ISEL - Engenharia Electrónica, Telecomunicações e Computadores
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Browsing ISEL - Engenharia Electrónica, Telecomunicações e Computadores by advisor "Antunes, Paula Maria Garcia Louro"
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- Avaliação do desempenho de fibras óticas de plásticoPublication . Soares, Pedro Miguel Fernandes; Antunes, Paula Maria Garcia Louro; Pinho, Pedro Renato TavaresA fibra ótica de plástico (POF) tem despertado um grande interesse nas comunicações de banda larga em curtas distâncias, devido à sua simplicidade de instalação, grande flexibilidade e custo reduzido. Por estas razões consiste numa boa alternativa ao cabo coaxial, de par entrelaçado ou mesmo à fibra ótica de sílica (GOF) multimodo. As POFs trabalham na região do visível do espectro eletromagnético ao contrário das GOFs que operam no infravermelho. O valor do índice de refração do núcleo de uma POF depende do tipo de material constituinte, em que o mais comum é o polimetilmetacrilato (PMMA) e o polímero de flúor (PF). O perfil do índice de refração do núcleo pode ser índice em degrau (SI) ou índice gradual (GI). Por serem constituídas por materiais poliméricos, a atenuação e dispersão do sinal é muito maior do que nas GOFs, levando a que só possam ser utilizadas em ligações de distâncias inferiores a 1 km. De forma a fazer a análise do desempenho de sistemas de comunicação ótica com POF, foi utilizado o software de simulação VPIphotonics™ com o qual se fez a parametrização dos componentes, nomeadamente a fonte ótica, a fibra e o fotodetetor. A qualidade do sinal foi analisada através de figuras de mérito como o BER, o diagrama de olho, o diagrama da constelação QAM e o EVM. Dos resultados obtidos concluiu-se que a POF Lucina™ é a que apresenta o melhor desempenho para transmissão de dados com elevados débitos binários (até 40 Gbps), devido a ser constituída por PF e ter um perfil do índice de refração do núcleo do tipo GI. Como tal, esta POF foi escolhida para se implementar na simulação de uma arquitetura DVB-c FTTH, juntamente com uma GOF monomodo, onde os sinais QAM transmitidos a partir da central do operador foram recebidos com sucesso na casa do cliente.
- Implementação de WDM com 4 canais no espetro do visívelPublication . Reis, João Pedro Alves; Antunes, Paula Maria Garcia Louro; Vieira, Maria Manuela Almeida CarvalhoO presente relatório apresenta a análise optoelectrónica de uma heteroestrutura semicondutora empilhada de fotodíodos PIN, baseada numa liga de silício amorfo hidrogenado (a-Si:H – Hyrogenated Amorphous Silicon) e siliceto de carbono amorfo hidrogenado (a-SiC:H – Hydrogenated Amorphous Silicon Carbide), cujos fotodíodos foram otimizados para deteção de sinais óticos no domínio do visível. O objetivo desta tese é avaliar as capacidades da heteroestrutura em redes WDM (Wavelength Division Multiplexing), para transmissão de sinais óticos a curta distância, utilizando como meio de transmissão as fibra óticas de plástico (POF – Plastic Optical Fiber). O trabalho aqui apresentado vem na sequência de trabalhos anteriores, em que a mesma estrutura foi analisada segundo determinados critérios, para o mesmo fim. A transmissão é feita através de quatro dispositivos LED (Light Emitting Diode) com as cores: vio leta (400 nm), azul (470 nm), verde (525 nm) e vermelho (626 nm). É utilizada radiação de fundo frontal e posterior, de cor violeta, já que testes recentes concluíram ser a que mais beneficia a eficiência na deteção dos sinais. Faz-se uma sucinta caracter ização optoelectrónica da estrutura semicondutora com o objetivo de aferir a influência da radiação de fundo de cor violeta sobre a transmissão, individual , de cada um dos canais de transmissão. A fotocorrente gerada pelo dispositivo sob a ausência e presença de radiação de fundo foi medida, para quatro sequências binárias diferentes com diferentes frequências de modulação. Para cada canal e para cada frequência de modulação calculou-se os ganhos óticos obtidos pela aplicação da radiação de fundo e a sua influência sob os tempos de subida. Os resultados obtidos permitem verificar que a aplicação de radiação de fundo de cor violeta influência de forma distinta os diferentes canais vermelho, verde, azul e violeta. Para além da dependência com o comprimento de onda do sinal ótico do canal de entrada evidenciou-se também a influência da frequência de modulação . A aplicação de radiação de fundo pelo lado frontal amplifica a fotocorrente dos sinais de cor vermelha e verde e atenua os sinais de cor violeta. Por sua vez, a aplicação de radiação de fundo pelo lado frontal amplifica fortemente a fotocorrente dos sinais de cor violeta e atenua os restantes. Relativamente ao tempo de subida da fotocorrente verifica-se que apenas para baixas frequências de modulação exist e influência do comprimento de onda do canal ou da aplicação de radiação de fundo. Sendo que a influência tende a diminuir com o aumento da frequência de modulação, atingindo valores muito próximos entre os diferentes canais, com ou sem radiação de fundo, na frequência de modulação mais alta. Tendo por base a análise feita aos canais individuais mediu-se a fotocorrente resultante da combinação dos canais dois a dois, três a três e quando todos são utilizados. As medidas de fotocorrente foram realizadas sobre a ausência e presença de radiação de fundo de cor violeta e para as mesmas combinações binárias e frequências de modulação. A influência da radiação de fundo pelo lado frontal e posterior permite, através do ganho produzido, descodificar as combinações binárias dos sinais transmitidos.
