Con el cambio del siglo XX al XXI, la importancia de las tecnologías ópticas, como herramientas esenciales para otras ciencias, está llamando la atención en diferentes ámbitos científicos y económicos. El desarrollo de técnicas relacionadas con la imagen óptica aparece en diferentes puntos de vista como por ejemplo, la tecnología de la información y de las comunicaciones, la salud humana y las ciencias de la vida, los sensores ópticos y nuevas lámparas para una mejora en el consumo de energía, el desarrollo de equipos destinados a procesos de fabricación en la industria, etc. Las aplicaciones en la industria han tenido un gran impacto económico: por ejemplo, todos los circuitos integrados de semiconductores que se producen en el mundo se fabrican mediante litografía óptica. El desarrollo de la industria de semiconductores ha dado un impulso a la investigación básica y al desarrollo de técnicas ópticas: la disminución de los tamaños en la fabricación implica la exigencia de nuevos materiales, nuevos componentes ópticos, nuevas fuentes de iluminación. En la actualidad, la mayoría de la población europea es usuaria de la Tecnología de la Información y de la Comunicación (del inglés, "Information Communication Technology"), por ejemplo a través de ordenadores personales, telefonía móvil, electrónica empleada en medicina, internet, control de robots inteligentes, detección de obstáculos para la guía de un vehículo,. y la calidad de este tipo de productos aumenta considerablemente cada pocos años para un mismo precio (un factor ~2 cada 3 años). La base de tal progreso se debe, en gran parte, al rápido progreso en la calidad de los componentes que se emplean en esta ICT, como por ejemplo, los circuitos integrados y su conexión con otros dispositivos. La industria semiconductora se está preparando para promover una reducción del detalle más pequeño en los circuitos integrados, por debajo de los 130 nanómetros. Tal reducción requiere una evaluación de la ausencia de gradientes ondulatorios y abruptos con una precisión de 10 nanómetros para el caso particular de obleas de 300 milímetros de diámetro. El diámetro actual standard de las obleas es de 200 milímetros aunque actualmente ya se están produciendo obleas de 300 milímetros y el objetivo es fabricar obleas todavía más grandes. Además, la velocidad de procesado aumentará hasta 100 obleas por hora. Así, el control en la producción y pulido de obleas requiere una instrumentación para la medición rápida de la topografía tridimensional que en la actualidad, no está disponible técnicamente. Otro de los problemas que aparece en la industria semiconductora concierne a los substratos que forman las obleas. La tecnología actual permite producir detalles muy pequeños mediante procesos litográficos. Esto exige mayores requerimientos en la planitud de las obleas sobre las que se depositan repetidamente circuitos integrados. El problema consiste en que la inspección de la planitud requiere mucho tiempo, varias horas para una única oblea. Otro de los problemas con los que se encuentra la industria semiconductora es el procesado de las obleas. Después de la deposición de cada substrato, se neutraliza depositando una capa muy delgada de SiO2. Antes de la siguiente deposición, la oblea se somete a procesos de pulido químicos y mecánicos para conseguir de nuevo la planitud deseada. Se trata de un proceso lento que aumenta el coste de producción. Sin embargo, en un futuro inmediato se fabricarán obleas de 450 mm de diámetro mientras que las actuales son de 200 mm; de forma que se podrán depositar más circuitos integrados ganando tiempo y reduciendo el coste de producción. La situación es similar en otros campos, como por ejemplo, los dispositivos de cristal líquido: en la línea de producción se requiere un rápido control de la topografía tridimensional de dichos cristales, que tampoco está disponible en la actualidad. En este caso las dimensiones pueden llegar a ser de 1m por 1m.

