Publicação
Efeito de radiação ionizante em sensores em fibra ótica
| Resumo: | As fibras óticas e as redes de Bragg em fibras óticas têm vantagens significativas para muitas aplicações em ambientes com radiação, seja como sensores de temperatura ou dosímetros. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo contribuir para o conhecimento do impacto da radiação em diferentes tipos de fibras óticas e de sensores baseados em Redes de Bragg. Posto isto, investigamos o impacto da radiação sem carga (gama) e radiação de partículas carregadas (protões) na transmissão de três fibras óticas diferentes: fibra de sílica monomodo dopada com Boro e Germânio (PS1250/1500 da FiberCore), fibra de sílica multimodo dopada com Germânio (GIF625-100 da Thorlabs) e fibra polimérica CYTOP (GigaPOF-50SR da Chromis Fiberoptics). A dependência espectral da atenuação induzida pela radiação nas fibras foi investigada na gama espectral do UV, visível e infravermelho próximo (200 nm a 1100 nm). Todas as fibras demonstraram ser sensíveis aos dois tipos de radiação em alguma parte da gama espectral estudada. Também foram estudados os efeitos dos mesmos tipos de radiação em redes de Bragg inscritas nas fibras de sílica mencionadas (monomodo e multimodo). Para a radiação gama foi adicionalmente estudado os efeitos em duas redes de Bragg, operacionais em regiões espectrais diferentes (800 nm e 1550 nm), inscritas numa fibra ótica polimérica microestruturada de PMMA dopada com Benzildimethylketal. No caso da radiação gama, observou-se que todas as redes de Bragg são sensíveis à radiação, sendo as redes de Bragg em fibra polimérica apresentam uma sensibilidade superior. Pelo que no futuro pode ser explorado o potencial destas redes de Bragg para aplicações de dosimetria. No caso da radiação de partículas carregadas, observou-se os efeitos de duas energias diferentes do feixe de protões. Para ambas as redes de Bragg investigadas (em sílica monomodo e multimodo), no caso do feixe de menor energia observou-se um desvio negativo dos comprimentos de onda de Bragg e para a maior energia um desvio positivo. Sugere-se que no primeiro caso os efeitos da radiação são maioritariamente na bainha da fibra e no segundo no núcleo da fibra. Relativamente ao estudo com o feixe de maior energia, destaca-se o potencial destas FBGs para o desenvolvimento de um sensor multiparâmetros de temperatura e radiação. |
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| Autores principais: | Almeida, Maria Gonçalves |
| Assunto: | Sensores Fibra ótica de sílica Fibra ótica polimérica Rede de Bragg Radiação gama Protões |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Aveiro |
| Idioma: | português |
| Origem: | RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro |
| Resumo: | As fibras óticas e as redes de Bragg em fibras óticas têm vantagens significativas para muitas aplicações em ambientes com radiação, seja como sensores de temperatura ou dosímetros. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo contribuir para o conhecimento do impacto da radiação em diferentes tipos de fibras óticas e de sensores baseados em Redes de Bragg. Posto isto, investigamos o impacto da radiação sem carga (gama) e radiação de partículas carregadas (protões) na transmissão de três fibras óticas diferentes: fibra de sílica monomodo dopada com Boro e Germânio (PS1250/1500 da FiberCore), fibra de sílica multimodo dopada com Germânio (GIF625-100 da Thorlabs) e fibra polimérica CYTOP (GigaPOF-50SR da Chromis Fiberoptics). A dependência espectral da atenuação induzida pela radiação nas fibras foi investigada na gama espectral do UV, visível e infravermelho próximo (200 nm a 1100 nm). Todas as fibras demonstraram ser sensíveis aos dois tipos de radiação em alguma parte da gama espectral estudada. Também foram estudados os efeitos dos mesmos tipos de radiação em redes de Bragg inscritas nas fibras de sílica mencionadas (monomodo e multimodo). Para a radiação gama foi adicionalmente estudado os efeitos em duas redes de Bragg, operacionais em regiões espectrais diferentes (800 nm e 1550 nm), inscritas numa fibra ótica polimérica microestruturada de PMMA dopada com Benzildimethylketal. No caso da radiação gama, observou-se que todas as redes de Bragg são sensíveis à radiação, sendo as redes de Bragg em fibra polimérica apresentam uma sensibilidade superior. Pelo que no futuro pode ser explorado o potencial destas redes de Bragg para aplicações de dosimetria. No caso da radiação de partículas carregadas, observou-se os efeitos de duas energias diferentes do feixe de protões. Para ambas as redes de Bragg investigadas (em sílica monomodo e multimodo), no caso do feixe de menor energia observou-se um desvio negativo dos comprimentos de onda de Bragg e para a maior energia um desvio positivo. Sugere-se que no primeiro caso os efeitos da radiação são maioritariamente na bainha da fibra e no segundo no núcleo da fibra. Relativamente ao estudo com o feixe de maior energia, destaca-se o potencial destas FBGs para o desenvolvimento de um sensor multiparâmetros de temperatura e radiação. |
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