PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UM DETETOR FOTOACÚSTICO

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Aluno de Iniciação Científica: Matheus Radaelli (Pesquisa voluntária)

Curso: Física (Bacharelado) (M)

Orientador: Evaldo Ribeiro

Departamento: Física

Setor: Setor de Ciências Exatas

Área de Conhecimento: 10507000


RESUMO

Detetores de luz comumente encontrados são baseados em materiais semicondutores (fotodetedores de Si, Ge, InGaAs, PbS etc.) ou consistem de fotomultiplicadoras com catodos específicos para cada faixa espectral. A característica desses equipamentos é possuir uma resposta espectral que não é constante, e que são específicas para certas faixas espectrais (visível, infravermelho próximo, infravermelho médio etc.). Quando são utilizados em técnicas ópticas como refletância, transmitância ou luminescência, se o intervalo de comprimento de onda for muito grande é importante fazer a correção do espectro medido pela resposta espectral do detetor utilizado. Além disso, as fontes de luz empregadas em algumas destas técnicas (lâmpadas de deutério, xenônio ou halógena) também possuem espectros muito diferentes entre si. Novamente, a normalização das medidas experimentais pela emissão espectral da fonte pode ser importante dependendo da faixa de comprimentos de onda analisada. O presente trabalho visa projetar, construir e caracterizar um detetor fotoacústico, de resposta espectral plana, baseado no efeito de absorção de radiação por corpos negros. Embora o nome fotoacústico possa remeter a um processo físico específico, o detetor em questão utiliza uma câmara selada e um microfone para realizar a medida da intensidade luminosa. Em uma câmara selada, com atmosfera ambiente, são colocados lado a lado um microfone e um alvo de material totalmente absorvedor (corpo negro). A luz a ser medida é direcionada sobre o corpo negro, sendo absorvida e causando uma pequena elevação em sua temperatura. O ar da câmara selada aquece e dilata levemente, causando um aumento de pressão sobre o microfone, gerando um sinal elétrico. Dentro de certos limites (a ser determinado experimentalmente para este protótipo) a relação entre a intensidade luminosa e a variação de pressão da cela é linear. Como o corpo negro em princípio absorve igualmente todos os comprimentos de onda, seu funcionamento é independente da energia do feixe luminoso incidente, sendo conhecido como um detetor de resposta espectral plana, apropriado para calibrações radiométricas simples. Serão apresentados os progressos no desenho, a escolha do material absorvedor, a definição do circuito de polarização do microfone e os testes da câmera selada.

Palavras-chave: Detetores, Resposta Espectral Plana, Efeito Fotoacústico