Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-02-24Bitstream added on 2014-06-13T18:44:49Z : No. of bitstreams: 1 abreu_kcs_dr_araca.pdf: 1002195 bytes, checksum: fb25f15de26d56c313db375dbd678a4e (MD5) / O objetivo deste trabalho foi avaliar a efetividade do Er:YAG laser na infiltração marginal em cicatrículas e fissuras oclusais. Foram selecionados 50 pré-molares superiores hígidos, recém extraídos, por indicação ortodôntica, divididos aleatoriamente em cinco grupos, de dez dentes, identificados de acordo com as seguintes condições experimentais: GI) utilização do selante de fóssulas e fissuras (compômero) Vitro seal Alpha (DFL); G II) utilização do condicionamento ácido fosfórico a 37% por 20 segundos, seguido da aplicação do selante Vitro seal Alpha; G III) emprego do laser de Er:YAG seguido da aplicação do selante Vitro seal Alpha; G IV) emprego do laser de Er:YAG, seguido do condicionamento com ácido fosfórico e da aplicação do selante Vitro seal Alpha e G V) emprego somente do laser de Er:YAG. Todos os dentes foram submetidos a um tratamento da superfície oclusal, através de profilaxia coronária com jato abrasivo de bicarbonato de sódio. Em seguida, os dentes foram impermeabilizados e submetidos a ciclagem térmica. Após o processo de termociclagem, todos os grupos foram armazenados e submersos em fucsina a 0,5%, a 37oC por 24 horas. Os espécimes foram então incluídos em cilindros de resina poliestrirênica, adaptados à maquina de corte e, para cada espécime cerca de quatro secções foram obtidas. Estas foram analisadas microscopicamente para avaliação qualitativa da penetração do corante. A análise estatística empregando-se o teste de Kruskall-Wallis e Dunns Méthod, demonstrou haver diferença significante entre os grupos testados, com um nível de significância de p< 0,001 para os grupos V x II e V x IV. Os demais grupos apresentaram-se semelhantes. / The objective of this work was to evaluate the effectiveness of the Er:YAG laser in the marginal infiltration in cicatrículas and fissures oclusais. 50 premolar superior hígidos, recently extracted, were selected by indication ortodôntica, divided aleatoriamente in five groups, of ten teeth, identified in agreement with the following experimental conditions: GI) use of the fóssulas selante and fissures (compômero) Vitro seal Alpha (DFL); G II) use of the conditioning acid fosfórico to 37% for 20 seconds, following by the application of the selante Vitro seal Alpha; G III) I use of the laser of Er:YAG following by the application of the selante Vitro seal Alpha; G IV) I use of the laser of Er:YAG, following by the conditioning with acid fosfórico and of the application of the selante Vitro seal Alpha and G V) I only use of the laser of Er:YAG. All the teeth were submitted the a treatment of the surface oclusal, through coronary prophylaxis with abrasive jet of bicarbonate of sodium. Soon afterwards, the teeth were waterproof and submitted the thermal ciclagem. After the termociclagem process, all of the groups were stored and submerged in fucsina to 0,5%, to 37oC for 24 hours. The specimens were included then in cylinders of resin poliestrirênica, adapted to it plans her/it of cut and, for each specimen about four secções were obtained. These were analyzed microscopicamente for qualitative evaluation of the penetration of the color. The statistical analysis being used the test of Kruskall- Wallis and Dunns Méthod, it demonstrated there to be significant difference among the tested groups, with a level of significância of p <0,001 for the groups V x II and V x IV. The other groups came similar.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-12-08T17:00:54Z No. of bitstreams: 1 felixsoaresdelimaneto.pdf: 3304649 bytes, checksum: 1cb4641ba963788c0c4b2143b23a8c5d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-12-22T11:34:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 felixsoaresdelimaneto.pdf: 3304649 bytes, checksum: 1cb4641ba963788c0c4b2143b23a8c5d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-22T11:34:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 felixsoaresdelimaneto.pdf: 3304649 bytes, checksum: 1cb4641ba963788c0c4b2143b23a8c5d (MD5) Previous issue date: 2011-11-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho foram estudados vidros borossilicatos dopados com nanopartículas de enxofre e íons de Er+3 com o objetivo de determinar a difusividade térmica do sistema vítreo (SNABP), através da técnica de Espectroscopia de Lente Térmica. As propriedades espectroscópicas de tais amostras foram investigadas por meio das medidas de absorção _óptica na região espectral de 400 a 2000 nm. A caracterização das propriedades termo- _ópticas foram realizadas por meio da espectroscopia de Lente Térmica de feixe duplo no modo descasado com excitação em 50mW a 3W. Verificou-se que a difusividade térmica diminuiu