Made available in DSpace on 2014-06-12T15:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2048_1.pdf: 1645218 bytes, checksum: 3dcf3c5669e01ccfaad271770dc50013 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho descrevemos a preparação das nanopartículas (NPs) de níquel passivadas por poli (vinil pirrolidona), sua caracterização estrutural e óptica (linear e não linear). A primeira etapa deste trabalho consistiu na preparação das NPs utilizando o método poliol, onde manipulamos algumas variáveis de síntese (adição de agente redutor, temperatura, e proporção entre precursor metálico e polímero) e observamos sua influência no tamanho do produto final. Os resultados indicaram que a temperatura é de fundamental importância na obtenção das NPs. As amostras foram caracterizadas estruturalmente por difratometria de raios-X e microscopia eletrônica de transmissão. As partículas possuem dimensões nanométricas com forma aproximadamente esférica e diâmetro médio em torno de 2,5 nm e 8,6 nm. Em uma etapa posterior foi realizada a preparação e caracterização óptica dos colóides de nanopartículas de níquel. As caracterizações ópticas, linear e não linear, dos colóides em estudo, foram realizadas através das técnicas de espectroscopia UV-Vis e varredura z (z-scan) em 532 nm, respectivamente. No estudo da não-linearidade óptica foram determinados o índice de refração não linear ( 2 n ) e o coeficiente de absorção não linear ( 2 α ) das NPs de níquel. Os resultados mostram que o índice de refração não linear das NPs de níquel é negativo. Medidas do coeficiente de absorção não linear mostram que há uma inversão no sinal da absorção quando o diâmetro médio das NPs passa de 8,6 nm para 2,5 nm

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5318_1.pdf: 9782284 bytes, checksum: 8aff4b29332b39f2f85206df9318dcd4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente trabalho foram caracterizadas e exploradas as propriedades ópticas lineares e não lineares de sistemas biológicos. A determinação dos aspectos básicos da interação luz-biosistemas é essencial para o desenvolvimento de novas aplicações em Biofotônica. Aqui, foram elaborados novos métodos ópticos para a caracterização e diagnóstico de diferentes sistemas biológicos (aminoácidos e fungos). Em particular, foi desenvolvida uma nova variação da técnica de Varredura Z, denominada de TMEZ ( Thermally managed eclipse Z-scan ). Com essa técnica, foram determinadas algumas das propriedades ópticas não lineares de diferentes soluções de aminoácidos e biocolóides. Também foi implementada a técnica de microscopia multifotônica de campo aberto. Com esta técnica foi demonstrado que nanopartículas metálicas podem ser usadas como instrumento para o aumento da intensidade de fluorescência de cromóforos celulares. A análise da emissão fluorescente de biosistemas pode ainda ser explorada como ferramenta para diagnóstico clínico. Com excitação por luz ultravioleta, a emissão de diferentes fungos foi caracterizada e um novo dispositivo foi proposto para o auxilio do diagnóstico dermatológico

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-08-07T22:16:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSEERTAÇÃO Paulo Renato Silva de Carvalho.pdf: 1687531 bytes, checksum: 292c07b43367f44e42fe88222bf5493b (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-15T21:49:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSEERTAÇÃO Paulo Renato Silva de Carvalho.pdf: 1687531 bytes, checksum: 292c07b43367f44e42fe88222bf5493b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T21:49:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSEERTAÇÃO Paulo Renato Silva de Carvalho.pdf: 1687531 bytes, checksum: 292c07b43367f44e42fe88222bf5493b (MD5) Previous issue date: 2004-07-20 / CNPq / Neste trabalho, apresentamos um estudo teórico e experimental da dependência da largura da ressonância coerente, transparência induzida eletromagneticamente, com o ângulo entre os dois feixes envolvidos neste efeito, comumente conhecidos como feixes de prova e de acoplamento. Observamos que o não paralelismo dos feixes contribui fortemente para um alargamento da ressonância coerente, ainda que para pequenos ângulos da ordem de alguns miliradianos. Teoricamente, tratamos o problema da interação de um átomo de três níveis numa configuração do tipo Λ, com os feixes de prova e de acoplamento, resolvendo a equação de Liouville que dá a evolução do estado