Laboratórios

Laboratórios de Pesquisa

O diferencial do curso de doutorado do PPGIO é a natureza experimental de grande parte dos projetos desenvolvidos pelo grupo e a infraestrutura de pesquisa existente nos respectivos laboratórios. Os equipamentos foram adquiridos através de editais submetidos a órgãos de fomento (CNPq, CAPES, FINEP) e com recursos próprios do CEFET/RJ. São cinco laboratórios no CEFET/RJ, 1 na área de dispositivos e sistemas ópticos, 2 na área de processamento de sinais e 2 laboratório na área de Instrumentação científica e nanotecnologia e deposição de filmes finos. O Laboratório de Fotônica do IME e o Laboratório de Instrumentação e Medidas do CBPF integram a proposta. Na UFF, são 6 laboratórios integralmente dedicados à pós-graduação e 3 de uso conjunto entre a graduação e a pós-graduação, sendo 1 na área de dispositivos e sistemas ópticos, 1 na área de holografia e instrumentação óptica , 2 na área de Espectroscopia e laser, e 2 na área de deposição de filmes finos e nanotecnologia. Abaixo estão listados os 13 (treze) laboratórios pertencentes aos docentes do programa e parte de nossa infraestrutura atual:



1- Laboratório de Processamento de Sinais e Instrumentação (LAPSI) - CEFET:

O LASPI é um laboratório dedicado à pesquisa e ao desenvolvimento de sistemas e técnicas aplicadas de Instrumentação Inteligente, com ênfase em soluções baseadas em Inteligência Computacional. Atuando em diferentes problemas de natureza multidisciplinar, o LAPSI colabora no desenvolvimento de Sistemas de Apoio à Decisão; na aquisição, Tratamento e Extração de Informações Relevantes de sinais provenientes de variados domínios em tempo real, bem como no desenvolvimento de Sistemas Embarcados de Alto-desempenho, através de sua implementação por algoritmos otimizados em hardware. Destaca-se na produção de sistemas hábeis no reconhecimento de padrões complexos, mesmo em ambientes com restrições severas quanto à caracterização dos dados envolvidos, bem como na Instrumentação e Automatização de Experimentos nas áreas da Medicina, da Física Experimental e no âmbito Militar.

Situado na sala E-205, o LAPSI dispõe de uma área de 90m², que está dividida em 3 baias de docentes, 1 sala de reunião e uma área comum de 60m² dedicada aos seus os alunos e pesquisadores visitantes. Nesta área, alunos de Graduação no desenvolvimento de seus trabalhos de conclusão de curso, Iniciação Científica e Pós-graduação dispõe da Infra-estrutura necessária ao desenvolvimento de suas atividades. O LAPSI possui várias estações de trabalho, impressoras, bancadas de instrumentação com diferentes equipamentos, a saber: Geradores de Função Arbitrária, Osciloscópio com Analisadores Lógicos integrados, Fontes de Alimentação reguladas, multímetro, sistemas de desenvolvimento DSP e FPGA, bem como um cluster constituído por 12 servidores de alto-desempenho e um servidor de arquivos que visa permitir a simulação e a avaliação de algoritmos complexos aplicados a massas extensivas de dados.

2- Laboratório de Fotônica (LAFOT) - CEFET:

