[pt] Reflectometria óptica de baixa coerência tem se tornado uma importante ferramenta para a caracterização de componentes ópticos e optoeletrônicos integrados, cujas dimensões são micrométricos. Este trabalho inclui os princípios básicos de reflectometria, um estudo aprofundado de reflectometria óptica de baixa coerência, uma revisão das técnicas demonstradas na literatura cientifíca e suas resoluções e, principalmente, uma nova topologia na montagem experimental. Esta nova topologia permite que as mediadas sejam feitas de maneira mais simples e eficaz. A resolução obtida ficou tão boa que permitiu a visualização dos modos de propagação TE E TM na cavidade de um laser semicondutor. / [en] Optical low Coherence Reflectometry has become an important tool for the characterization of optical and integrated optoeletronics components of dimensions on the micrometer scale. This work includes the basic principles of reflectometry, a detailed study of optical low coherence reflectometry, a review of the techniques reported in the literature and a new scheme for the experimental set-up. This new scheme has proved to be simpler and more efficient. In addition the high resolution achieved allowed the visual observation of the TE and TM propagation modes in the semiconductior cavity.

[pt] Este trabalho consiste no estudo de dispositivos eletroluminescentes orgânicos (OLEDs) onde as camadas emissoras de luz são oriundas dos complexos lantanídeos. A estrutura dos OLEDs fabricados é constituida a partir de uma heterojunção de três materiais orgânicos, onde o 1-(3- metilfenil)-1,2,3,4 tetrahidroquinolina-6-carboxialdeido- 1,1 -difenilhidrazona (MTCD) é utilizado como camada transportadora de buracos, o tris(8-hidroxiquinolinolato) de alumínio (III) (Alq3) como camada transportadora de elétrons e como camadas emissoras de luz são utilizados os complexos lantanídeos tipo [TR(TTA)3(TPPO)2], onde TR3+ são o Sm, Eu ou Gd. Foi estudado, também, a possibilidade de utilizar os complexos [Eu(btfa)3bipy] e [Tb(DPM)3] como materiais emissores. As camadas orgânicas foram depositadas termicamente uma após a outra sobre substratos de vidro recobertos por um filme de oxido de estanho e índio (ITO) e no final é depositado um filme de alumínio. A emissão luminosa destes OLEDs contém as transições eletrônicas dos íons de Sm3+ e Eu3+, enquanto que no caso do dispositivo fabricado com o complexo de gadolínio a emissão detectada é devida à eletrofosforescência molecular do ligante TTA. Usando uma mistura dos complexos de Sm e Eu indicada por [SmxEuy(TTA)3(TPPO)2], observamos que é possível controlar a cor da luz emitida através da variação da tensão aplicada ao dispositivo. Na caraterização elétrica encontramos que a curva j-V pode ser descrita pela relação j infinito Vm+1, que corresponde ao modelo de condução elétrica limitada por cargas aprisionadas. Para calcular o gap óptico dos materiais orgânicos foram realizadas medidas de absorção óptica enquanto que utilizando a espectroscopia de fluorescência, foi possível estudar o efeito da irradiação ultravioleta na degradação dos materiais orgânicos utilizados. Com o intuito de melhorar a injeção dos elétrons nos OLEDs, filmes de carbono amorfo (a-C:N e a- SiC:N) foram depositados por pulverização catódica assistida por radiofrequência (rf-sputtering) sobre as camadas orgânicas. A presença do filme de a-C:N incrementa efetivamente a densidade de corrente. Utilizando o modelo de bandas rígidas, é possível demonstrar que isto se deve a uma redução na altura da barreira para a injeção dos elétrons. Como resultado adicional mostramos que os filmes de carbono amorfo apresentam também o fenômeno da eletroluminescência, a temperatura ambiente e para baixos valores da tensão, que os tornam atraentes candidatos para novos dispositivos optoeletrônicos. / [en] In this work, electroluminescent organic devices (OLEDs), where the emitting layers are lanthanide complexes, have been studied. The OLEDs structure was an heterojunction with three organic materials, where the 1-(3-methylphenil)- 1,2,3,4 tetrahydroquinoline-6-carboxyaldehyde-1,1- diphenylhydrazone (MTCD) is used as the hole transporting layer, the tris 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq3) as the electron transporting layer, while the lanthanide complexes [TR(TTA)3(TPPO)2], where TR3+ are Sm, Eu or Gd, were used as the emitting layers. Also, the [Eu(btfa)3bipy] and [Tb(DPM)3] complexes was analyzed for a possible emitting layer employment. The organic layers were successively deposited onto glass substrate coated with indium tin oxide film (ITO) with an Al electrode cap layer. Spectral analysis shown that the emitted light correspond to electronic transitions arising from the of Sm3+ and Eu3+ ions, while for the gadolinium complex it is found that the emission corresponds to the molecular electrophosphorescence of the TTA ligand. Using a [SmxEuy (TTA)3(TPPO)2] blend complex, it was shown that is possible to obtain a voltage-controlled emission color OLED. For the majority of the fabricated devices the electrical characterization shown that the j-V curve can be described by the j infinit Vm+1 relation, that correspond to a trapped- charge-limited (TCL) conduction model. Optical absorption measurement were performed in order to calculate the optical band gap and through the fluorescence spectroscopy the effect of ultraviolet irradiation in the degradation of the organic materials have been also studied. Finally, in order to increase the electron injection in the fabricated devices, amorphous carbon films (a-C:N and a-SiC:N), were deposited by sputtering onto organic layer, just before the Al electrode. It was found that the presence of the a-C:N layer increases the current density. This fact can be explained by using the rigid band model that shows a barrier height reduction for the electron injection when the a-C:N layer is introduced between the Alq3 and the Al. Furthermore, it was also shown that these particular amorphous carbon films present themselves the electroluminescence phenomena at room temperature and with low voltages, which opens new possibilities for their applications in novel optoelectronic devices.