atômico. Com isso, calculamos a coerência induzida no átomo pelos feixes incidentes e o espectro de absorção do feixe de prova, que exibe a ressonância coerente de transparência induzida eletromagneticamente. Experimentalmente, fizemos medidas sistemáticas da dependência angular e mostramos que nossos cálculos numéricos concordam qualitativamente com as observações experimentais. Propomos ainda uma possível aplicação dos nossos resultados para a medida da temperatura de amostras de átomos frios. / In this work, we present a theoretical and experimental study on the linewidth dependence of an Electromagnetically-Induced-Transparency resonance on the angle between the two beams involved in this effect, commonly known as the coupling and probe beams. We observed that the nonparallelism of the beams contributes strongly to a broadening of the coherent resonance, even for small angles on the order of a few milliradians. Theoretically, we treated the interaction of a three-level Lambda-type atom with the coupling and probe beams by solving Liouville’s equation, which describes the evolution of the atomic state. In this way, we calculated the light-induced atomic coherence and the probe beam’s absorption spectrum, which shows the Electromagnetically-Induced-Transparency resonance. Experimentally, we performed systematic measurements of the angular dependence and showed that our numerical calculations agree qualitatively with the experimental observations. Furthermore, we propose a possible application of our results for measuring the tem-perature of cold atomic samples.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:03:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7702_1.pdf: 5204114 bytes, checksum: 468ef4697ccd592fd35cd5699cdce5bf (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O desenvolvimento recente das telecomunicações deve-se em grande parte à capacidade de propagação de informações (vídeos, voz, dados) com altas taxas de transmissão (Tbits/s) através de fibras ópticas. Os avanços constantes no desenvolvimento tecnológico de dispositivos ativos e passivos com base em fibra óptica têm possibilitado um crescimento cada vez maior nas velocidades de comunicação. Destacam-se entre esses componentes as redes de Bragg, filtros, amplificadores, acopladores, etc., que compõem os sistemas WDM (Wavelength Division Multiplexing). Lasers de semicondutores e moduladores complementam os dispositivos essenciais ao desenvolvimento de sistemas de comunicações. Isto faz com que as comunicações avancem em várias bandas de freqüências além da banda convencional de telecomunicações ópticas (banda C (1530 − 1560 nm)), principalmente para as bandas S (1470 − 1530 nm) e L (1560 − 1630 nm). Nesta tese, mostramos uma série de trabalhos que objetivam o estudo teórico e experimental de efeitos ópticos não lineares em fibras, dando ênfase a: desenvolvimento de amplificadores e conversores ópticos a fibra para uso nas bandas C, S e L; geração de trens de pulsos ópticos curtos de altas taxas de repetição; geração de cópias de sinais ópticos com diversas polarizações para uso em telecomunicações ópticas. Os experimentos foram realizados usando dispositivos integrados a fibra. Os principais efeitos ópticos não lineares aqui abordados são mistura de quatro ondas, amplificaçãoo Raman estimulada, amplificação óptica por emissão estimulada em íons de terra rara (Er3+ e Tm3+). Os resultados obtidos incluem: o desenvolvimento de amplificadores e conversor de freqüência baseados em amplificação paramétrica (FOPA) assistido por um bombeamento externo contra-propagante induzindo amplificação Raman, resultando em amplificação nas bandas C e S e conversão de sinais da banda C para S e vice-versa; a implementação de associações de amplificadores em série usando um amplificador óptico a fibra dopada comérbio (EDFA) ou túlio (TDFA) seguido por um FOPA, para amplificação nas bandas C e L ou S e C e conversão de freqüências C e L para S ou S e C para L, respectivamente; a demonstração do uso de processos paramétricos para formação e conversão de freqüência de trens de pulsos ópticos curtos (0.5 ps) a uma taxa de 170 GHz na banda C; a geração, via processos paramétricos, e demultiplexação de múltiplas cópias de sinais ópticos para uso em telecomunicações com sistemas WDM; o estudo de efeitos de variação na polarização de um sinal na presença de amplificação paramétrica

