483.1 IntroduçãoA área da instrumentação e medição, no que diz respeito ao desenvolvimento eaperfeiçoamento de sensores, é uma das que mais têm se desenvolvido nos últimosanos. Com o início do século XXI, a necessidade da integração de sensores de elevadaqualidade nos mais sofisticados sist<strong>em</strong>as de controle e medição torna-se evidente. Emparalelo <strong>com</strong> o desenvolvimento de sensores baseados na microeletrônica, outrossensores <strong>com</strong> o suporte técnico baseado <strong>em</strong> estudos ópticos têm também progredidosignificativamente durante os anos, <strong>em</strong> particular desde o aparecimento das fibras<strong>óptica</strong>s e dos <strong>vidros</strong> <strong>com</strong> aplicações <strong>em</strong> fotônica.Um sensor óptico é um dispositivo capaz de medir determinada quantidade física econvertê-la posteriormente <strong>em</strong> um sinal óptico que será enviado e interpretado por um<strong>com</strong>putador. As principais características que esse tipo de dispositivo possui são: t<strong>em</strong>pode resposta reduzido, alta sensibilidade à medição, utilização a uma ampla distância doobjeto a ser sensoriado, opera a baixos níveis de ruído e sofre pouca influência decondições ambientais desfavoráveis, <strong>com</strong>o, por ex<strong>em</strong>plo, altas t<strong>em</strong>peraturas. Taiscaracterísticas faz<strong>em</strong> <strong>com</strong> que estes sensores exerçam grande vantag<strong>em</strong> <strong>em</strong> relação aossensores elétricos, pois estes últimos tanto possu<strong>em</strong> uma resposta mais lenta à medida<strong>com</strong>o estão sujeitos a sofrer<strong>em</strong> interferência de t<strong>em</strong>peraturas elevadas e de camposelétricos e magnéticos externos ao sist<strong>em</strong>a de medição.Muito esforço t<strong>em</strong>-se feito nos últimos anos para se miniaturizar e integrar ossensores ópticos a dispositivos eletro-ópticos, tais <strong>com</strong>o os microchips. Não apenas adisponibilidade para a tecnologia de imag<strong>em</strong> <strong>em</strong> mega-pixels, <strong>com</strong> também paratelefones móveis, notebooks, câmeras de vigilância e mouses ópticos são ex<strong>em</strong>plos b<strong>em</strong>conhecidos do uso deste tipo de sensor. Outras aplicações de cunho mais restrito, masnão menos importantes, são o sensoriamento óptico r<strong>em</strong>oto, os sensores de fibra <strong>óptica</strong>e os sensores ópticos para monitoramento de vibração, pressão, tensão de stress, chuva,deslocamento e da t<strong>em</strong>peratura [1].Enquanto as técnicas de sensoriamento óptico <strong>em</strong>ergiram do advento dos primeirosdetectores ópticos, isto é, el<strong>em</strong>entos que convert<strong>em</strong> sinais ópticos <strong>em</strong> sinais elétricos, osprimeiros sensores ópticos, por outro lado, foram desenvolvidos pela própria natureza.
49Eles são o produto de milhões e milhões de anos de evolução: os olhos dos organismosbiológicos.Independent<strong>em</strong>ente da forma <strong>com</strong>o um sensor óptico irá atuar e do quão b<strong>em</strong>projetado ela seja, sua constituição será basicamente de:• uma fonte de luz;• um fotodetector, e;• um certo número de el<strong>em</strong>entos ópticos.Na figura 3.1, é mostrado um esqu<strong>em</strong>a o qual exibe o funcionamento de um sensoróptico genérico. A radiação proveniente de uma fonte luminosa passa por alguns<strong>com</strong>ponentes ópticos do sist<strong>em</strong>a até incidir efetivamente no objeto. Este, por sua vez,re<strong>em</strong>ite a luz incidida <strong>com</strong> propriedades diversas da que foi <strong>em</strong>itida originalmente pelafonte. Por fim, a luz <strong>em</strong>itida pelo objeto é captada pelo detector.Figura 3.1 - El<strong>em</strong>entos de um sensor óptico.Geralmente, os sensores ópticos são baseados na mudança da intensidade de um oumais feixes de luz ou mudanças <strong>em</strong> suas fases quando interag<strong>em</strong> <strong>com</strong> sist<strong>em</strong>as físicos.Os sensores de natureza <strong>óptica</strong> são categorizados ou <strong>com</strong>o sensores de intensidade ou<strong>com</strong>o sensores interferométricos. Ver<strong>em</strong>os ex<strong>em</strong>plos relacionados a essas técnicas naseção 3.2. Dentre os principais métodos para se fazer um sensor óptico baseados na
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