[pt] Este trabalho apresenta alguns estudos experimentais sobre a geração de pulsos óticos curtos com lasers semicondutores e a deteção desses pulsos. Descreve-se inicialmente a geração de pulsos elétricos curtos com geradores a transistor avalanche e chaves fotocondutivas. Foi desenvolvido um modelo de circuito equivalente para lasers multi-modos, que permite simular com precisão a resposta ótica do dispositivo para diferentes condições de alimentação. Foram também desenvolvidos transformadores de impedância de larga banda passante. Linhas de transmissão de diversos tipos e substratos de diferentes constantes dielétricas foram empregados. Comprovou-se experimentalmente a melhoria da resposta ótica do laser a pulsos curtos de corrente com o uso desses transformadores, comparada com os arranjos convencionais. Mostrou-se também experimentalmente que os transformadores aqui desenvolvidos proporcionam um aumento significativo na largura de banda de sistemas de fotodetetores rápidos. São apresentados resultados experimentais de geração de pulsos óticos curtos com lasers semicondutores, usando-se as técnicas de mode-locking e chaveamento de ganho. Finalmente são sugeridas algumas técnicas alternativas para a medição indireta dos pulsos gerados pelo processo de mode-locking, e são mostrados alguns resultados preliminares. / [en] This work presents experimental studies on the generation of short duration optical pulses with semiconductor lasers and the detection of these pulses. The generation of high- speed electrical pulses with avalanche transistors and photoconductive switches is described. An equivalent circuit model for multimode lasers was developed, which permits simulating accurately the optical response of the devide under various bias conditions. Impedance transformers of large bandwidth were also developed. Transmission lines of several types and substrates with various dielectric constants were employed. A significant improvement of the optical response of the laser to short duration current pulses was experimentally observed with the use of the transformers, compared to conventional arrangements. It was also observed a significant increase in the bandwith of high- speed photodiode systems. Results are describe on the generation of short duration optical pulses with semiconductor lasers, using the techniques of mode-locking and gain switching. Finally, alternative high-speed techniques are suggested for the measurement of the pulses generated by mode-locking, and preliminary results are presented.