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:14:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4311_1.pdf: 1045018 bytes, checksum: 1cb0d43dc431f5fb1dc2d8e2d09d883e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A absorção de dois fótons por moléculas orgânicas possui muitas aplicações tecnológicas importantes, fazendo a modelagem teórica e a síntese de novas moléculas com valores elevados de seção de choque para absorção de dois fótons, δ (ω ) , atividades muito necessárias. A absorção de dois fótons é um processo óptico não-linear proporcional à parte imaginária da segunda hiperpolarizabilidade dinâmica da molécula, Imγ (−ω;ω,ω,−ω ) . Nos nossos cálculos de δ (ω ) empregamos uma versão truncada, TP ijkl γ , da componente da hiperpolarizabilidade que contribui para absorção de dois fótons, juntamente com uma expressão simplificada, porém exata, para a componente negativa da hiperpolarizabilidade, N ijkl γ . Através de simulações numéricas, demonstra-se que esta equação truncada produz resultados de δ (ω ) que são praticamente iguais aos obtidos utilizando-se a equação não-truncada longe da condição de dupla ressonância. Também são descritas algumas propriedades desta equação de soma sobre estados. Motivados pela proposta recente de que a inclusão de defeitos carregados positivamente na estrutura de uma molécula aumenta o valor máximo da sua seção de choque para absorção de dois fótons, max. δ , decidimos explorar a separação de cargas intrínseca dos anéis mesoiônicos do tipo A para realizar um estudo de modelagem molecular combinatória de novos sistemas com valores elevados de max. δ . Os anéis mesoiônicos são betaínas mesoméricas heterocíclicas conjugadas isoconjugadas a diânions de hidrocarbonetos pares não-alternantes. Para obter os valores das energias e dipolos de transição, necessários para o cálculo de max. δ , foram realizados cálculos de interação de configuração (CI)com o Hamiltoniano semi-empírico INDO/S. Antes dos cálculos CI as geometrias das moléculas são otimizadas com o método semi-empírico AM1. O procedimento computacional é validado e mostra-se que, incluindo apenas excitações simples no CI, somos capazes de obter valores, dos comprimentos de onda de absorção de um e dois fótons e da seção de choque para absorção de dois fótons, apropriados para a realização de estudos de modelagem molecular de sistemas para aplicações envolvendo a absorção de dois fótons. Nos estudos combinatórios são analisados compostos orgânicos contendo tanto arranjos dipolares quanto quadrupolares de anéis mesoiônicos. É mostrado que os arranjos dipolares não apresentam valores de max. δ muito elevados. Para os compostos contendo arranjos quadrupolares de dois anéis mesoiônicos, é mostrado que os valores mais elevados de max. δ são obtidos para sistemas nos quais estes anéis estão ligados pela suas regiões catiônicas à ponte poliênica. Também é mostrado que, no caso destes arranjos quadrupolares, os maiores valores de max. δ não são necessariamente obtidos para as pontes poliênicas mais longas. É mostrado que, no caso de compostos contendo anéis mesoiônicos, é importante prestar-se atenção à distância entre os picos de absorção de um e dois fótons na hora de escolher os compostos mais promissores para síntese. Neste trabalho é mostrado que compostos orgânicos incorporando anéis mesoiônicos são bons candidatos para sistemas com grandes seções de choque para absorção de dois fótons

Neste trabalho utilizamos a técnica de mistura de duas ondas quase degeneradas na investigação das propriedades ópticas não lineares, associadas à mudança de índice de refração com a intensidade da luz, em materiais dopados com cromo: Al2O3:Cr3+ (rubi), BeAl2O4:Cr3+ (alexandrita) e GdAlO3:Cr3+ (aluminato de gadolínio dopado com cromo). A não linearidade Kerr para o GdAlO3: Cr3+ é bastante significativa, de modo que neste material o parâmetro de ganho do feixe de prova apresenta um comportamento muito peculiar e que não encontra explicação nos tratamentos teóricos usuais do processo de mistura de duas ondas. Em particular, o ganho do feixe de prova neste material atinge percentuais superiores a 200%. Desta forma, desenvolvemos um tratamento teórico que descreve a mistura de duas ondas quase degeneradas em meios onde o índice de refração depende da intensidade (n= n0+n2I). Esta abordagem teórica leva em consideração os efeitos de saturação da grade de população produzida pela intersecção dos feixes