quando a matriz SNABP foi dopada com nanocristais de PbS e íons Er3+. Com o tratamento térmico, a amostra SNABP Er manteve a menor difusividade praticamente em todos os tempos. Os resultados foram discutidos em termos de transporte de calor por fônons, onde a redução da difusividade térmica observada foi analisada considerando a diminuição do livre caminho médio dos fônons devido aos efeitos de espalhamento. / In this work we studied borosilicate glasses doped with nanoparticles of sulfur and Er3+ ions in order to determine the thermal diffusivity of the glassy system (SNABP), using the thermal lens technique. The spectroscopic properties of these samples were investigated by measuring absorption in the optical spectral region from 400 to 2000nm. The characterization of the thermo-optic properties was performed by thermal lens tecniqueby with excitation at 50mW to 3W. It was found that the thermal difusivity decreased when the SNABP matrix was doped with PbS nanocrystals and Er3+ ions. Thermal treatment of the SNABP samples reduced the thermal difusivity. The results were discussed in terms of heat transport by phonons, where the observed reduction in thermal diffusivity was analyzed considering the decrease in the mean free path of phonons due to the scattering effects.

O presente trabalho apresenta a produção e a investigação das propriedades ópticas de guias de onda vítreos baseados no sistema PbO-GeO2, codopados com íons de érbio de itérbio e contendo nanopartículas metálicas de ouro e prata, para aplicações como dispositivos fotônicos na terceira janela de telecomunicações (1530 nm). Os guias de onda foram obtidos por meio de processos convencionais utilizados em microeletrônica usando a técnica RF Magnetron Sputtering para deposição do material sobre uma estrutura do tipo PEDESTAL. Os primeiros guias produzidos apresentaram irregularidades laterais próximas ao núcleo que contribuíram para o aumento das perdas. Mudanças no processo de fabricação como a diminuição da espessura da máscara de cromo usada para a corrosão do SiO2, etapa adicional para a corrosão e a diminuição da espessura do guia de onda proporcionaram redução das perdas por propagação e aumento do ganho óptico em ~50% estimado em 6,0 dB/cm, em 1530 nm, para um guia de onda de 80 µm de largura. Entretanto, as dificuldades para medir guias com menores larguras levaram-nos a produzir guia de onda PEDESTAL utilizando SiO2 como máscara de corrosão do silício que permitiram redução significativa das irregularidades lateral; neste caso foi possível medir a perda e o ganho em guias com largura de até 1 µm. Acrescenta-se que guias de 6 µm tiveram aumento do ganho em 50% na presença de nanopartículas de ouro, atingindo 7,5 dB/cm para potência de bombeamento de 60 mW, portanto inferior à utilizada para o caso do guia sem nanopartículas de ouro, cuja saturação do ganho ocorreu em 100 mW. Guias com nanopartículas de prata foram também produzidos, obtendo-se ganho máximo de 4,0 dB/cm para um guia de 80 µm. Os resultados obtidos nos guias de onda PbO-GeO2 codopados com Er3+ e Yb3+ são promissores e mostram possibilidade de aplicação dos guias de onda como amplificadores ópticos na terceira janela de telecomunicações. / This work presents the production and investigation of optical properties of erbium and ytterbium ions codoped PbO-GeO2 waveguides, containing metallic nanoparticles (NPs), for applications as photonic devices in the third window Telecommunications (1530 nm). The waveguides were obtained by microelectronics conventional processes and by RF Magnetron Sputtering technique using a pedestal type structure. The first pedestal waveguides presented irregulaties, in the lateral region, that contributed to the propagations losses enhancement. Changes in the fabrication process, as the decrease of the chromium used for SiO2 corrosion, additional step for the etching and decrease of the waveguide thickness provided reduction of the propagation losses and enhancement of the optical gain of about 50%; so we obtained 6.0 dB/ cm, at 1530 nm, for 80 µm waveguide width. The difficulty to measure waveguides with smaller width lead us to develop PEDESTAL waveguides using SiO2 as silicon mask for corrosion enabled the decrease of the roughness nearby the core. In this case it was possible to measure propagation losses and gain for waveguides width of 1 µm. It was obtained enhancement of 50 % for the waveguides with 6 µm width in the presence of gold NPs and the result was 7.5 dB/cm at 60 mW pumping power; for the case of the waveguide without gold NPs gain saturation occurred at 100 mW. Waveguides with silver NPs were also produced and the maximum gain was of 4.0 dB/cm for 80 µm. These results show the possibility of using Er3+and Yb3+ codoped PbO-GeO2 pedestal type waveguides as optical amplifiers in the third telecommunications window.