La temática presentada en este documento de tesis para optar al grado de Doctor, se desarrolla de manera tal que siga la línea de pensamiento en la que fueron estudiados los diferentes temas, sintetizando el estudio realizado de las singularidades de fase y sus propiedades, cuando son empleadas en técnicas de metrología de vórtices ópticos. Se estudian las técnicas convencionales de la metrología de vórtices para la síntesis de campos de speckle o similares al speckle, incluyendo el efecto natural de la decorrelación de los mismos para definir los rangos de aplicabilidad de estas técnicas. Posteriormente, se propone una manera alternativa de análisis para medir desplazamientos rígidos en el plano, basada en el análisis de Fourier de las singularidades de fase como marcadores de los campos de speckle, logrando expandir el rango de aplicabilidad de las técnicas de metrología de vórtices ópticos para este tipo de desplazamientos. Finalmente, se propone una manera alternativa para la generación de campos complejos mediante el uso de una nueva transformada integral lineal, generando así una herramienta matemática nueva para la síntesis de registros de intensidad, lo que permite en concreto una mejor síntesis de registros de patrones modulados con altas frecuencias. Dicha herramienta no limita su uso al ámbito de la metrología de vórtices ópticos, sino que puede ser de utilidad en diferentes aplicaciones propias del procesamiento opto-digital de la información.

Uno de los principales objetivos de este trabajo es estudiar el empleo de un cristal BSO como medio de registro de imágenes iluminadas incoherentemente. En el proceso de descodificación o reconstrucción de las imágenes registradas se analiza la variación de la polarización del haz de lectura producida por la modulación de la birrefringencia inducida en el medio. El interés principal en el estudio de la polarización del haz de lectura es controlar el contraste y así optimizar la imagen reconstruida a la salida del sistema. Para ello, se empleó un conversor óptico incoherente a coherente sin soporte holográfico y en configuración transversal, el cual puede considerarse como un subsistema óptico de algún procesador más general. Mediante un sencillo modelo fenomenológico que toma en cuenta la interacción flujo-molécula, se discutirán luego las principales características observadas ya sea con o sin sintonía. Finalmente, se analizan los resultados obtenidos así como las ventajas y desventajas del método utilizado y sus posibles aplicaciones. <i>(Párrafo extraído del texto a modo de resumen)</i>

El trabajo de Tesis se enmarca dentro de las aplicaciones de los diagramas de speckle al procesamiento de imágenes. El mismo está orientado a la obtención de un "display" (exhibición) de información a través de un registro de múltiples diagramas de speckles modulados. La modulación está dada por la pupila del sistema óptico utilizado para registrar los diagramas, la cual codifica cada uno de ellos de manera tal que se comporten como frecuencias portadoras de la información óptica. En la mayoría de las técnicas que se propondrán se empleará una pupila que consiste en dos sectores circulares opuestos por su vértice común. En el proceso de codificación de la información, se obtiene un diagrama de speckle en un medio de registro utilizando un sistema óptico cuya pupila es la descripta. Luego de revelada la placa, la figura de difracción del diagrama almacenado tiene ciertas propiedades de selectividad angular y uniformidad que hacen que la información contenida en él solo sea observada en un ángulo sólido restringido. Si se registran en un único medio varios diagramas de speckle con una orientación diferente de la pupila para cada caso, luego es posible decodificar la información por separado. Dicha información puede ser, por ejemplo, las distintas perspectivas de una escena tridimensional, diferentes componentes cromáticos de una transparencia, etc. Uno de lo trabajos que se presentará utiliza dos ranuras como pupila del sistema óptico, la cual modula con franjas de Young al diagrama de speckle. Este tipo de codificación se emplea en una técnica para obtener la derivada óptica de una transparencia.

El objetivo de este trabajo fue desarrollar un método sin contacto, basado en ablación láser y detección espectroscópica, para medir on Une espesores de recubrimientos depositados sobre un sustrato. El objetivo particular de este trabajo fue el de desarrollar el método propuesto, para determinar espesores de recubrimientos de níquel sobre sustratos de latón. El alcance de este trabajo fue el desarrollo y puesta a punto del método propuesto para determinar espesores de recubrimientos de níquel, depositados electroquímicamente.