de luz no meio Kerr (não harmonicidades da grade) e o processo de mistura de duas ondas é considerado como um caso particular do fenômeno da auto-difração difração de ordem zero. Os resultados teóricos foram comparados com os resultados experimentais e várias previsões teóricas como, a dependência do parâmetro de ganho do feixe de prova com a intensidade de saturação do meio, a dependência da diferença de freqüência entre os dois feixes incidentes onde o ganho é máximo com a intensidade do feixe de bombeamento, foram confirmadas experimentalmente / In this work nearly degenerate two-wave mixing technique is used in order to investigate nonlinear optical properties, associated to the refractive índex change by incident light, in a few doped crystals: Al2O3:Cr3+ (ruby), BeAl2O4:Cr3+ (alexandrite) e GdAlO3:Cr3+ (gadolinium aluminate chromium doped). The Kerr nonlinearity in GdAlO3:Cr3+ is very high, so that the probe gain parameter has peculiar behavior in this material and this cannot be explained by using the current approach found in the literature. In particular, the probe gain parameter in this material reaches percentuals above 200%. In this way, we develop a theoretical approach which describes nearly degenerate two-wave mixing in media where the refractive índex is intensity dependent. This theoretical approach takes into account the saturation of the travelling population grating produced by two interesting beams (anharmonicities of the population grating) and the two-wave mixing process is regarded as the zero-order self-diffraction of the incident waves in this grating. The theoretical results are compared with the experimental ones and several theoretical predictions such as, the dependence of the probe gain parameter on the médium saturation intensity were experimentally verified

Neste trabalho, apresentamos uma extensão da técnica de varredura-Z baseada na análise espectral da evolução temporal da transmitância, quando um feixe laser é modulado numa freqüência f. As componentes de Fourier da evolução temporal da transmitância em f e 2f estão respectivamente relacionadas com os efeitos lineares e não-lineares e sua razão pode ser usada na eliminação de efeitos lineares. Este método, denominado varredura-Z resolvida em frequência, permite um aumento significativo na sensibilidade da técnica de varredura-Z em medidas de absorvedores lentos. Tal método se combinado com \"EZ-scan\" permite medidas de modulação de fase correspondentes a distorções da frente de onda de λ/105. A aplicabilidade bem como a sensibilidade desta técnica foram demonstradas em medidas realizadas em absorvedores lentos, especificamente o rubi e o aluminato de gadolínio dopado com cromo. Tais materiais são convenientes para estes fins, pois já tiveram suas não-linearidades investigadas anteriormente por diversos métodos. Como aplicação da técnica fizemos medidas das propriedades ópticas lineares e não-lineares em uma amostra de vidro fluoroindato dopado com cromo. Observamos que os valores de n2 (λ) seguem a curva de absorção desse material, e propomos um modelo que relaciona a origem da não-linearidade com as transições eletrônicas que ocorrem na região do visível. / This work presents an extension of the Z-scan technique based on the spectral analysis of the transmittance time-evolution when the laser beam is modulated at a frequency f. The Fourier components of the transmittance time-evolution at f and 2f are respectively related to the linear and nonlinear effects and their ratio can be used to eliminate spurious linear effects. This method, known as frequency resolved Z-scan, allows a significative increase in the sensitivity of the Z-scan technique for measurements of slow absorbers. When combined with the EZ-scan technique, it can measure transmittance changes corresponding to wavefront distortions of λ/105. The demonstration of the technique was carried out for slow absorbers, ruby and chromium-doped gadolinium aluminate. Such materials were conveniently chosen for this purpose since their optical nonlinearities are well stablished. As an application, we present linear and nonlinear optical properties of a chromium-doped fluorindate glass sample. We found that the values of n2 (λ) follow the absorption curve in this material and we have proposed a model which relates the origin of the nonlinearity with the electronic transitions that occur in the visible region of the spectrum.