Orientador: Leandro Russovski Tessler / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin. / Made available in DSpace on 2018-08-12T12:50:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mustafa_Danilo_D.pdf: 6205276 bytes, checksum: 59c05edb31d8e98587b99bb8946e265f (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: No presente trabalho apresentamos um estudo da luminescência de érbio em nanocristais de silício (nc-Si) e nanofios de óxido de zinco (nw-ZnO). Os nanocristais de silício com érbio são obtidos através do tratamento térmico de filmes finos amorfos de sub-óxidos de silício (SiOx) preparados por rf-sputtering, variando a concentração de Oxigênio e érbio durante o crescimento. O érbio é adicionado aos filmes cobrindo parcialmente a superfície do alvo de silício com pequenos cacos de érbio metálico. Medidas de espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de alta resolução (HRTEM) fornecem o tamanho e densidade de nanocristais em cada amostra. Medidas de fotoluminescência (PL) dos nanocristais na temperatura ambiente mostram que o tamanho dos nanocristais varia com a concentração de oxigênio e temperatura de tratamento térmico. A dependência da PL dos nanocristais com a temperatura pode ser entendida considerando a competição entre processos radiativos e não-radiativos. Em amostras com érbio a taxa de recombinação não-radiativa é maior que nas amostras sem érbio. O estudo da PL dos nanocristais e dos íons Er3+ mostra que o Er3+ funciona como um centro de recombinação não-radiativa para a energia proveniente da recombinação de portadores nos nanocristais. Neste caso, parte da energia gerada nos nanocristais é transferida para os íons Er3+ ao invés de ser emitida na forma de fótons. Também é possível observar que a intensidade da PL do Er3+ depende da intensidade da PL dos nanocristais e é maior em amostras contendo nanocristais de ~3nm (que emitem em ~1,5eV), indicando que a transferência é ressonante (com a excitação 4I15/2 ---> 4I9/2 do Er3+ que corresponde a uma energia de 1,5eV). Os nanofios de ZnO com érbio são preparados por deposição vapor-liquid-solid (VLS) e por electrospinning. Em amostras preparadas por VLS, o érbio é depositado sobre os nanofios após sua preparação. No electrospinning um composto organometálico de érbio é adicionado ao polímero precursor. É observada luminescência de érbio quando as amostras são excitadas com um comprimento de onda ressonante com algum nível mais energético do Er3+. Nanocristais de E2O3 são observados por HRTEM na superfície dos nanofios preparados por VLS. Medidas de EXAFS revelam que a vizinhança do Er nessas amostras é idêntica à do óxido Er2O3, indicando que não ocorreu dopagem substitucional do ZnO. / Abstract: We present a study of erbium luminescence in silicon nanocrystals (nc-Si) and zinc oxide nanowires (nw-ZnO). Silicon nanocrystals are produced by annealing of amorphous sub-oxide thin films (SiOx) prepared by rf-sputtering varying the oxygen and erbium concentration during growth. Erbium is added by partially covering the silicon target surface with small pieces of metallic erbium. Raman spectroscopy and HRTEM measurements reveal the size and density of nanocrystals in each sample. Photoluminescence (PL) measurements at room temperature show that the nanocrystal size changes with oxygen concentration and annealing temperature. The PL dependence on the temperature can be understood considering a competition between radiative and non-radiative processes. In samples with erbium the non-radiative recombination rate is higher than in samples without erbium. The study of the nanocrystal and Er3+ PL show that Er3+ behaves as non-radiative recombination centers for excited carriers in the nanocrystals. Part of the energy from the nanocrystals is transferred to Er3+ instead of being emitted as light. The Er3+ PL intensity depends on the nanocrystal PL intensity and is higher in samples containing nanocrystals ~3nm (which emit at ~1.5eV), indicating