O LAFOT é um espaço destinado ao desenvolvimento de projetos de pesquisa na área de fotonica. Os projetos do LAFOT abordam aspectos fundamentais e aplicados em dispositivos e sistemas ópticos. Entre os aspectos fundamentais destaca-se efeitos não lineares em fibras ópticas, como mistura de quatro ondas e espalhamento Raman e propriedades magneto-ópticas de metais nanoestruturados em material semicondutor. Entre os aplicados são estudados sistemas ópticos de alta capacidade e longo alcance, redes de acesso à fibra óptica e sensores á fibra óptica. O LAFOT ocupa uma área de 90m² no bloco E, sala E206 do campus Maracanã do CEFET/RJ. Espaço de uso exclusivo dos docentes, a alunos envolvidos nos projetos de pesquisa. O LAFOT dispõe de recursos de computacionais de alto desempenho e software de simulação de sistemas ópticos. Nos últimos anos, o LAFOT vem investindo em equipamentos para caracterização de dispositivos e sistemas ópticos. Entre estes encontram-se: 1 OSA – JDSU; Equipamentos da Yokogawa: 1 FB200 FBG Sensor Monitor; 1 OTDR; 1 módulo 10G Optical Receiver 1.31/1.55um ; 1 módulo 10 Gbit/s Optical Modulador 1.55um ; 1 White Light Source ; 1 módulo Laser sintonizável; 1 módulo Atenuador variável; Plataforma multi-test. Fonte banda larga da THORLABS, 1 OTDR da JDSU; Maquina de emenda por fusão da FURUKAWA.

3- Laboratorio de Física Experimental e Aplicada (LaFEA) - CEFET:

O LaFEA foi criado no CEFET/RJ em 2006, ocupando uma área de aproximadamente 150m² no bloco D 119, salas A, B e C, e possui 3 linhas de pesquisas distintas. A primeira relacionada a processos de deposição a vácuo para produção dos filmes finos e contamos com uma máquina de deposição Edward HHV-Auto 500, detalhes: (http://www.hhvltd.com/ATS500) onde técnicas de última geração como evaporações por feixe de elétrons, o ion plating e a pulverização catódica (sputtering) por magnetron podem ser aplicadas. A segunda área de pesquisa está relacionada com os processos de fabricação de células solares orgânicas e supercapacitores que estão sendo desenvolvidos, onde desejamos relacionar nossos resultados diretamente à indústria permitindo a integração deles na criação de novos materiais. A terceira área de pesquisa atua com física atômica e molecular, mas tem direcionando suas atividades às áreas aplicadas as engenharias. Toda a instrumentação e eletrônica rápida para estudos na interação de radiação com a matéria em estado gasoso e em forma de gelo (sólido). Temos como fonte de radiação um canhão de elétrons que tem energia ajustável entre 2 eV e 2 keV, um analisador de gases residuais (RGA), possibilitando medidas de dados espectrais provenientes da excitação de elétrons para a camada de valência e interna. Os principais equipamentos são: Osciloscópios Digitais; Fontes de alta tensão Keithley 6485; Pico-amperímetros com resolução de 10fA; Fontes de Alimentação; Geradores de Funções arbitrárias; duas câmara de ultra alto vácuo fabricadas em aço inoxidável (FCA) e toda a sua eletrônica rápida, RGA, cerca de 10 computadores e Impressoras a jato de tinta e laser para os alunos e aquisição de dados, bombas de vácuo primários e bombas turbo moleculares; espectrômetro de massa, dois canhões de elétrons, uma liquefatora de nitrogênio líquido (N₂), com botijão para armazenagem de nitrogênio líquido, Um espectrômetro de infravermelho (FTIR), espectrofotômetro UV- Vis, Microscópio eletrônica, Microscópio de varredura MEV; Galvanostatic Charge-Discharge, Electrochemical Impedance Spectroscopy and X-Ray Diffraction., capela com exaustão, lavadoras ultra-sônicas; Fonte de alimentação de alta tensão, DC Power 0-5 KV (ELWE) e potenciostato STAT 400 com eletrodos. LaFEA atende a alunos de graduação e de pós-graduação de engenharia elétrica, mecânica, automação e materiais. Maiores detalhes em: https://sites.google.com/site/lablafea/

4- Laboratório de Controle e Automação (LACEA) - CEFET:

O laboratório está situado no segundo andar do Bloco E, na sala 207. O laboratório LACEA vem desenvolvendo pesquisa básica e avançada nas áreas de Automação Industrial e de processos, de instrumentação eletrônica aplicada, sistemas robóticos e inteligentes, e de sistemas de controle. Sua infraestrutura atual fornece suporte às atividades acadêmicas do Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica (PPEEL) e em Instrumentação e Óptica Aplicada (PPGIO), e às atividades dos cursos de graduação em e engenharia do CEFET-RJ. Atualmente conta com várias estações de trabalho, impressoras, bancadas de instrumentação com diferentes equipamentos, placas de desenvolvimentos para microcontroladores; Drones para pesquisa; Impressora de Circuito Impresso; Impressora 3D; 3 Estações de Retrabalho; 1 Alicate Amperímetro de Precisão (1 unidade); 1 Fonte de tensão programável Agilent (1 unidade); 1 Osciloscópio Tektronix digital 100MHz 2 canais, entre outros equipamentos. Possui também um ambiente dentro do laboratório com estações de trabalho para alunos. Cada estação possui computadores para pesquisa. Salienta-se que todos esses equipamentos podem ser utilizados no processo de estudo a longo prazo de algumas variáveis envolvidas no processo. Além disso, as estações de trabalho contam com computadores individuais para que os alunos possam realizar suas pesquisas.

5- Laboratório de Compósitos e Adesivos (LADES) – CEFET:

Inaugurado em 2012, o laboratório é destinado ao desenvolvimento de estudos na área de materiais compósitos e adesivos. Realiza estudo sobre novos materiais compósitos e aplicações de materiais já existentes. São estudadas novas matrizes poliméricas e cerâmicas, além de novos materiais de reforço que podem ser ligas, pós-metálicos ou fibras naturais e sintéticas. As pesquisas desenvolvidas incluem aplicações de compósitos como material de construção mecânica nas indústrias automotiva e aeronáutica, assim como o uso desses materiais em reparos na indústria naval e do petróleo. Principais Equipamentos: Máquina de Ensaios Mecânicos de Parafusos INSTRON de 10 kN (garras pneumáticas, células de carga, extensômetros); Espectrômetro de Fluorescência S2 RANGER da BRUKER; Calorímetro Diferencial de Varredura DSC 200 F3 Maia da NETZSCH; Termo-microbalança TG 209 F3 Tarsus da NETZSCH.

6-Laboratório de Fotônica (LabFOT) - IME:

O LabFot está localizado na Seção de Engenharia Elétrica do IME e realiza pesquisas na área de Comunicações Ópticas, com ênfase em dispositivos ópticos, amplificadores, sistemas SCM, sistemas FSO e Sensores Ópticos. Possui uma bancada óptica, uma bancada de eletrônica para confecção de circuitos, 6 bancadas com 12 microcomputadores, 2 laptops e três impressoras. Os principais equipamentos são: 1 Analisador de Espectro Óptico; 2 Máquinas de emenda por fusão; 1 OTDR; 1 Fonte Banda Larga; 4 Geradores de Sinal até 3GHz; 3 Medidores de Potência Óptica de 820 a 1550nm; 5 Osciloscópios Digitais;1 Amplificador Lock-in; 3 Fontes de Alimentação; 5 Multímetros Digitais; Fontes ópticas: vários LEDs em 850nm e 1300nm, diversos lasers em 1310 e 1550nm, lasers de bombeio e Laser de He - Ne em 632.8nm; 3 Painéis de Optoeletrônica SIP; 2 Decapadores de Fibra Óptica F- STR – 203; 2 Clivadores; Componentes ópticos diversos: Acopladores, Isoladores Ópticos, Atenuadores variáveis, circuladores, conectores de fibra nua FC/PC, Adaptadores FC/PC, 1 par de conversor de mídia gigabit-ethernet; Fibras ópticas: vários carretéis de fibra STD totalizando 50km e 15km de fibra compensadora da dispersão.

