O trabalho desta tese se concentra na caracterização óptica de cristais de KCl impurificados multiplamente com íons Yb2+ e com íons moleculares CN- e OCN-. Mostramos a existência de um acoplamento entre os íons Yb2+ e CN-, que gera novas bandas de absorção superpostas as bandas conhecidas do Yb2+ isolado. A excitação óptica dessas novas bandas dá origem a uma forte emissão de banda larga em tomo de 570 nm, e torna possível a emissão vibracional do CN- em 4,8um por meio de transferência de energia eletrônica desde os íons Yb2+ acoplados. A emissão visível de banda larga possui um tempo de decaimento fortemente dependente da temperatura,variando entre 56 e 315 us para a faixa de temperatura entre 293 e 170 K Para temperaturas inferiores a 170 K, o tempo de decaimento da f1uorescência não segue o comportamento de uma única exponencial, indicando diferentes canais de decaimento. A alta intensidade da emissão visível do defeito Yb2+/ CN- a 300K torna promissora a sua utilização em lasers do estado sólido sintonizáveis operando a temperatura ambiente. Medidas diretas de amplificação revelaram a existência de ganho óptico para essa emissão visível de banda larga resultante do acoplamento Yb2+/ CN-. Para uma densidade de potencia de bombeio de 1,35 W/cm2 no centro da banda de absorção do defeito, foi obtido um valor de ganho de 0,59 cm-1 em 570 nm. Esse valor e comparável ao ganho na Alexandrita sob condições ideais de 100% de inversão de população / The present work show the investigation of optical properties of Yb2+, CN-, OCN- multiple doped KCl. It is shown the presence of a coupling effect between Yb2+ and CN- through the observation of new absorptions bands, which are very different from free Yb2+. The optical excitation of this bands results in a strong emission band at 570 nm, and it makes possible the CN- vibration emission at 4.8um through the electronic energy transfer from coupled Yb2+. The broad visible emission band has a strong temperature dependence decay time, which varies from 56 to 315us for the 293 to 170 K interval. For temperatures below 170 K, the fluorescence decay time shift its single exponential decay behavior to a more complex process, revealing different decay channels. The high visible emission intensity from the Yb2+/ CN- defect at 300 K, suggests its application in tunable solid-state lasers. This possibility is better insured through the observation of the direct measurement of optical amplification, which reveals the existence of optical gain for this broad visible emission. For a 1.35 W/cm2 power density pump at the center of the absorption band of the coupled defect, it was obtained a gain of 0,59 cm-1 at 570 nm. This value is comparable to the gain in Alexandrite under an ideal 100% population inversion

Este trabalho tem como objetivo apresentar o sistema óptico desenvolvido para a câmera WFI (Wide Field Imaging Camera) que integrará os satélites CBERS 3 e 4 (China Brazil Earth Resources Satellite). O Brasil é responsável por duas das câmeras dos satélites CBERS 3 e 4, a WFI e a MUX (Multispectral Camera). Estas câmeras são destinadas a sensoriamento remoto orbital da Terra. É a primeira vez que câmeras destinadas a este tipo de aplicação são inteiramente desenvolvidas e construídas no país. Devido ao alto nível de vibração durante o vôo, à exposição a vácuo e a radiação espacial durante o período de vida útil em órbita, o desenvolvimento desta câmera exige um cuidadoso processo de análise e avaliação do desempenho óptico em terra de modo a garantir seu funcionamento a bordo. Em especial, serão apresentados as análises ópticas realizadas durante a fase de projeto preliminar e os testes ópticos realizados em terra dos requisitos: distância focal, campo de visada - FOV, função de transferência de modulação - MTF, distorção, sensibilidade à polarização, transmitância, sensibilidade à luz espalhada e degradação da transmitância com a radiação espacial. Os resultados obtidos comprovaram que o desempenho do sistema óptico atende os requisitos de projeto. / The purpose of this work is to present the optical system developed for the WFI camera (Wide Field Imaging Camera), which will be integrated to the CBERS 3 and 4 satellites (China Brazil Earth Resources Satellite). Brazil is responsible for two cameras of CBERS 3 and 4 satellites, WFI and MUX (Multispectral Camera). These cameras are used for orbital remote sensing of the Earth. It is the first time that cameras for this type of application are being entirely developed and built in our country. Due to the high vibration level during flight, the vacuum and space radiation exposure during the lifetime in orbit, the development of this camera requires a meticulous analysis process and evaluation of optical performance on the ground in order to ensure the effective operation on board. In particular, the optical analyses performed during the preliminary design and optical test requirements performed on ground will be presented, such as: focal length, field of view - FOV, modulation transfer function - MTF, distortion, polarization sensitivity, transmittance, stray light sensitivity and transmittance degradation with space radiation. The results obtained exhibit that the optical system performance satisfies all project requirements.

