Uma objetiva de microscópio utilizada para microscopia de fluorescência confocal tem uma distância focal de 5 mm, um índice de refração do meio imersivo de 1,5 e um ângulo de semiabertura de 53,1º. Essa objetiva foi projetada para operar em imagens de alta resolução e baixo sinal de fundo, otimizando a captação de fótons emitidos por fluoróforos dentro de um plano focal extremamente fino. Qual é a abertura numérica (NA) dessa objetiva?

Note e adote:
cos(53,1°) = 0,6
sen(53,1°) = 0,8

Qual é o princípio de funcionamento de um analisador de espectro óptico que utiliza uma rede de difração para separar os comprimentos de onda de um sinal óptico?

Filtros de densidade neutra (ND - neutral density) absortivos geralmente estão disponíveis em tamanhos diversos, com densidades ópticas variando de 0,1 a 8,0. Cada filtro ND é fabricado a partir de um substrato de vidro que foi selecionado por seu coeficiente de absorção espectralmente plano na região visível. São usualmente utilizados para atenuação de lasers em bancada.

Um laser contínuo de 100 mW passa por um filtro de atenuação de ND = 2,0, seguido de um divisor de feixe 50:50, e é detectado por um fotodiodo. Qual será a potência medida pelo fotodiodo, supondo que ele receba apenas um dos feixes do divisor?

Uma cavidade óptica de um laser de comprimento L = 30 cm é composta por dois espelhos planos--parabólicos. O fator de estabilidade g da cavidade é dado por:

\(g_1g_2 = \left(1 - \dfrac{L}{R_1}\right)\left(1 - \dfrac{L}{R_2}\right)\)

Sabendo que o raio de curvatura do espelho de saída é R₁ = ∞ e do espelho traseiro é R₂= 50 cm, o que é correto afirmar sobre a estabilidade da cavidade?

Um laser de diodo emite luz com comprimento de onda 620 nm. O laser opera com uma potência média de 1,6 mW.

Quantos fótons são emitidos por segundo pelo laser?

Note e Adote:
\(h\cdot c = 1240 \text{ nm} \cdot \text{eV}\\ 1eV = 1,6 \times 10^{-19} \text{ J} \)

O fotodiodo é um dos tipos de sensores mais usados em muitas medições ópticas. Aplicações como espectroscopia de absorção e emissão, medição de cor, turbidez e detecção de gás dependem de fotodiodos para medição óptica precisa. O fotodiodo gera uma corrente proporcional à quantidade de luz que atinge a área ativa. A maioria das aplicações de medição requer um amplificador de transimpedância para converter a corrente do fotodiodo em tensão de saída. A figura a seguir mostra o diagrama esquemático do circuito.

onde I_d é a corrente gerada pelo fotodiodo, R_f é o resistor de realimentação e V_out é a tensão de saída gerada pelo amplificador de transimpedância.

Um laboratório de instrumentação óptica está utilizando um fotodiodo junto a um amplificador de transimpedância (para melhorar a resposta do sensor, como na imagem) para medir a intensidade luminosa de um feixe de laser. Qual é a principal função desse amplificador?

O Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica que permite a criação de dispositivos interativos. É um minicomputador que pode ser programado para realizar diversas funções, como controlar motores e ligar LEDs. No contexto do Arduino, qual das alternativas a seguir descreve a funcionalidade dos pinos digitais de entrada e saída (I/O)?

Sistemas de controle estão presentes em diversas áreas, como na automação industrial, em equipamentos eletrônicos e em processos mecânicos. Eles são utilizados para regular grandezas como temperatura, velocidade e posição em diferentes aplicações. Em um sistema de controle em malha fechada, a realimentação negativa é utilizada com que finalidade?

A resolução de um conversor analógico-digital (ADC) é associada à quantidade de bits que o conversor usa para representar a faixa de valores analógicos. A resolução é determinada pela faixa dinâmica do sinal analógico e pela quantidade de números que representam esse sinal. Quanto maior a resolução, maior a sensibilidade do instrumento. Para calcular a resolução de um conversor A/D, é preciso saber a quantidade de bits e a faixa de tensão.

Exemplo:

• Um conversor de 10 bits transforma o sinal de entrada em amostras com valores entre 0 e 1023.

• Um conversor de 12 bits transforma o sinal de entrada em amostras com valores entre 0 e 4095.

Um ADC de 8 bits recebe uma entrada de 0 a 5 V. Qual é a resolução desse conversor, ou seja, a menor variação de tensão que pode ser representada?

Amplificador operacional (amp-op) é um componente eletrônico que amplifica a diferença entre as tensões aplicadas em suas duas entradas. É um componente fundamental em circuitos analógicos. Um amp-op ideal é um modelo teórico que serve de referência para os componentes reais. Sobre os amplificadores operacionais ideais, assinale a alternativa correta.