SUBDIVISÃO DE SENSORES A FIBRA ÓPTICA (EFO-S)

Título
SUBDIVISÃO DE SENSORES A FIBRA ÓPTICA (EFO-S): LINHAS DE PESQUISA
ATUAIS.
Equipe
André César da Silva, Osni Lisbôa, Ricardo Teixeira de Carvalho, Josiel Urbaninho de Arruda,
Germano Woehl Junior, Carmem Lúcia Barbosa, Renato Cunha Rabelo, José Carlos Juliano de
Almeida, Jorge Luís de Siqueira Ferreira, Rogério Moreira Cazo, André Luiz Côrtes, Fernando
Bruno Dovichi, Laurentino Corrêa de Vasconcelos Neto, André Luiz Ribeiro Brennand, Carlos
Fernando Rondina Mateus, Vilson Rosa de Almeida, Marcílio Alberto de Faria Pires, Thais
Fhanchi Cruz, Clelson Flamia Diniz.
Vinculação a projetos
Vinculação ao projeto Miniaturização de Giroscópio a Fibra Óptica (V04090100).
Descrição
A atribuição regimental da EFO-S é a pesquisa e desenvolvimento de sensores a fibra
óptica, dispositivos de óptica integrada, dispositivos e sistemas optoeletrônicos, e os
correspondentes sinais e sistemas (Art. 694, Reg. Int. IEAv). Atualmente, as linhas de pesquisa
existentes na EFO-S, embora não cobrindo todo este espectro, destacam-se: desenvolvimento de
giroscópios a fibra óptica (GFO) miniaturizados para aplicação em mísseis (constituindo um
projeto à parte), desenvolvimento de GFO para aplicação espacial e naval, fontes ópticas de banda
larga para sensores a fibra óptica, grades de difração em fibra ópticas e sensores distribuídos,
técnicas de processamento de sinais para GFO e moduladores eletroópticos integrados em niobato
de lítio. Estas seis linhas de pesquisa atuais estão bem consolidadas, produzindo resultados
expressivos, e a maioria possui recursos financeiros de origem externa (FAPESP, CNPq, etc.).
Como se pode perceber, a atividade da EFO-S é multidisciplinar, requerendo o domínio
de várias áreas do conhecimento, em particular: fibras ópticas, óptica guiada e integrada,
fotolitografia, lasers e demais fontes luminosas, componentes ópticos, sensores, optoeletrônica,
processamento de sinais e eletrônica. A tecnologia de sensores inerciais (giroscópios e
acelerômetros) é estratégica para o setor aeroespacial e para as Forças Armadas, daí o interesse do
Comando da Aeronáutica em manter uma linha de pesquisa nesta área. Também de interesse das
Forças Armadas são as tecnologias de geração e análise de sinais eletromagnéticos, uma atividade
denominada de Guerra Eletrônica, que possui interfaces com óptica difrativa (célula de Bragg).
Assim, por estar recebendo a incumbência de colaborar com este setor, a EFO-S sediará uma nova
linha de pesquisa tecnológica, em perfeitamente afinidade com sua atribuição original.
A EFO-S possui atualmente seis doutores, três dos quais acumulam funções
administrativas (vice-direção do IEAv, chefia da EFO-S e gerência do Projeto Miniaturização do
GFO) e os outros três em atividade técnica integral; três mestres em engenharia realizando
doutoramento no exterior; cinco mestres em atividade técnica integral; três engenheiros, dois dos
quais realizando mestrado no ITA; dois estagiários de engenharia e dois técnicos.
A EFO-S possui quatro laboratórios bem equipados e instrumentados, mas com
necessidade de aperfeiçoamento e adequação a novas demandas. O laboratório de óptica integrada
compreende dois ambientes limpos, um de classe 100.000 e outro de classe 10.000, este contento
duas capelas de fluxo laminar de classe 100. Neste laboratório já estão instalados o sistema de
água deionizada, a alinhadora de máscaras, o “spinner” e o “wire-bonder”. Dentro em breve este
laboratório poderá ser operado para a construção de dispositivos ópticos integrados, em particular
o modulador eletroóptico de fase empregado no GFO. Outros dois laboratórios são utilizados para
a construção de sensores a fibra óptica e dispositivos afins (GFO, grades de difração, fontes de
banda larga, eletrônica de processamento de sinal e caracterização de guias ópticos integrados).
Estes três laboratórios localizam-se no prédio da Fotônica. O quarto laboratório, localizado no
prédio da Informática, destina-se à eletrônica de processamento de sinais, ao desenvolvimento do
GFO miniaturizado e a alguns de seus ensaios pertinentes.
Para atualizar e manter a capacidade técnico-científica dos laboratórios, é necessário a
aquisição de equipamentos, instrumentos e materiais para corrigir deficiências, aprimorar
processos e disponibilizar recursos aos usuários. Para alcançar este objetivo, o aporte de recursos
financeiros necessário é da ordem de US$ 1.500.000, conforme estimativa realizada recentemente,
e não considerando despesas com expansão da área laboratorial. Mas a expansão desta área é uma
necessidade crucial para EFO-S: atualmente, doze trabalhos experimentais são conduzidos
simultaneamente nos dois laboratórios do prédio da Fotônica, causando disputas por espaço e
equipamentos.
Um grande número de processos tecnológicos são dominados epla EFO-S. O de maior
destaque é o de projeto e construção de GFO para aplicações específicas (GFO de alta precisão,
Recursos utilizados
(Humanos, materiais e
instalações/equipamentos)
Recursos adicionais
necessários
Capacitações
adquiridas
Produtos obtidos
mas de baixa compactação; GFO de alta robustez e compactação, mas baixa resolução). Outras
capacitações adquiridas ao longo da evolução EFO-S incluem: mensuração de espectros ópticos,
emendas em fibras ópticas por fusão, polarimetria em circuitos ópticos, construção de grades de
difração em fibras ópticas, projeto e construção de sensores distribuídos e dispositvos ópticos
integrados, automatização de experimentos e aquisição de dados por computador utilizando
LabVIEW™.
Desde 1993, a EFO-S teve uma produção bibliográfica extensa (~140 publicações).
Contribuiu com a formação de recursos humanos em todos os níveis. Estruturou quatro
laboratórios. Consolidou seis linhas principais de pesquisa. Produziu quatro patentes. Construiu
protótipos de GFO para: ensaio em vôo de helicóptero, ensaio em vôo espacial (foguete VS-30),
ensaio naval (prestação de serviço, remunerado, para a Marinha do Brasil), estando em andamento
protótipos para mísseis táticos e para ensaio em vôo espacial de veículos lançadores de satélites.
Outros produtos: fonte óptica de banda larga, grades de difração em fibras ópticas, processamento
de sinal de sensores distribuídos, sistema de aquisição e processamento digital de sinais de GFO,
circuito de processamento de sinais de GFO, e mais de 70 programas de computador para controle
e automatização laboratorial.
Recursos financeiros
aplicados
Fonte
Recursos orçamentários
FAPESP (97/13065-9, 98/02292-7, 98/08745-3, 99/07519-2,
99/10403-6)
CNPq/RHAE (Proj. 610084/99-2, 301047/97-9)
PADCT (Ainda não contratado)
Aporte (R$)
R$ 2.500.000,00
R$ 220.000,00
R$ 79.000,00
(R$ 189.000,00)