Neste trabalho estudamos o processo de absorção de dois fótons em compostos azoaromáticos, abordando tanto aspectos fundamentais quanto aplicados. Moléculas azo-aromáticos têm recebido especial atenção nos últimos anos devido as suas potencias aplicações em dispositivos para armazenamento óptico de informação, modulação da luz e geração de relevos em superfície, processes estes associados ao mecanismo de foto isomerização. Os trabalhos apresentados nessa tese tiveram como principal foco explorar o fenômeno de absorção de dois fótons, utilizando a propriedade de foto-isomerização das moléculas azo-aromáticas. Nosso objetivo foi estudar as vantagens que podem ser obtidas pela utilização de pulsos intensos de luz, que interagem de maneira não linear com a matéria, para desenvolver aplicações utilizando compostos azo-aromáticos. Inicialmente, estudamos o processo de absorção de dois fótons em uma nova família de compostos azo-aromáticos, denominados Salen Dyes. Investigamos a influencia da presença de íons metálicos no processo de absorção de dois fótons dessas moléculas. Nossos resultados mostraram que, devido a ausência de conjugação entre as estruturas azo-aromáticas conectadas pelo metal, este tem pouca influência no processo não linear estudado. Pelo uso de um modelo de soma de estado para a seção de choque de absorção de dois fótons, fomos capazes de determinar os momentos de dipolo de transição destas moléculas. Em seguida, implementamos uma técnica para estudar o processo de armazenamento óptico, induzido através da orientação molecular dos compostos azo-aromáticos, via absorção de dois fótons. Observamos que de fato é possível se observar birrefringência induzida por dois fótons nestas moléculas, a qual esta confinada ao volume focal, conforme demonstrado pela obtenção de armazenamento tri-dimensional. Finalmente, exploramos o processo de controle coerente via formatação de pulsos ultra-curtos para manipular o processo de birrefringência induzida por dois fótons em compostos azo-aromáticos. Foi demonstrado que apenas a através da manipulação da fase do pulso ultra-curto, é possível modular a birrefringência induzida em filmes de compostos azo-aromáticos. / Here we investigated fundamental and applied aspects of the two-photon absorption process in azoaromatic compounds. Azoaromatic molecules have been studied in the last few years due to their applications in optical storage devices, light modulators and surface relief gratings, processes related to the photo-isomerization mechanism. The main focus of the results presented in this thesis was to explore the two-photon absorption process, taking advantage of the intrinsic photo-isomerization of the azo-aromatic chromophores. Our main goal was to study the advantages of utilizing intense pulses, which promote nonlinear excitation, to develop application with azo-aromatic compounds. Initially, we studied the two-photon absorption process in a new class of azo-aromatic compounds, named Salen Dyes. We investigated the influence of metal ions, presented in the Salen Dyes structure, on the two-photon absorption spectrum. Our results revealed that the metals have practically no influence in the nonlinear optical properties due to the lack of conjugation between the azo-moieties in the Salen Dyes. Through a theoretical model based on a sum-over-states calculation, we were able to determine the transition dipole moment of these molecules. Subsquently, we implememnted a technique to study the two-photon induced birefringence, resulting from the molecular re-orientation, in azo-aromatic compounds. We observed that the two-photon induced birefringence is confined to the focal volume, s demonstrated in a three dimensional optical storage experiment. Finally, we used coherent control processes to manipulate the two-photon induced birefringence in azo-compounds. It was demonstrated that it is possible to modulate the optically induced birefringence by manipulating the phase of the ultra-short pulses, via pulse shaping techniques.

