Uma luz monocromática de uma fonte óptica sintonizável é transmitida através do ressonador óptico linear de um laser a gás não bombeado. A transmitância observada, em função da frequência, é mostrada na figura a seguir.

Transmitância de um ressonador laser

Quais são, respectivamente, o comprimento do ressonador (em metros) e o tempo de vida do fóton (em nanossegundos)?

Note e adote:

Assuma que o índice de refração n = 1.

A microscopia de fluorescência é uma técnica amplamente utilizada na biologia e na medicina para a detecção e análise de moléculas específicas em células e tecidos. Sobre os fundamentos da fluorescência e fluoróforos, microscopia de fluorescência convencional e suas aplicações, assinale a alternativa correta.

Em microscopia óptica, a formação da imagem está associada a padrões de difração e à estrutura do disco de Airy. Considere um sistema óptico com uma abertura circular limitada apenas pela difração. Se duas fontes pontuais são separadas por uma distância menor que o critério de Rayleigh, o que acontece com a imagem dessas fontes?

Durante a configuração de um microscópio confocal, qual é o papel do pinhole na qualidade da imagem obtida?

Sobre as diferenças fundamentais entre a Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) e a Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM), assinale a alternativa correta.

A observação de estruturas com dimensões muito menores que o comprimento de onda da luz usando microscópios é difícil devido ao limite de difração de Abbe. Ernst Abbe expressou matematicamente esse limite em 1882, estabelecendo que a menor distância que pode ser resolvida por um microscópio para uma luz de comprimento de onda ???? é de:

onde d é a resolução lateral (XY), ou seja, a distância mínima distinguível da observação de dois pontos, e NA é a abertura numérica da objetiva.

Considere um microscópio confocal operando com um laser de excitação de 488 nm e uma objetiva com abertura numérica de 1,4. Qual das seguintes afirmações está correta sobre a resolução alcançada nesse sistema?

Sobre as configurações e ajustes do microscópio confocal, qual das seguintes afirmações é correta?

Sobre os princípios de absorção e emissão de luz, qual das alternativas a seguir descreve a diferença entre fluorescência e fosforescência?

Sobre as diferenças entre laser multimodo e monomodo, qual das alternativas a seguir descreve uma característica do laser monomodo?

A amplificação de um feixe de laser pode ocorrer de diferentes formas dependendo da configuração do sistema. Considere um laser pulsado com técnica de Q-switching. Qual das alternativas descreve o funcionamento desse processo?

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.

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?

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?

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)?

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?

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?

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:

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?

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?

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?

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?