Instrumentação Optoeletrónica

Conhecimentos de Base Recomendados

Eletrónica, Ondas e Óptica.

Métodos de Ensino

Apresentação dos temas com recurso a exemplos e aplicações na área da engenharia biomédica. Trabalhos laboratoriais. Resolução em grupo, com orientação, de problemas de engenharia que envolvam a aplicação conjunta de conceitos dos diferentes capítulos do programa e o recurso intensivo a folhas de especificações de equipamentos e componentes. Assistência obrigatória a seminários relativos a temas do programa. Pequeno projeto de instrumentação com apresentação oral. Exame final sem consulta.

Resultados de Aprendizagem

O objetivo da unidade curricular é transmitir os seguintes conhecimentos e competências aos estudantes:

-princípios físicos e caraterísticas técnicas dos lasers e dos detetores de luz disponíveis no mercado.

-propriedades óticas dos diversos tecidos biológicos.

-mecanismos de interação da luz com os tecidos biológicos.

-princípios das fibras óticas e das comunicações óticas.

-fundamentos de técnicas avançadas de imagiologia: tomografia de coerência ótica, microscopia de fluorescência (mono e multifotão).

-interpretar as folhas de especificações produzidas pelos fabricantes de lasers e detetores de luz.

-avaliar a irradiância da imagem de uma cena e calcular a relação sinal-ruído na deteção de uma imagem ou de um sinal ótico.

-calcular a exposição máxima admissível (ocular) e a distância mínima de dano ocular para radiação laser, de acordo com a norma IEC/EN 60825.1.

-especificar óculos de proteção contra radiação laser de acordo com a norma IEC/EN 60825.1.

Estágio(s)

Não

Programa

1-Noções básicas de radiometria e fotometria

2-Detetores de luz e métodos de deteção

3-Lasers

4-Propriedades óticas dos tecidos biológicos

5-Mecanismos de interação da luz com os tecidos biológicos

6-Utilização segura de lasers: Norma IEC/EN 60825.1

7-Fibras óticas e comunicações óticas

8-Técnicas avançadas de imagiologia

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo: 20.0%
Projecto: 30.0%
Exame: 50.0%

Bibliografia

B. E. A. Saleh and M. C. Teich, Fundamentals of Photonics, 3.ª ed., 2 vol.: Wiley, 2019.

T. Vo-Dinh, Ed., Biomedical Photonics Handbook, 2.ª ed., 3 vol.: CRC Press, 2014.

V. V. Tuchin, Ed., Handbook of Optical Biomedical Diagnostics, 2.ª ed., 2 vol.: SPIE Press, 2016.

S. Donati, Photodetectors: Devices, Circuits and Applications, 2.ª ed.: Wiley-IEEE Press, 2021.

D. Durini, Ed., High Performance Silicon Imaging: Fundamentals and Applications of CMOS and CCD Sensors, 2.ª ed.: Woodhead Publishing, 2020.

V. Argueta-Diaz, Optical Sensors: An Introduction with Lab Demonstrations.: IOP Publishing, 2023.

O. Svelto, Principles of Lasers, 5.ª ed.: Springer, 2010.

Boulnois JL. Photophysical processes in recent medical laser developments: a review. Lasers Med Sci 1986, 1:47-66.

IEC 60825-1 Safety of laser products Part 1: Equipment classification. requirements and users guide, IEC, 2014.

Artigos de revistas científicas / Scientific papers.