O microscópio é um instrumento de grande relevância para o contexto científico. Dentre as variadas montagens desse instrumento óptico, os microscópios sem lentes têm chamado atenção por serem robustos, reduzidos em tamanho e custo, e ainda possibilitarem imagens com amplo campo de visão (usualmente da ordem de algumas dezenas de mm2). Dentro dessa categoria, existem os microscópios holográficos in-line, os quais obtêm a imagem da amostra a partir da reconstrução numérica de um holograma adquirido por um sensor digital de imagem. Este trabalho tem o objetivo de construir um desses microscópios para observar amostras semitransparentes. O microscópio desenvolvido ao longo deste trabalho tem sua iluminação baseada no uso de um LED associado a um pinhole, cuja finalidade é aumentar a coerência temporal da luz. Com isso, a iluminação proveniente do pinhole percorre uma distância de aproximadamente 10 cm até atingir a amostra, posicionada sobre uma lâmina de vidro. À uma distância mínima da amostra, está posicionado um sensor CMOS, responsável pela aquisição do padrão de interferência da parcela da luz que foi transmitida sem desvio pela amostra e da parte da luz que foi difratada por ela. Esse padrão de intensidade, chamado holograma, é reconstruído numericamente de modo a obter uma boa imagem do objeto-alvo. A reconstrução da imagem medida é feita considerando a propagação da luz de volta ao plano de do objeto e, depois, estimando a fase referente à luz incidente no sensor no instante da medida. Essa primeira etapa resulta na imagem da amostra com a influência de um artefato muito conhecido na holografia: a imagem gêmea. Enquanto a reconstrução de fase reconstrói a imagem de uma forma mais completa, reduzindo a influência de tais artefatos. A reconstrução de fase é feita com o método multialturas, o qual faz uso de mais de uma imagem medida, com distâncias diferentes entre a amostra e o sensor, como entrada para o algoritmo desenvolvido. Utilizando um sensor de 10 MP (3856 x 2764 pixels), com o pixel de 1,67 μm, construímos um microscópio holográfico sem lentes com um campo de visão de quase 30 mm2 e resolução de aproximadamente 3 μm. / The microscope is an instrument of great relevance in the scientific context. Among various assembly of this optic instrument, the lensless microscope have had drawing attention by been robust, with small size and low cost and, in addiction, enable imaging with a large field of view (usually about tens of mm2). Inside this category, there is the in-line holographic microscopes, which achieve the sample image from the numerical reconstruction of a hologram acquired by an image digital sensor. This study have the objective of develop one of these microscopes to image semitransparent samples. The microscope developed over this study has its illumination based on the use of an LED associated with a pinhole, whose purpose is to increase the light temporal coherence. Therefore, illumination from the pinhole goes 10 cm until reach the sample, positioned over the glass slide. From a minimal distance of the sample, a CMOS sensor is positioned, which is responsible to acquire the interference pattern of the transmitted light with the diffracted light. This intensity pattern, called hologram, is numerically reconstructed in order to get a great image of target object. The reconstruction of the measured image is performed considering the back propagation of the light to the object plane and, then, estimating the phase related to the incident light over the sensor at the time of the measurement. This first step results in a sample image influenced by an artifact well-known in the holography: the twin-image. Whereas phase reconstruction reconstruct the image more fully, reducing the artifact influence. Phase reconstruction is performed using the multiheigh method, which uses more than one measured image, with different distances between the sample and sensor, as input to the developed algorithm. Using a 10 MP (3856 x 2764 pixels) sensor, with a pixel size of 1.67 μm, we built a lensless holographic microscope with a field of view near of 30 mm2 and resolution of approximately 3 μm.