that the energy transfer is resonant (with the 4I15/2 -----> 4I9/2 Er3+excitation at ~1.5eV) ZnO nanowires were prepared by vapor-liquid-solid (VLS) deposition and by electrospinning. In the VLS method erbium is deposited on the nanowires after growth. In the electrospinning method a metallorganic compound is added to the polymer precursor. Erbium PL is observed when the samples are excited by one of the Er3+ higher transitions. Er2O3 nano-crystals are observed by HRTEM on the surface of the nanowires prepared by VLS. EXAFS measurements in these samples show that the Erneighborhood is identical to that of E2O<>3 indicating that there was no substitutional / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Diante dos avanços científicos da odontologia visando o selamento perfeito das cavidades com adesão, desenvolvimento de materiais, técnicas e maior compreensão das características do substrato dental, a tecnologia a laser de Er:YAG (2,94 mm) apresenta-se como recurso eficiente para o tratamento superficial da dentina, isoladamente ou em associação ao condicionamento ácido, em baixa densidade de energia. Para obtenção de uma zona microrretentiva (camada híbrida, tags e microtags) mais uniforme e evitarem-se aspectos críticos de adesão como o colapso da trama protéica, sua remoção pela desproteinização com hipoclorito de sódio (NaOCl) tem sido proposta. O presente estudo teve por objetivo pesquisar a interação de diferentes tratamentos superficiais em dentina bovina (condicionamento ácido convencional, laser de Er:YAG e desproteinização), avaliar a resistência adesiva à tração utilizando-se um sistema adesivo à base de acetona, e analisar as superfícies dentinárias submetidas a estes diferentes tratamentos em microscopia eletrônica de varredura (MEV). Verificou-se que o laser de Er:YAG em baixa densidade de energia (19,29 J / cm2, a 60 mJ e 2 Hz) pôde influenciar positivamente na resistência adesiva da dentina, comparando-se ao condicionamento ácido convencional. A associação laser e ácido no tratamento de superfície dentinária aumentou a resistência adesiva independente de ter-se realizado ou não a desproteinização. A observação em MEV das superfícies dentinárias tratadas com o laser de Er:YAG seguido da desproteinização com NaOCl revelou aspecto morfológico microrretentivo, embora o comportamento adesivo tenha produzido baixos valores de resistência à tração. / Under scientific improvements in dentistry towards the perfect cavity sealing and adhesion, the development of materials, techniques and the better understanding of dental substrate features, the Er:YAG laser (2,94 mm) technology plays a role as an efficient tool in dentin surface treatment, performed in low energy density, whether isolated or in association with acid etching. In order to obtain a more uniform mircro-retentive zone (hybrid layer, tags and microtags) and to avoid the critical aspects on adhesion such as the collagenous demineralized zone collapse, it has been proposed the removal of this collagenous zone with the sodium hypochlorite (NaOCl) protein depletion technique. The aim of the present study was to evaluate the interaction of these surface treatments in bovine dentin (conventional acid etching. Er:YAG laser and protein depletion), to measure the tensile bond strength of the treated dentin surfaces, by using an acetone-based adhesive system and to observe the dentin surfaces under scanning electron microscopy analysis (SEM). The results showed that Er:YAG laser performed in low energy density (19,29 J / cm2, at 60 mJ and 2 Hz) could positively influence in dentin tensile strength, as good as conventional acid etching. The laser / acid association in dentin treatment increased tensile bond strength whether had it been performed the NaOCl protein depletion or not. SEM observation of Er:YAG dentin treated surfaces followed by NaOCl had shown a morphologic micro-retentive pattern; however, its tensile bond strength values came out to be low.

