOSMAN, L. P. ; LÓPEZ, A. ; CAMARA, A. R. ; PEDRO, S. S. ; Carvalho, I. C. S. ; CELLA, N. . Optical and Structural Properties of Zn2TiO4:Mn2+. Journal of Electronic Materials, v. 1, p. 1-8, 2017.
5 - Camara, Alexandre R.; PEREIRA, JOÃO M. B. ; TARASENKO, OLEKSANDR ; MARGULIS, WALTER ; CARVALHO, ISABEL C. S. . Optical creation and erasure of the linear electrooptical effect in silica fiber. Optics Express, v. 23, p. 18060-18069, 2015.
4 - ALEXANDRE DE RESENDE CAMARA; VIRGINIA TORRES SANTOS ; CLARA JOHANNA PACHECO . Two Dimensional Modeling of a Simple Fiber Optic Refractive Index Sensor using Finite Element Method (FEM). International Journal of Engineering Research and, v. V4, p. 233-236, 2015.
3 - CAMARA, ALEXANDRE; TARASENKO, OLEKSANDR ; MARGULIS, WALTER . Study of thermally poled fibers with a two-dimensional model. Optics Express, v. 22, p. 17700-17715, 2014.
2 - Camara, Alexandre R.; GOUVÊA, PAULA M. P. ; DIAS, ANA CAROLINA M. S. ; BRAGA, ARTHUR M. B. ; DUTRA, ROSA F. ; DE ARAUJO, RENATO E. ; CARVALHO, ISABEL C. S. . Dengue immunoassay with an LSPR fiber optic sensor. Optics Express, v. 21, p. 27023, 2013.
1 - López, Ada ; Silva, Mariana G. da ; Baggio-Saitovitch, Elisa ; Camara, Alexandre R. ; Silveira, Raimundo N. ; Fonseca, Raul José Mauricio da . Luminescence of SrAl2O4:Cr3+. Journal of Materials Science, v. 43, p. 464-468, 2008.
PREMIAÇÕES
4 - Paulo Henrique Castro Moreira - Menção Honrosa na XXXI Semana de Iniciação Científica da UERJ. (2022).
3 - Lucas Johnny Monte Tamayo - Menção Honrosa na XXX Semana de Iniciação Científica da UERJ (2021).
2 - Mariana Gisbert Jardim dos Santos - 1ª Colocação na Apresentação de Trabalho de Iniciação Científica, XX Semana da Física da UERJ (2018).
1 - Mariana Gisbert Jardim dos Santos - Menção Honrosa, XXVII Semana de Iniciação Científica - UERJ (2018).
OPORTUNIDADES
- 2 vagas para IC - voluntária (com possibilidade de bolsa FAPERJ)
- 2 vagas para Projeto de Monografia/Monografia