Correlatores ópticos podem realizar o reconhecimento de padrões bidimensionais a uma velocidade maior que plataformas digitais com o mesmo tamanho, peso e consumo de potência. Utilizou-se neste projeto o correlator óptico compacto com um único modulador espacial de luz, uma TV a cristal líquido comercial, posicionado no plano de Fourier. Uma câmera CCD é utilizada na saída do correlator óptico para capturar as imagens de correlação. Na entrada do correlator, a imagem da impressão digital é capturada por um prisma via eliminação da reflexão total, durante o contato da impressão digital com a superfície do prisma. Para o processo de filtragem, foi utilizado o filtro de correlação ótima. / Optical correlators can realize bidimensional pattern recognition faster than digital devices that have the same size, weight and power consumption. In this work, the compact optical correlator is implemented with only one spatial light modulator, a commercial liquid crystal television (LCTV) located at the Fourier plane. A CCD camera is used at the correlator exit to read the correlation images. The fingerprint image is read in the correlator input using a prism illuminated with a monochromatic coherent beam. The total reflection elimination in the prism surface during the fingerprint contact permits the reading of the fingerprint image. The optimal correlation filter is used in the Fourier plane to implement the filtering process.

Diversas aplicações são responsáveis por gerar dados ao longo do tempo de maneira contínua, ordenada e ininterrupta em um ambiente dinâmico, denominados fluxo de dados. Entre possíveis tarefas que podem ser realizadas com estes dados, classificação é uma das mais proeminentes. Devido à natureza não estacionária do ambiente responsável por gerar os dados, as características que descrevem os conceitos das classes do problema de classificação podem se alterar ao longo do tempo. Por isso, classificadores de fluxo de dados requerem constantes atualizações em seus modelos para que a taxa de acerto se mantenha estável ao longo do tempo. Na etapa de atualização a maior parte das abordagens considera que, após a predição de cada exemplo, o seu rótulo correto é imediatamente disponibilizado sem qualquer atraso de tempo (latência nula). Devido aos altos custos do processo de rotulação, os rótulos corretos nem sempre podem ser obtidos para a maior parte dos dados ou são obtidos após um considerável atraso de tempo. No caso mais desafiador, encontram-se as aplicações em que após a etapa de classificação dos exemplos, os seus respectivos rótulos corretos nunca sã disponibilizados para o algoritmo, caso chamado de latência extrema. Neste cenário, não é possível o uso de abordagens tradicionais, sendo necessário o desenvolvimento de novos métodos que sejam capazes de manter um modelo de classificação atualizado mesmo na ausência de dados rotulados. Nesta tese, além de discutir o problema de latência na tarefa de classificação de fluxo de dados não estacionários, negligenciado por boa parte da literatura, também sã propostos dois algoritmos denominados SCARGC e MClassification para o cenário de latência extrema. Ambas as propostas se baseiam no uso de técnicas de agrupamento para a adaptação à mudanças de maneira não supervisionada. Os algoritmos propostos são intuitivos, simples e apresentam resultados superiores ou equivalentes a outros algoritmos da literatura em avaliações com dados sintéticos e reais, tanto em termos de acurácia de classificação como em tempo computacional. Aléem de buscar o avanço no estado-da-arte na área de aprendizado em fluxo de dados, este trabalho também apresenta contribuições para uma importante aplicação tecnológica com impacto social e na saúde pública. Especificamente, explorou-se um sensor óptico para a identificação automática de espécies de insetos a partir da análise de informações provenientes do batimento de asas dos insetos. Para a descrição dos dados, foi verificado que os coeficientes Mel-cepstrais apresentaram os melhores resultados entre as diferentes técnicas de processamento digital de sinais avaliadas. Este sensor é um exemplo concreto de aplicação responsável por gerar um fluxo de dados em que é necessário realizar