Orientador: Hugo Luis Fragnito / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:49:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArellanoEspinoza_WalterAmerico_D.pdf: 2222894 bytes, checksum: a714b4a44d2cd73602d4346be5b14675 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Nesta tese apresentamos duas técnicas novas para o estudo de componentes ópticos, uma para a medida da dependência da transmitância (perda ou ganho) com a polarização (PDT, Polarization Dependent Transmittance) em componentes ópticos passivos e ativos, e a outra para medidas de formação de buracos espectrais (SHB, Spectral Hole Burning) em amplificadores a fibra dopada com Érbio (EDFA, Erbium Doped Fiber Amplifier). Com a técnica de PDT, realizamos estudos de ganho dependente com a polarização (PDG, Polarization Dependent Gain) para EDFAs montados em laboratório e comerciais assim como perdas dependentes com a polarização (PDL, Polarization Dependent Loss) em componentes passivos. Comparamos as características da nossa técnica com três técnicas tradicionais, sendo que nossa montagem experimental se mostra mais versátil e é a única que apresenta resposta transiente. Apresentamos nesta tese as respostas transientes de um EDFA (componente ativo) e de um acoplador (componente passivo) além de como calcular destes o PDG e a PDL. Apresentamos também outra técnica para caracterização de EDFAs que permite o estudo de formação de buracos espectrais (SHB) e que é baseada na diferença de dois espectros de emissão espontânea amplificada (ASE, Amplified Spontaneous Emission). Mostramos que nossa técnica apresenta resultados similares com uma outra técnica tradicional conhecida como diferença de ganho, sendo a nossa mais versátil e rápida para apresentar resultados / Abstract: We present two novel techniques for optical devices: the first one is for Polarization Dependent Transmission (PDT) measurements in passive or active optical components. The second is a new method for the detection of Spectral Hole Burning (SHB). Both techniques are demonstrated in Erbium Doped Fibers Amplifiers (EDFAs). Using or PDT technique we studied the polarization dependent gain (PDG) in home-made and commercial EDFAs. Compared with other conventional techniques, our method is simpler, versatile, and unique in presenting transient PDG responses. From the transient PDG response of the EDFA we obtain the necessary parameters for PDG characterization. The second technique for EDFAs characterization developed in this thesis allows for studies of spectral hole burning (SHB) and is based on Amplified Spectrum Emissions (ASE). Our technique, compared with other conventional techniques, is extremely simpler and faster, and gives highly reproducible, consistent results / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T09:09:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gusken_Edmilton_D.pdf: 6952554 bytes, checksum: 8821d17728533a1b9ab6e2f57e4b4f51 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A emissão do érbio na região de comprimentos de onda usada em comunicações ópticas tem despertado grande interesse tecnológico, especialmente quando este é incorporado à matriz de sílica. Entretanto, a dificuldade maior está na sua inserção em concentrações elevadas e de forma homogênea, e mesmo na atualidade, o mecanismo de dopagem da sílica com érbio ainda não é totalmente conhecido. Nesta pesquisa, foi desenvolvido um esforço concentrado no trabalho de entender e controlar a nanoporosidade da sílica através de diversos parâmetros de fabricação usando a técnica de deposição axial fase vapor, e também por tratamento térmico posterior à deposição. Duas metodologias de dopagem do érbio foram utilizadas: (i) imersão da preforma de sílica nanoestruturada em solução de c1oretode érbio em etanol; e (ii) deposição simultânea da solução de érbio aspergido com nanopartículas de sílica sintetizados em chama de Hz/Oz. A utilização da primeira metodologia de dopagem, juntamente com os resultados de estudo de caracterização, tiveram como principal mérito o entendimento do mecanismo de incorporação do érbio em nível nanoestrutural. A segunda metodologia demonstrou a alta eficiência e economia do método com a incorporação de alguns milhares de ppm's atômico de érbio com a correspondente resposta fotoluminescente / Abstract: A special property of erbium to emit light in the wavelength used for optical communications has aroused great technological interest, particularly for erbium doped