[pt] Os sistemas que operam em banda larga necessitam de radiadores que atendam eletricamente a banda de frequência utilizada. As antenas com características de independência da frequência, em particular as antenas espirais, têm encontrando cada vez mais utilização nesses sistemas, seja em aplicações comercias ou militares. Esta dissertação tem por objetivo a análise de desempenho de antenas espirais do tipo fenda em cavidades, pela aplicação do método dos momentos. Serão consideradas cavidades com a face oposta à antena constituída por um condutor perfeito ou acoplada a uma estrutura de microondas com matriz de espalhamento conhecida. Essa estrutura de microondas, poderá simular, por exemplo, uma ou mais camadas de material absorvente.Um modelo numérico foi desenvolvido, e a partir dele foi elaborado um programa de computador, para determinar as características de radiação de antenas espirais em cavidade. São apresentados e comparados os resultados obtidos para três configurações de antenas espirais de Arquimedes do tipo fenda: sem cavidade, com cavidade condutora e com um material absorvente colocado sobre a face da cavidade oposta a abertura da antena. / [en] Broad band systems need radiators to operate over the entire frequency band. Frequency independent antennas, in particular spiral antennas, are finding increasing application in such systems, for commercial or military purposes. This dissertation has for objective the analysis of performance of cavity-backed slot spiral antenna, by applying the moment method . For this study it will be taken into account cavities with the face opposing to the antenna consisting of a perfect conductor or connected to a structure of microwaves with known scattering matrix. This microwave structure will be able to simulate, for example, one or more layers of absorbing material. A numerical model was developed, and based on it, it was elaborated a computer program to determine the radiation characteristics of cavity-backed spiral antennas. The results surveyed for three configurations of slot Archimedean spiral antenna are presented and compared: without cavity, with conducting cavity, and with an absorbing material placed on the cavity opposite to the antenna.

[pt] Neste trabalho, desenvolvemos um laser a fibra, monomodo e de cavidades acopladas, cujo meio de ganho é uma Fibra Dopada com Érbio. As duas cavidades, C1 e C2, foram feitas no mesmo pedaço de fibra dopada, com a mesma concentração de Érbio (Er) e mesmo índice de refração. A Fibra Dopada com Érbio usada era também dopada com Germânio (Ge), que aumenta a fotossensitividade da fibra. Portanto, foi possível escrever Redes de Bragg na mesma fibra para serem usadas como os espelhos da cavidade. A configuração do laser consiste em três Redes de Bragg, escritas no mesmo núcleo da fibra, centradas em 1532nm e separadas por 30cm. As reflectividades das Redes de Bragg eram de 95 por cento, 80 por cento e 60 por cento. Com essa configuração simples de cavidades acopladas, conseguimos uma emissão laser estável e monomodo. Será apresentado também um estudo teórico para descrever o sistema. / [en] In this work, we developed a single mode coupled cavity fiber laser, in which the gain medium is an Erbium Doped Fiber. The two cavities, C1 and C2, were made in the same piece of the doped fiber, with the same concentration of Erbium (Er) and the same refraction index. The Erbium Doped Fiber used was codoped with Germanium (Ge), which increases the photosensitivity of the fiber. Therefore, it was possible to write bragg Gratings in the same fiber to be used as the cavity mirrors. The laser configuration consists of three Bragg Gratings, written in the core of the fiber, centered in 1532 nm and separated by 30cm. Ther Bragg Grating reflectivities were 95 per cent, 80 per cent and 60 per cent. With this simple configuration of coupled cavities, a stable, single mode laser emission was achieved. A theoretical study to describe the system will also be presented.

[pt] Devido às propriedades de banda larga e polarização circular, as antenas espirais tornaram-se bastante atrativas para diversos serviços de telecomunicações modernos e móveis. Neste trabalho uma antena espiral tipo fenda apoiada em uma cavidade cilíndrica metálica foi analisada. Por causa de sua geometria complexa, optou-se por um método numérico híbrido, realizado através de uma implementação de elementos mistos do método dos elementos finitos - integral de fronteira. Baseado nesta formulação, um programa computacional foi desenvolvido. Um grande esforço foi realizado a fim de escrever o programa de maneira que o armazenamento e as necessidades computacionais fossem mínimos, boa parte conseguida pela aplicação das condições de contorno na superfície metálica. Com o objetivo de melhor explorar a geometria do problema, definiu-se uma malha de elementos finitos onde a parte que cabia a abertura foi dividida em quadriláteros enquanto que no restante da superfície, elementos triangulares foram utilizados. Repetiu-se então esta malha ao longo da altura da cavidade, de maneira que hexaedros e prismas formaram a malha final. Para cada espécie de elemento, funções de base vetoriais específicas foram aplicadas. A fim de verificar a precisão do algoritmo, o mesmo programa computacional foi utilizado na análise de uma antena tipo fenda retangular, também apoiada em uma cavidade cilíndrica metálica. / [en] Known for the properties of broadband and circular polarization, spiral antennas have become sufficiently attractive for services of modern and mobile telecommunications. In this work a cavity-backed slot spiral antenna was analyzed. Because of its complex geometry, it was chosen a hybrid numerical method, carried through an implementation of mixing elements of the finite elements - boundary integral method. Based in this formulation, a computer program was developed. A great effort was carried out in order to write the program thus the computational storage and necessities were minimum, good part obtained by application of the boundary conditions on the metallic surface. With the goal of better exploring the geometry of the problem, a mesh of finite elements was defined where the part that fit the aperture was divided into quadrilaterals, while that in the rest of the surface, triangular elements were used. By repeating this mesh along the height of the cavity, hexahedrals and prisms formed the final mesh. For each kind of element, specific vector base functions were applied. In order to verify the accuracy of the algorithm, the same computational program was used in the analysis of a cavity-backed slot rectangular antenna.