7- Laboratório de Eletrônica - UFF:

O Laboratório foi criado em 1998 com o intuito de apoiar experimentos e projetos em eletrônica analógica e digital. Ocupa um espaço de aproximadamente 120 m², com 10 bancadas. O laboratório também possui, atualmente, 16 microcomputadores, com acesso à rede, para simulação e projeto. A infraestrutura do laboratório tem sido melhorada constantemente. O Laboratório conta com 10 bancadas com kits de desenvolvimento de experimentos básicos e avançados de eletrônica analógica e digital, osciloscópios, geradores de funções e fontes de tensão e corrente.

8- Laboratório de Processamento de Sinais - UFF:

O Laboratório foi criado em 2003 com o intuito de servir como um espaço de desenvolvimento de projetos de pesquisa na área de processamento de sinais. O Laboratório ocupa uma área de aproximadamente 40m², sendo equipado com computadores e equipamentos destinados ao projeto de circuitos de processamento de sinais. Além de equipamentos como osciloscópios, geradores de sinais e fontes, o laboratório conta com diversos computadores para simulações de processamento de sinais.

9- Laboratório de Comunicações Ópticas (LaCOp) - UFF:

O Laboratório foi criado em 1985 com o objetivo de atender inicialmente as demandas do Curso de Graduação em Engenharia de Telecomunicações e, posteriormente os projetos de pesquisa em Comunicações Ópticas. Ocupa um espaço de aproximadamente 80m² (incluindo mezanino), contendo onze bancadas ópticas, uma bancada de eletrônica para confecção de pequenos circuitos e 4 bancadas com microcomputadores, duas impressoras, diversos laptops para uso no gerenciamento de equipamentos e toda infraestrutura de rede de acesso. O Laboratório possui os seguintes equipamentos: O Laboratório possui os seguintes equipamentos:2 OSA (Optical Spectrum Analyzer);2 máquinas de emenda;1 OTDR;3 power meters; 4 osciloscópios de 250MHz;1 osciloscópio de 500MHz;6 osciloscópios de 100MHz;3 geradores de sinais de 200MHz de formatos programáveis;6 fontes de corrente para diodos laser;6 estabilizadores de temperatura para diodos lasers;2 amplificadores Lock-in; Impressora a jato de tinta e laser; 6 microcomputadores (dois destes são de uso exclusivo para controle dos equipamentos de medida); 1 laser sintonizável na banda C; 3 lasers de bombeio na região de 14XX para amplificação Raman; 4 lasers de bombeio em 980nm (bombeio para érbio); 4 lasers de bombeio em 1480nm (bombeio para érbio), diversas fontes ópticas na região do visível para uso em fibras ópticas plásticas.

10- Laboratório de Holografia & Óptica Aplicada- UFF:

O laboratório desenvolve pesquisas nas áreas: Estudos e aplicações das propriedades ópticas de materiais foto refrativos em holografia dinâmica e Holografia digita assim como Microscopia holográfica digital, onde são gerados e analisados padrões de moiré dinâmicos e com aplicações para medidas de rotações, deslocamentos submicrométricos, medidas de espessura e índice de refração de filmes finos transparentes. Interferometria. Utilizando técnicas de interferometria convencional na chamada perfilometria óptica, determinamos perfil de objetos em escala micrométrica e sub-micrométrica, com aplicações à mecânica, odontologia e ciência forense, holografia digital. O laboratório possui itens de instrumentação óptica como: Mesas holográficas anti-vibratórias; Lasers e detectores; Computadores; Osciloscópios; Amplificadores lock-in digitais; Diversos componentes: lentes, espelhos, lâminas de onda e suportes mecânicos.

11- Laboratórios gerenciados pelo grupo de nanomateriais e aplicações de plasma, localizados no Instituto de Física e ao CAIPE -Centro de Caracterização avançada para a indústria do Petróleo.