fiber and devices. However, the key point of this technology is to get high concentration and homogeneouserbium doping into silica structure. Even now, the doping mechanism of erbium in silica glass is still not well known. A research work to study and to control the nanoporosity in silica glass has presently been developed by using various processing parameters of vapor phase axial deposition technique. Post-deposition heat treatment to control the distribution of nanoporosity has also been applied. Two methods to dope erbium have been developed: (i) immersion of nanostructured silica preform into a solution of erbium chloride and ethanol, and (ii) simultaneousdeposition of silica nanopartic1es and vaporized erbium chloride in Hz/Oz flame. The merit of the first doping methodology was to understand the doping mechanism in nanostructurallevel. And the result of the second technique demonstrated a new procedure to obtain highIy efficient and low cost erbium doped silica preform containing a concentration of few thousands atomic ppm with corresponding photoluminescence response / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

O presente trabalho tem como objetivo estudar a produção e caracterização de filmes finos do tipo GeO2-PbO (GP) produzidos por sputtering-RF com e sem nanopartículas (INPS) metálicas e codopados com íons de Er³+/Yb³+ para a produção de amplificadores ópticos. A incorporação dos íons de terras-raras (TR) foi verificada a partir dos espectros de emissão. Estudos relacionados ao tempo de decaimento radiativo do Er³+ também foram conduzidos. A susceptibilidade óptica não-linear de terceira ordem é reportada em 532 e 800nm. Os valores de índice de refração e absorção não-linear na presença de NPs metálicas é mais do que uma ordem de grandeza superior aos mesmos filmes sem as NPs metálicas. A produção de guias de onda do tipo rib e do tipo pedestal baseados nos filmes GP foi realizada a partir de litografia óptica seguida por processo de corrosão por plasma. A influência dos parâmetros dos processos usados em função das características dos guias também é reportada. Os guias ópticos foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica (AFM) e por medidas de perdas de propagação e ganho óptico. As perdas por propagação mínimas observadas foram de ~1,0dB/cm nos guias rib e de ~1,5dB/cm para os guias pedestal em 1050 nm. O ganho óptico nos guias de onda amplificadores codopados com Er³+/Yb³+ também foram obtidos. Ganhos de até 3,0dB/cm em 1530nm, sob bombeamento em 980nm foi obtido para os guias rib e de 4,0dB/cm para os guias tipo pedestal. A influência de um filme nanoestruturado de ouro depositado sobre os guias de onda foi avaliada. Aumentos na luminescência dos íons de Er³+, sob bombeamento em 980nm, de 260% na região do visível e de ~30% na região do infravermelho foram observados. O ganho óptico apresentado pelos guias rib também sofreu um aumento máximo de ~100% na presença de NPs metálicas. Guias de onda fabricados a partir da escrita por laser de femtosegundos também são estudadas em um vidro de GeO2-PbO-Ga2O3 dopadas com Er2O3. A mudança permanente do índice de refração foi obtida após o processo de escrita e guias de onda foram obtidas sob diferentes energias de pulso do laser e velocidades de varredura. O valor mínimo de perda por propagação foi de 4,8dB/cm em 1535nm. O valor de ganho óptico máximo apresentado foi de 2,7 dB/cm em 1535nm. Os resultados apresentados demonstram que guias de onda baseadas em germanatos, com ou sem NPs metálicas, são promissoras para aplicações em dispositivos fotônicos. / This work aims to study the production and characterization of GeO2-PbO (GP) thin films produced by RF-sputtering with and without metallic nanoparticles (NPs) and codoped with Er³+/Yb³+ ions for the production of optical amplifiers. The incorporation of the rare-earth ions was verified from the emission spectra. Studies related to the Er³+ radiative decay time were also performed. The third order optical nonlinear susceptibility at 532 and 800nm is reported. The nonlinear refractive index and absorption values in the presence of metallic NPs is more than one order of magnitude higher than in the films without metallic NPs. Rib and pedestal waveguides were obtained from GP thin films with optical lithography followed by reactive ion etching process. The influence of the process parameters on the waveguides characteristics is also reported. Waveguides were characterized with Scanning Electron