- Sensor de glicose polarimétricoPublication . Claro, Óscar Filipe Nunes; Costa, João Pedro Barrigana Ramos da; Antunes, Paula Maria Garcia LouroEsta tese tem como principal objectivo a investigação teórica e experimental do desempenho de um sensor polarimétrico baseado num cristal líquido para medição da concentração de glicose. Recentemente uma série de sensores polarimétricos baseados em cristais líquidos foram propostos na literatura e receberam considerável interesse devido as suas características únicas. De facto, em comparação com outros moduladores electro-ópticos, o cristal líquido funciona com tensões mais baixas, tem baixo consumo de energia e maior ângulo de rotação. Além disso, este tipo de polarímetro pode ter pequenas dimensões que é uma característica interessante para dispositivos portáteis e compactos. Existem por outro lado algumas desvantagens, nomeadamente o facto do desempenho do polarímetro ser fortemente dependente do tipo de cristal líquido e da tensão a ele aplicada o que coloca desafios na escolha dos parâmetros óptimos de operação. Esta tese descreve o desenvolvimento do sensor polarimétrico, incluindo a integração dos componentes de óptica e electrónica, os algoritmos de processamento de sinal e um interface gráfico que facilita a programação de diversos parâmetros de operação e a calibração do sensor. Após a optimização dos parâmetros de operação verificou-se que o dispositivo mede a concentração da glicose em amostras com uma concentração de 8 mg/ml, com uma percentagem de erro inferior a 6% e um desvio padrão de 0,008o. Os resultados foram obtidos para uma amostra com percurso óptico de apenas 1 cm.
- Sistema WDM de 4 canaisPublication . Sousa, Fábio André Rosário; Antunes, Paula Maria Garcia Louro; Vieira, Maria Manuela Almeida CarvalhoO presente relatório apresenta uma análise optoeletrónica de uma heteroestrutura semicondutora empilhada de fotodíodos PIN, baseada numa liga de silício amorfo hidrogenado (a-Si:H – Hydrogenated Amorphous Silicon) e silício de carbeto amorfo hidrogenado (a-SiC:H –Hydrogenated Amorphous Silicon Carbide), cujos fotodíodos foram otimizados para deteção de sinais óticos no domínio do visível. O objetivo desta tese é analisar as capacidades da heteroestrutura nas redes WDM (Wavelength Division Multiplexing), para transmissão de sinais óticos a curta distância, com fibra óticas de plástico (POF – Plastic Optical Fiber) como meio de transmissão. O trabalho desenvolvido surge na sequência de trabalhos anteriormente desenvolvidos, onde foi realizada uma caracterização optoelectrónica da estrutura semicondutora sob diferentes condições de iluminação, variando o comprimento de onda e a radiação de fundo. A transmissão é feita através de quatro dispositivos LED (Light Emitting Diode) com as cores: violeta (400nm), azul (470nm), verde (525nm) e vermelho (626nm). É utilizada radiação de fundo frontal e posterior, de cor violeta, já que testes recentes concluíram ser a que mais beneficia a eficiência na deteção dos sinais. A caracterização optoeletrónica da estrutura semicondutora demonstra a influência da radiação de fundo de cor violeta nos canais de transmissão. A análise aos canais individuais verifica, além da influência da radiação de fundo, os níveis de potência ótica de cada canal. Para cada canal é calculado o ganho ótico obtido através da radiação de fundo pelo lado posterior e frontal. Pelos resultados obtidos é possível verificar que a radiação de fundo pelo lado frontal amplifica a fotocorrente dos canais vermelho e verde e atenua os restantes. Por sua vez, a radiação de fundo pelo lado posterior amplifica os canais violeta e azul e atenua os restantes. No complemento da análise individual é realizada uma análise WDM na qual é possível combinar os canais dois a dois, três a três e na presença de todos os canais. As medidas são realizadas sobre a presença e ausência da radiação de fundo de cor violeta para as quatro sequências binárias distintas e com diferentes níveis de modulação. A influência da radiação defundo pelo lado posterior e frontal e o ganho produzido através dos mesmos, permite descodificar as combinações binárias dos sinais transmitidos.