11.1 – Laboratório de Preparação de Nanomateriais- UFF:

O Laboratório. Situado no IF-UFF, é constituído por diversos instrumentos para deposição de filmes finos e produção de nano estruturas: Duas câmaras de deposição multipropósito projetadas e construídas localmente, , com instrumentação de controle de vazão e pressão, e fonte de RF (13,56 MHz) de 600 W, para deposição de filmes finos por Plasmas (PECVD) e por RF-sputtering, e produção de nanopartículas de carbono por plasmas empoeirados (dusty plasmas). Uma câmara de ultra-alto vácuo para deposição por laser pulsado, projetada e construída localmente), equipada com laser pulsado de Nd-YAG (apara operação em 1064, 532 e 355 nm), carrossel para 6 alvos, e espectrômetro de massa para análise das plumas de ablação. Montagem para ablação por laser em líquidos, projetada e construída localmente, equipada com laser de Nd-Yag (também 1064, 532 e 355 nm). Equipamento para PLD de tipo MBE (Molecular Beam Epitaxy) equipado com laser de excímero, totalmente instrumentado, permitindo movimentação mecânica da amostra e do substrato, aquecimento controlado da amostra, equipado com equipamento de RHEED (Reflection High Energy Electron Diffraction) para monitoramento de filmes em crescimento. Situado no IF-UFF.

11.2 Laboratório de Microscopia Eletrônica de Alta Resolução – UFF:

O LAMAR situa-se no IFF-UFF, equipado com microscópios eletrônicos de alta resolução, de varredura -MEV (JEOL 7100-F) e transmissão (Jeol 2100F). Ambos com canhões FEG (Field-Emission Gun), e equipados com diferentes técnicas de análise, como EDS (com detetores ultra-rápidos, e possibilidade de varredura em escala nanométrica, no MET)). EELS (somente no MET, com possibilidade de imagem e varredura linear), e ambos equipados com STEM. Ambos estão montados em plataformas isoladas da estrutura do prédio, para evitar vibrações, conseguindo reolução melhor que a de outros equipamentos semelhantes no Rio de Janeiro.

11.3 Laboratório de Caracterização de Materiais (LCM) - UFF

O LCM situa-se no IF-UFF, e conta com microscópio Raman Witec-Alpha 300-R, equipado com Microscopia de Força atômica, um tribômetro (medição de atrito e desgaste) Bruker, e um espectrômetro FTIR portátil AGILENT, Espectrometro de Foto Elétrons de Raios X Thermo Scientific, com câmara de preparação de amostras acoplada, Analisador de tensões por Difração de Raios X, Espectrômetro FTIR por reflexão difusa (DRIFTS) e outros.

12- Laboratório de Espectroscopia e Laser- UFF

O Laboratório de Espectroscopia e Laser conta com uma infraestrutura voltada para estudos de espectros de moléculas diatômicas e poliatômicas. O laboratório tem projetos em colaboração com diversas instituições nacionais e internacionais entre estas: UFRJ, ITA, IEAv nas áreas de Física e Química e, com a faculdade de Odontologia e o Instituto Biomédico da UFF em áreas multidisciplinares. O laboratório está situado no Instituto de Engenharia da UFF.

13- Laboratório de Instrumentação e Medidas (LIM)- CBPF

O LIM está localizado na Coordenação de Física Aplicada do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) e realiza pesquisa no desenvolvimento de novas técnicas de medidas, com ênfase no desenvolvimento de sensores, circuitos de condicionamento de sinal, interface digital, protocolos de comunicação, sistema de controle e automação. Possui uma prototipadora LPKF Protolaser S4 para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos; um magnetômetro SQUID MPMS3 e um PPMS (Physical Property Measurement System) da Quantum Design que permite medidas elétricas e magnéticas, variando a temperatura de 2 a 400 K e aplicando campos de até 7 tesla; além de infraestrutura com geradores de sinais, osciloscópios, fontes, DAQs para caracterização e desenvolvimento de instrumentação eletrônica.

Nos últimos anos houve grande investimento nestes laboratórios através de projetos com diferentes agências de fomento, entre estas: FINEP, FAPERJ, CAPES, RNP, CNPq e CT-Petro totalizando um investimento de, aproximadamente, R$ 1.600.000,00.