[pt] Nesta dissertação foram discutidos os resultados obtidos com um interferômetro Fabry-Perot intrínseco (FPI) a fibra óptica, para sensoriamento de deformação longitudinal, temperatura e campo magnético. O FPI foi construído através da emenda de uma fibra capilar entre dois pedaços de fibra padrão de telecomunicação, formando uma cavidade de ar retangular. Esta cavidade, quando atua como um sensor de deformação longitudinal, possui uma sensibilidade nove vezes maior que uma típica rede de Bragg (FBG). Porém, quando atua como sensor de temperatura, a sensibilidade é bem menor que a de uma rede de Bragg, tornando-se bastante útil para diversas aplicações. O sensor de campo magnético foi construído através da colagem da cavidade de ar num material magnetostrictivo, para que este convertesse as mudanças causadas em seu comprimento, devido à aplicação do campo magnético, em deformação longitudinal. Este sensor apresentou uma sensibilidade ao campo magnético quatro vezes maior do que quando o mesmo é construído com uma rede de Bragg. / [en] This thesis discusses the results obtained with an intrinsic Fabry-Perot interferometer (FPI) fiber, for sensing longitudinal strain, temperature and magnetic field. The FPI was constructed by splicing a capillary fiber between two pieces of standard telecommunication fiber, forming a rectangular air cavity. This cavity, when acting as a longitudinal deformation sensor has a sensitivity nine times greater than a typical Bragg grating (FBG). However, when it acts as a temperature sensor, the sensitivity is much smaller than a Bragg grating, making it useful for various applications. The magnetic field sensor was built placing the air cavity on a magnetostrictive material, so that it converted the changes brought in its length due to the application of the magnetic field in longitudinal deformation. The sensor showed a sensitivity to the magnetic field four times higher than when it is built with a Bragg grating.

[pt] O presente trabalho aborda o desenvolvimento de sistemas de detecção de gases na região do infravermelho. Conceitos fundamentais sobre a teoria eletromagnética da luz e como o sinal luminoso pode ser absorvido por gases é apresentado na etapa inicial. Em seguida, são apresentados novos métodos de detecção utilizando fibras ópticas através de simulações eletromagnéticas destas fibras e por observações de medições em laboratório. O software utilizado é o Optiwave. Um sistema de interrogação baseado em um laser em anel é desenvolvido para o comprimento de onda em 2000 nm. São aplicados dispositivos ópticos, fibras padrão, fibras micro estruturadas como elementos constituintes de sistemas de detecção de gases. Adicionalmente, um método de detecção coerente homodina e um subsistema capaz de detectar variações do índice de refração até pelo menos a sexta casa decimal são introduzidos, discutidos e propostos como novas técnicas a serem utilizadas na detecção e medição de gases. O desenvolvimento das técnicas aqui propostas tem ainda por finalidade segurança industrial e ambiental, avaliação de riscos de explosões, e no controle de vazamentos, emissões e poluição atmosférica. / [en] This thesis discusses the development of gas detection systems in the infrared region. Fundamental concepts on the electromagnetic theory of light and how the light signal can be absorbed by gases is shown in the initial stage. Then, the possibility of new optical fiber detection methods is presented using electromagnetic simulations and laboratory observations activities. The software used is the Optiwave. A scanning system based on laser ring is designed for the wavelength of 2000 nm. In this step, the study of Bragg gratings is explored. Other systems using optical devices, Micro structured optical fibers, coherent homodyne systems are presented and realized. Besides, a subsystem able to detect at least 10- 6 variations of the refraction index is introduced and evaluated as a gas detection application. All procedures presented can also be activated in industrial security, environment and atmospheric pollution evaluation, gas leakage, and gas blasts risks.