classificações em tempo real. Durante a etapa de classificação, este sensor exige a adaptação a possíveis variações em condições ambientais, responsáveis por alterar o comportamento dos insetos ao longo do tempo. Para lidar com este problema, é proposto um Sistema com Múltiplos Classificadores que realiza a seleção dinâmica do classificador mais adequado de acordo com características de cada exemplo de teste. Em avaliações com mudanças pouco significativas nas condições ambientais, foi possível obter uma acurácia de classificação próxima de 90%, no cenário com múltiplas classes e, cerca de 95% para a identificação da espécie Aedes aegypti, considerando o treinamento com uma única classe. No cenário com mudanças significativas nos dados, foi possível obter 91% de acurácia em um problema com 5 classes e 96% para a classificação de insetos vetores de importantes doenças como dengue e zika vírus. / Many applications are able to generate data continuously over t ime in an ordered and uninterrupted way in a dynamic environment , called data streams. Among possible tasks that can be performed with these data, classification is one of the most prominent . Due to non-stationarity of the environment that generates the data, the features that describe the concepts of the classes can change over time. Thus, the classifiers that deal with data streams require constants updates in their classification models to maintain a stable accuracy over time. In the update phase, most of the approaches assume that after the classification of each example from the stream, their actual class label is available without any t ime delay (zero latency). Given the high label costs, it is more reasonable to consider that this delay could vary for the most portion of the data. In the more challenging case, there are applications with extreme latency, where in after the classification of the examples, heir actual class labels are never available to the algorithm. In this scenario, it is not possible to use traditional approaches. Thus, there is the need of new methods that are able to maintain a classification model updated in the absence of labeled data. In this thesis, besides to discuss the problem of latency to obtain actual labels in data stream classification problems, neglected by most of the works, we also propose two new algorithms to deal with extreme latency, called SCARGC and MClassification. Both algorithms are based on the use of clustering approaches to adapt to changes in an unsupervised way. The proposed algorithms are intuitive, simpleand showed superior or equivalent results in terms of accuracy and computation time compared to other approaches from literature in an evaluation on synthetic and real data. In addition to the advance in the state-of-the-art in the stream learning area, this thesis also presents contributions to an important technological application with social and public health impacts. Specifically, it was studied an optical sensor to automatically identify insect species by the means of the analysis of information coming from wing beat of insects. To describe the data, we conclude that the Mel-cepst ral coefficients guide to the best results among different evaluated digital signal processing techniques. This sensor is a concrete example of an applicat ion that generates a data st ream for which it is necessary to perform real-time classification. During the classification phase, this sensor must adapt their classification model to possible variat ions in environmental conditions, responsible for changing the behavior of insects. To address this problem, we propose a System with Multiple Classifiers that dynamically selects the most adequate classifier according to characteristics of each test example. In evaluations with minor changes in the environmental conditions, we achieved a classification accuracy close to 90% in a scenario with multiple classes and 95% when identifying Aedes aegypti species considering the training phase with only the positive class. In the scenario with considerable changes in the environmental conditions, we achieved 91% of accuracy considering 5 species and 96% to classify vector mosquitoes of important diseases as dengue and zika virus.