Apresentamos neste trabalho o procedimento de engenharia de dispersão em chips fotônicos compatíveis com tecnologia CMOS para conversão de frequências na escala de centenas de Terahertz em micro-ressoadores. Esses sistemas apresentam grande potencial para geração integrada de luz com propriedades não-clássicas para uso em ciência de informação quântica. Este é o primeiro trabalho que utiliza a dispersão dos modos transversos elétrico ou magnético de ordem-superiores para obter o comprimento de onda do zero de dispersão da velocidade de grupo em 795 nm. Demonstramos que, com um delicado balanço entre os termos de dispersão de segunda- e quarta-ordem, geramos dois feixes intensos que podem compartilhar informação quântica entre linhas atômicas e a banda de telecomunicação. / We present in this work the proceedings of dispersion engineering in CMOS compatible photonic chips for frequency conversion in the scale of hundreds of Terahertz in microresonators. These systems present great potential for integrated light generation with non-classical properties for use in quantum information science. This is the first work to use higher-order modes to obtain the zero dispersion wavelength close to 795 nm. We show that with a delicate balance between second- and fourth-order dispersion terms, two intense beams are generated that can possibly share quantum information between atomic lines and telecommunication band.

Alguns polímeros propriedades ópticas não lineares, as quais fazem com que o material responda de forma não linear à luz ou campo aplicado. Estas propriedades são relevantes no estudo da resposta de materiais à luz e tem sido alvo de muitos estudos recentes. Materiais poliméricos que exibem estas propriedades oferecem um grande potencial em aplicações que requerem a transmissão e manipulação de informações, principalmente na área de telecomunicações, processamento de sinais ópticos, computação e armazenamento de dados. Os polímeros com propriedades não lineares têm geralmente um alto custo, não só devido ao alto custo dos cromóforos utilizados, mas também ao baixo rendimento do processo de polimerização (<50%). Assim a utilização de quantidades relativamente baixas do polímero em misturas com polímeros comerciais poderia aumentar a aplicabilidade destes sistemas. Além disso, muitos destes polímeros apresentam pouca flexibilidade formando filmes quebradiços. Uma maneira de melhorar a flexibilidade seria utilizar blendas dos polímeros com propriedades ópticas não lineares com polímeros comerciais. Neste trabalho preparou-se um polímero com propriedades ópticas não lineares, o poliuretano MDI-DR19CI e caracterizou-se por medidas de espectroscopia nas regiões do visível e infravermelho e ressonância magnética nuclear. Preparou-se blendas deste polímero com quatro outros polímeros transparentes na região do visível, estudando-se o efeito da presença dos polímeros comerciais no espectro de absorção na região do infravermelho e nas propriedades de armazenamento óptico do MDI-DR19CI. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade da utilização do azopolímero MDI-DR19CI em aplicações que requeiram a diluição do cromóforo para três tipos diferentes de polímeros de natureza química bastante distintas. Preparou-se, em uma segunda etapa do trabalho, misturas de poli(amida-imida) com o poliuretano preparado e com outros três polímeros contendo grupos com propriedades ópticas não lineares (ONL) visando a obtenção de filmes auto-sustentáveis e flexíveis com propriedades ópticas não lineares. Foram obtidos filmes com 5% do polímero contendo grupos ONL, os quais apresentaram boa flexibilidade, alto grau de coloração. Três deles, que pertencem a classe dos azopolímeros tiveram suas propriedades de armazenamento óptico demonstradas, apresentando valores de taxa residual em alguns casos menores que os polímeros puros, mas ainda com valores bastante razoáveis para viabilizar seu uso em aplicações de armazenamento de informação que