Microscope, Atomic Force Microscope and by propagation loss and optical gain measurements. Minimum observed losses were ~1.0dB/cm for rib waveguides and ~1.5dB/cm for pedestal waveguides. Optical gain in the codoped Er³+/Yb³+ waveguide amplifiers was also obtained. The maximum optical gain in 1530nm, under 980nm pumping was 3.0dB/cm for rib waveguides and 4.0dB/cm for pedestal waveguides. The influence of a nanostructured gold thin film deposited over the waveguides was evaluated. Er³+ ions luminescence enhancement of 260% in the visible region and ~30% in the infrared region was observed, under 980 nm pumping. Optical gain was also ~100% higher in rib waveguides in the presence of gold thin film. Waveguides fabricated from direct fs laser writing are also studied, in an Er2O3 doped GeO2-PbO-Ga2O3 glass. Permanent refractive index change was obtained and waveguides were formed under different laser pulse energies and scan velocities. The minimum value of propagation loss was 4.8dB/cm at 1535nm. The sample showed a maximum optical amplification of 2.7dB/cm at 1535nm. The present results demonstrate that germanate waveguides, with or without metallic NPs are promising for applications in photonic devices.

O confinamento da luz em escala nanométrica, em especial para estruturas metálicas, é conferido graças à ação coletiva dos elétrons livres desses materiais que ao entrarem em ressonância com a frequência da radiação incidente geram campos intensos o suficiente para permitir que uma parcela da luz atravesse as cavidades que formam as estruturas, desafiando os limites clássicos da óptica impostos pela teoria escalar da difração. Designa-se a tal ação coletiva dos elétrons na literatura como plasmons polaritons de superfície, ou SPP da sigla em inglês para Surface Plasmon Polariton, conceito há muito estudado em Física do Estado Sólido. Porém, somente a algumas décadas com o domínio sobre a fabricação de estruturas em escala nanométrica, tornou-se possível a análise experimental e a contribuição de SPP na observação de fenômenos em nano-óptica. A ressonância de plasmons em nanoestruturas confere considerável sensibilidade ao índice de refração dos meios próximos a elas, o que abre mais um canal para estudos no campo da interação entre radiação-matéria. Dentre eles há interação de plasmons com íons de terras-raras (ITR). Estes últimos por apresentarem bandas de absorção estreitas e bem definidas, são excelentes opções como elementos na análise da interação destes com os SPPs gerados nas nanoestruturas. Uma maneira de estabelecer o contato direto entre o campo plasmônico e os ITRs é incorpora-los ao substrato no qual o filme metálico onde as nanoestruturas são fabricadas é depositado. Vidros óxidos à base de Telúrio e Germânio reúnem condições favoráveis para esse propósito, por terem alta solubilidade às terras-raras, janela de transparência relativamente larga (0,4 - 5&mu;m) podendo ser analisados desde o visível até o infravermelho e baixa energia de fônon. O presente trabalho consistiu no esforço de criar uma plataforma para estudo direto de interações SPP com o ITR a partir da nano fabricação via técnica de feixe de íons e medir a luz emitida por processo de conversão ascendente do Érbio diretamente pela nanoestrutura devido ao decaimento do íon em SPP e na consequente remissão através da transmissão óptica extraordinária (TOE). A partir de tais medidas há fortes evidências de que a radiação emitida pelo Érbio apresenta a mesma polarização do campo plasmônico originado nas nanoestruturas. / The confinement of light at the nanoscale, especially for metallic structures is achieved due the collective action of free electrons from the material that resonate with the frequency of the incident radiation, generating enhanced fields enough to allow a portion of the light to cross the cavities that form such structures, challenging the classical limits of optics imposed by the scalar diffraction theory. Such collective action of the electrons is known in the literature as surface plasmon polariton (SPP), a concept which has already been studied in Solid State Physics, but only a few decades ago, with the development of fabrication of nanoscale structures has enabled the experimental analysis and the contribution due SPP on the observation of nanoptics phenomena. The plasmon resonance from nanostructures offers considerable sensitivity to the refractive index from the media that surround them, which opens another topic in matter-radiation