A área de robótica móvel se encontra numa fase de grande expansão, mas um dos obstáculos a ser vencido é o desenvolvimento de sistemas computacionais embarcados que combinem baixo consumo de energia com alta capacidade de processamento. A computação reconfigurável tem o potencial para atender esta demanda. Este trabalho visa avaliar as dificuldades no aproveitamento desta tecnologia através da implementação em hardware de um sistema de desvio de obstáculos para robôs móveis usando uma única câmera de baixo custo como sensor. Normalmente os algorítmos de fluxo óptico usados neste projeto são implementados inteiramente em software e sofrem várias restrições para poderem operar nos computadores embarcados nos robôs. O projeto descrito neste trabalho não tem estas restrições mas exige um esforço maior de desenvolvimento / The area of mobile robotics is undergoing a tremendous expansion, but one of the obstacles to be dealt with is the development of embedded computational systems that combine low power consumption and high performance. Reconfigurable computing has the potential to meet these requirements. This project is an evaluation of the complexities of fully exploiting this technology through the hardware implementation of an obstacle avoidance system for mobile robots using a single, low cost camera as its sensor. Normally, the optic flow algorithms used in this project are implemented entirely in software and so suffer several limitations in order to run on computers embedded in the robots. The hardware described here does not have the same limitations but requires more development effort

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-20T13:25:52Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação-digital.pdf: 2703779 bytes, checksum: 932fadac81fdbfd0fee52b9e614ccf40 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-20T13:25:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação-digital.pdf: 2703779 bytes, checksum: 932fadac81fdbfd0fee52b9e614ccf40 (MD5) Previous issue date: 2015-07-20 / Esta dissertação apresenta a construção e caracterização de um protótipo de cabeça sensora óptica para medição da corrosão em estruturas metálicas que têm o zinco como elemento de proteção. O elemento sensor consiste de uma fibra óptica com ponta metalizada com zinco. A fabricação da cabeça sensora envolve a clivagem, limpeza e deposição do metal. A caracterização foi realizada colocando o elemento sensor num sistema de medição óptica que mede o sinal óptico refletido pelo metal depositado na face da fibra. Foram estudados três métodos de deposição: térmica, por spray metálico e por sputtering. Porém, a deposição por sputtering foi a única que se mostrou ser mais adequada na construção do elemento sensor. Os resultados da medição pelo sistema proposto sugerem ser possível monitorar a corrosão do metal na ponta da fibra pela modulação do sinal óptico refletido. Desta forma, ao medir o tempo entre a intensidade da luz refletida máxima e mínima, foi possível calcular a taxa de corrosão do zinco. Isso sugere que as cabeças construídas, nos experimentos desta dissertação, têm um grande potencial para serem utilizadas num sistema óptico de monitoramento da corrosão em estruturas galvanizadas. / This dissertation presents the construction and characterization of a prototype optical sensor head for measuring corrosion on metal structures that have zinc as a protective element. The sensor element consists of an optical fiber with metalized face with zinc. The manufacture of the sensor head involves the cleavage, cleaning and metal deposition. Characterization was made by placing the sensor element in an optical measuring system that measures the optical signal reflected by the metal deposited on the face of the fiber. Three methods of deposition were studied, thermal, by metal spraying and sputtering. However, the sputtering deposition was the only one that was more appropriate in the construction of the sensor element. The measurement results by the proposed system suggest that it is possible to monitor metal corrosion on the tip of the fiber optic signal modulation reflected. Therefore, when measuring the time between intensity maximum and minimum reflected light, it was possible to calculate the zinc corrosion rate. This suggests that the heads built, in this dissertation, have great potential to be used in the optical system of monitoring corrosion in galvanized structures.