requeiram filmes flexíveis / property is extremely relevant and has been extensively studied recently. Polymeric materials showing this properties offers a great potential for applications requiring transmission and manipulation of information, mainly in telecommunications, optical signal processing, computation, and optical storage. Polymers with non-linear properties are generally expensive, not only due to the high cost of the chromophores used but alto due to the low yield of the polymerization processes (less than 50%). Therefore, the utilization of rather low quantities of the NLO polymer in mixtures with commercial polymers can open the field of application of these polymers. Besides, several of these polymers present low flexibility and form brittle films. A way to increase the flexibility of the films would be the use o blends of NLO polymers s with commercial ones. In this work, a polymer with non-inear optical properties, the MDI-DR19CI polyurethane was prepared and characterized by ultraviolet-visible and infrared spectroscopies, and nuclear magnetic resonance. Blends of this polymer and four commercial polymers, transparent in the visible region, were prepared. The effect of the commercial polymers in the infrared absorption spectra, and in the optical storage properties of MDI-DR19CI, was studied. The results obtained showed the viability of the use of MDI-DR19CI blends in applications that require the \"dilution\" of the chromophores, for three different types of polymers. In a second stage, mixtures of poly(amideimide) and the polyurethane MDI-DR19CI and with other three polymers with NLO properties were prepared in order to obtain self-standing and flexible films with NLO properties. Films with 5% of NLO polymer were obtained, showing good flexibility and high coloration degree. Three of them were azopolymers and were used in optical storage experiments, showing remaining optical storage values, in some cases; lower than the pure NLO polymer, but with values rather sufficient to show the viability of the use of these mixtures in optical storage application that requires flexible films

Neste trabalho estudamos as propriedades ópticas não lineares de aminoácidos utilizando pulsos de laser com duração de femtossegundos. O índice de refração não linear (n2) da L-alanina, L-prolina, L-serina, L-treonina e L-arginina em solução aquosa foram determinados. Foi também estudada a influência do pH na magnitude de n2 dos aminoácidos em solução. Paralelamente, determinamos a dispersão de n2 em cristais de L-treonina nos três eixos principais, x, y e z. Os aminoácidos têm despertado grande interesse devido as suas boas propriedades ópticas de segunda ordem. Todavia, suas propriedades ópticas de terceira ordem ainda não haviam sido estabelecidas. Além disso, implementamos a técnica de espalhamento hiper-Rayleigh para determinar a primeira hiperpolarizabilidade (P) de moléculas orgânicas, onde uma mudança foi introduzida para permitir medidas mais rápidas e com melhor precisão. Foram encontrados os valores de P de algumas porfirinas e corantes orgânicos. / In this work we have studied nonlinear optical properties of amino acids using femtosecond laser pulses. The nonlinear index of refraction (nz) of L-alanine, L-proline, L-serine, L-threonine and L-arginine in aqueous solution have been determined. Also, the influence of pH in the magnitude of nz of amino acids in solution has been studied. Besides, we have determined the n;, dispersion in the three main axis, x, y and z, in L-threonine crystals. The amino acids have attracted a great deal of attention due to their good second-order optical properties. However, their third-order optical properties had not been established yet. Furthermore, we have implemented the hyper-Rayleigh scattering technique to determine the first hyperpolarizability (P) of organic molecules, leading to fast and more precise measurements. It was found the P value of some porphyrins and organic dyes.