interaction. There are interactions of plasmons with rare earth ions (REI). The latter class of emitters, presents narrow and well-defined absorption bands, which make them excellent options as probes to the analysis of interaction with the SPPs generated in the nanostructures. To establish direct contact between the plasmonic field and the REIs consists in embedding them into the substrate for the metallic thin film where the structures are assembled. Tellurium and Germanium oxide based glasses gather the conditions for this purpose, because they present high solubility to rare earths, a relatively wide transparency window (0.4 - 5 &mu;m), which enables spectral analysis from visible to infrared, and low phonon energy. The present work consisted in the effort to create a direct platform to study the SPP interactions with the REI from the milling of the samples by ion beam technique; to measure the light emitted from the Erbium\'s upconversion process directly through the nanostructure due the ion decay to SPP and in the consequent remission by extraordinary optical transmission (EOT). From such measurements there are strong evidences that the radiation emitted by Erbium ions presents the same polarization from the plasmonic field originated in nanostructures.

Neste trabalho são apresentados estudos de produção e caracterização de amostras vítreas de TeO2-PbO-GeO2 dopadas com íons de érbio, túlio e itérbio preparadas com diferentes nanopartículas metálicas para aplicações em dispositivos como displays coloridos. Este sistema vítreo apresenta uma larga janela de transmissão no visível e no infravermelho (350 6500 nm), alta solubilidade para os íons de terras raras, baixa energia de fônon (em torno de 700 cm-1) e considerável estabilidade química, mecânica e térmica, que são fatores indispensáveis para produção de displays ou dispositivos utilizados para iluminação. Este trabalho pode ser dividido em três partes, sendo iniciado com o estudo da fotoluminescência de vidros de telureto com dopante érbio, seguido do estudo da codopagem com érbio e itérbio. Na segunda parte é estudada a interferência das nanopartículas metálicas na luminescência das amostras codopadas com érbio e itérbio e, finalmente, na terceira parte, são estudadas amostras tridopadas com érbio, túlio e itérbio com e sem nanopartículas metálicas. Através das medidas de absorção óptica e medidas de emissão, foi observada a incorporação dos íons de terras raras na forma trivalente e por meio das medidas de microscopia eletrônica de transmissão de elétrons foi analisada a nucleação das nanopartículas metálicas. Dentre as amostras codopadas, produzidas com diferentes nanopartículas metálicas, destaca-se a amostra com nucleação de prata para a qual foi observado aumento da luminescência de conversão ascendente do érbio de aproximadamente 50%. As amostras tridopadas mostraram-se promissoras para aplicações com displays coloridos. / This works presents studies of the production and the characterization of TeO2 -PbO-GeO2 doped with erbium, thulium and ytterbium ions and also prepared with different metallic nanoparticles for applications in displays. This glass system presents a broad transmission window in the visible and infrared (350 - 6500 nm), high solubility for rare earth ions, low phonon energy (about 700 cm-1) and considerable chemical, mechanical and thermal, stabilities which are important factors for the production of displays or devices used for illumination. This work can be divided in three parts, and starts with the study of the photoluminescence of teluritte glasses doped with erbium followed by the study of erbium and ytterbium codoped glasses. The second part presents the influence of metallic nanoparticles on the luminescence of samples codoped with erbium and ytterbium and, finally, in the third part, the study of samples doped with erbium, thulium and ytterbium with and without metallic nanoparticles. The incorporation of rare earth ions in the trivalent form was determined by means of optical absorption and emission measurements and, by using the transmission electron microscopy technique to the nucleation of metallic nanoparticles. Among the codoped samples, produced with different metallic nanoparticles, we remark the sample produced with silver nanoparticles that presented enhancement of erbium upconversion luminescence of approximately 50%. Samples doped with erbium, thulium and ytterbium showed possible applications for full color displays.