[pt] Neste trabalho é realizado um estudo sobre os transistores HEMT. A partir da geometria do dispositivo, espessuras e densidades de dopagem das camadas que compõem a heterojunção, são obtidas expressões analíticas para a característica IXV do componente bem como para o circuito equivalente de pequenos sinais na faixa de microondas. Posteriormente, os principais efeitos ópticos que ocorrem nos HETM´s são discutidos. O objetivo é determinar o comportamento do dispositivo quando este é iluminado com energia óptica. Ênfase especial é dada aos efeitos fotocondutivo e fotovoltaico. Finalmente, duas aplicações práticas explorando os mecanismos citados acima são apresentadas: sintonia óptica de um oscilador de microondas operando em 2 Ghz e controle óptico do ganho de um amplificador de microondas. / [en] In this work a study about HETMs transistors is carried out. Given the geometry of the device, thickness and doping densities of the layers that form the heterojunction, analytical expressions for the component´s IXV characteristics as well as for the small-signal microwave equivalent circuit are obtained. Later, the major photoffects that occur in HETM´s are discussed. The goal is to determine the behaviour of the device under optical illumination. Special emphasis is given for the photovoltaic and photoconductive effects. Finally, two pratical applications exploring the mechanisms cited above are presented: optical tuning of a 2 Ghz HETM oscillator and optical control of gain of a microwave HEMT amplifier.

[pt] Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma estrutura automatizada para o monitoramento de fibras ópticas. Esta estrura consite em dois tipos de reflectômetros ópticos por contagem de fótons no domínio do tempo e um filtro de tendências que é utilizado para detectar as falhas em uma fibra óptica de forma automatizada. O primeiro OTDR por contagem de fótons apresenta uma faixa dinâmica de 32 dB com resolução espacial de 6 m, já o segundo OTDR apresenta uma faixa dinâmica de 14 dB e uma resolução de 3 cm. Foi demonstrada a sua capacidade de detectar falhas automaticamente em um enlace óptica e de sintonização no monitoramento de redes passivas WDM. / [en] In this work the development of an automated structure for the monitoring of optical fibers is presented. This structure consists of two types of Photon Counting Optical Time Domain Reflectometers and a trend filter that is used to detect fiber faults in an automated way. The first Photon Counting OTDR has a 32 dB dynamic range with spatial resolution of 6 m, while the second OTDR has a 14 dB dynamic range and a resolution of 3 cm. Its ability to automatically detect faults in an optical fiber link and tunability for monitoring of optical WDM networks has been demonstrated.

[pt] As fibras ópticas são suscetíveis ao estresse mecânico e podem ser danificadas ou quebradas, portanto, a supervisão da camada física é essencial para identificar essas falhas e remediá-las o mais rápido possível. Com o objetivo de agilizar e simplificar o processo de agendamento de unidades de reparo em campo, foi desenvolvido um sistema automatizado de medição de fibras baseado em uma unidade de processamento digital de sinal (DSP) capaz de identificar as posições das falhas de forma autônoma. Combinando esta unidade de DSP com um OTDR de contagem de fótons, é possível criar tal dispositivo. Este trabalho apresenta o desenvolvimento dos blocos de construção para tal dispositivo. / [en] Optical fibers are susceptible to mechanical stress and may be damaged or broken, thus physical layer supervision is essential to identify these failures and remediate them as quickly as possible. In order to hasten and simplify the scheduling process of the in-field repairing units, an automated fiber measurement system based on a digital signal processing (DSP) unit capable of autonomously identifying fault positions was developed. By combining this DSP unit with a Tunable Photon-Counting OTDR, it is possible to create such a device. This work presents the development of the building blocks for such device.