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-20T15:27:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação-digital.pdf: 2703779 bytes, checksum: 932fadac81fdbfd0fee52b9e614ccf40 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-20T15:27:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação-digital.pdf: 2703779 bytes, checksum: 932fadac81fdbfd0fee52b9e614ccf40 (MD5) Previous issue date: 2015-07-20 / Esta dissertação apresenta a construção e caracterização de um protótipo de cabeça sensora óptica para medição da corrosão em estruturas metálicas que têm o zinco como elemento de proteção. O elemento sensor consiste de uma fibra óptica com ponta metalizada com zinco. A fabricação da cabeça sensora envolve a clivagem, limpeza e deposição do metal. A caracterização foi realizada colocando o elemento sensor num sistema de medição óptica que mede o sinal óptico refletido pelo metal depositado na face da fibra. Foram estudados três métodos de deposição: térmica, por spray metálico e por sputtering. Porém, a deposição por sputtering foi a única que se mostrou ser mais adequada na construção do elemento sensor. Os resultados da medição pelo sistema proposto sugerem ser possível monitorar a corrosão do metal na ponta da fibra pela modulação do sinal óptico refletido. Desta forma, ao medir o tempo entre a intensidade da luz refletida máxima e mínima, foi possível calcular a taxa de corrosão do zinco. Isso sugere que as cabeças construídas, nos experimentos desta dissertação, têm um grande potencial para serem utilizadas num sistema óptico de monitoramento da corrosão em estruturas galvanizadas. / This dissertation presents the construction and characterization of a prototype optical sensor head for measuring corrosion on metal structures that have zinc as a protective element. The sensor element consists of an optical fiber with metalized face with zinc. The manufacture of the sensor head involves the cleavage, cleaning and metal deposition. Characterization was made by placing the sensor element in an optical measuring system that measures the optical signal reflected by the metal deposited on the face of the fiber. Three methods of deposition were studied, thermal, by metal spraying and sputtering. However, the sputtering deposition was the only one that was more appropriate in the construction of the sensor element. The measurement results by the proposed system suggest that it is possible to monitor metal corrosion on the tip of the fiber optic signal modulation reflected. Therefore, when measuring the time between intensity maximum and minimum reflected light, it was possible to calculate the zinc corrosion rate. This suggests that the heads built, in this dissertation, have great potential to be used in the optical system of monitoring corrosion in galvanized structures.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-02-01T18:32:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DM Henrique Patriota Alves.pdf: 2961953 bytes, checksum: cd856b581753170ffb1c56ff445144f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-01T18:32:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DM Henrique Patriota Alves.pdf: 2961953 bytes, checksum: cd856b581753170ffb1c56ff445144f8 (MD5) Previous issue date: 2016-07-22 / CNPQ / Esta dissertação apresenta uma modelagem computacional da dinâmica de rugosidade de superfície gerada durante o processo de corrosão de um elemento transdutor metálico do sensor à fibra óptica. Tal modelagem é implementada num software dedicado de simulação multifísica que faz uso do Método dos Elementos Finitos. Considerando que a rugosidade de superfície pode ser definida por geometria fractal, que pode ser complexa, é proposta nesta dissertação uma forma alternativa e simples para modelar a superfície rugosa e a sua dinâmica sob corrosão. Para a modelagem computacional, é definida uma função periódica, chamada de função rugosidade, onde seus parâmetros são ajustados com dados experimentais do processo de corrosão. Os resultados da simulação computacional são comparados com um modelo analítico, que faz uso das equações de Fresnel. Nos resultados da simulação, é observado o acoplamento do sinal óptico na superfície rugosa do filme metálico. Esse acoplamento observado é explicado pelo fenômeno de Ressonância de Plásmon de Superfície. A modelagem proposta nesta dissertação apresenta excelente ajuste aos resultados experimentais. / This dissertation presents a computer modeling of the surface roughness dynamics generated during the corrosion process of a metallic element transducer of the fiber-optic sensor. This modeling is implemented in dedicated software that uses the Finite Element Method. Since the surface roughness can be defined by the fractal geometry, which can be complex, it is proposed in this dissertation an alternative and simple way to model the surface roughness and its dynamics under corrosion. The proposed modeling uses a roughness function that is defined by a periodic function, where their parameters are obtained from experimental data of the corrosion process. The computer simulation results are compared to an analytical model, which uses the Fresnel’s equations. In the simulation results, it is observed the optical signal coupling with the rough surface of the metallic film. This observed coupling is explained by the phenomenon of Surface Plasmon Resonance. The proposed modeling and simulations presents excellent fitting to the experimental results.