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El presente proyecto de monografía tiene como finalidad el impulsar, las técnicas de enseñanza del GeoGebra mediante su utilización en la óptica física y geométrica además de otras disciplinas en las que ya realiza su aplicación. La experiencia al manejar el programa resulta asombrosa, ya que permite visualizar desde el inicio de la construcción de los materiales de física y que en esta oportunidad orientado al campo de la óptica física y geométrica, donde se podrá simular las ondas electromagnéticas (O.E.M.), la descomposición de la luz sobre un prisma, la ley de Snell, lentes planos, lentes cóncavos, lentes convexo, lentes convergentes y lentes divergentes; mediante el uso de simulaciones con GeoGebra, las cuales serán de mucha ayuda en el desarrollo de las clases tanto al maestro como al alumno en la aplicación de este software dinámico reforzando un aprendizaje teórico y visual referente al comportamiento de la luz en medios como el aire, o medios con diferentes índices de refracción, donde se observará que la velocidad de la luz cambia según el medio por donde este atravesando. / Trabajo de suficiencia profesional

Aplicou-se o método de monitoração óptica para a classe de fluidos não-newtonianos que seguem o modelo de lei de potência durante o processo de recobrimento por spin coating. Esta classe representa o escoamento da maioria das soluções poliméricas, que possuem grande potencial de aplicações na opto-eletrônica. Uma solução analítica exata para a variação da espessura deste modelo foi encontrada por meio de um Ansatz. A solução permitiu a definição do tempo característico, que está associado com o perfil da variação da espessura durante o escoamento e com a reprodutibilidade da medida. Os dados experimentais, em tempo real e in situ - para diversas concentrações de CMC, HPMC e HEC, típicos fluidos que seguem lei de potência e para diversas velocidades angulares do spinner – se ajustaram bem ao modelo teórico, com a exceção de alguns pontos finais. O bom ajuste da curva permitiu a determinação com precisão dos parâmetros de escoamento. As potências do modelo, bem como as constantes reológicas que representam as concentrações, mostraram-se consistentes dentro de todo o intervalo experimental testado, representado adequadamente o fluxo estacionário. Isto permitiu quantificarmos os tempos característicos, que representam o intervalo temporal de dependência na espessura inicial. Os valores pequenos encontrados para os tempos característicos, frente ao período total de escoamento estacionário, indicaram a perda de memória na espessura inicial e a maior dependência do escoamento na velocidade angular e na constante reológica, comprovando, assim, a reprodutibilidade observada experimentalmente. Foi possível associar os tempos característicos com os perfis das variações de espessura de uma série de medidas, já que tempos característicos pequenos perdem a memória no perfil inicial, e se separam das demais medidas de variação da espessura, mais precocemente. Do mesmo modo que tempos característicos parecidos tendem a evoluir mais tempo sobrepostos. A acurácia na determinação dos parâmetros de escoamento e os baixos tempos característicos comprovaram a funcionalidade do método de monitoração interferométrica, bem como a da solução analítica encontrada para a espessura do modelo de lei de potência, exceto no período final de escoamento. Esta discrepância pode depender tanto da ineficácia do modelo para representar pequenas espessuras, como da mudança do índice de refração do fluido ao final do escoamento. / The method of optical monitoring was applied to a class of non-Newtonian fluids that follow the power law model during the spin coating process. This class represents the flow of most polymer solutions, which have great potential of applications in opto-electronics. An exact analytic solution to the thickness variation for this model was found by means of an Ansatz. The solution leads to the definition of the characteristic time, which is associated with the profile of the thickness variation during the flow and with the measurement reproducibility. The experimental data, obtained in real time and in situ - for several concentrations of CMC, HPMC and HEC, fluids that typically follow the power law, and for various angular velocities of the spinner - presented a good fit to the theoretical model, with the exception of some end points . The smooth fitting of the curve allowed the accurate determination of the parameters of the flow. The potencies of the model, as well as the rheological constants associated with the concentrations, shown to be consistent in the experimental range tested, and both represent adequately the steady state flow. This allowed quantify the characteristic time, which represent the time interval that depends on the initial thickness. The small values found for the characteristic times, compared to the total stationary flow time, indicated the loss of memory in the initial thickness and the increase of the dependency of the flow in the angular velocity and in the rheological constant, showing thus the reproducibility observed experimentally. It was possible to associate the characteristic times with the profiles of the thickness variations in a series of measurements, since small characteristic time lose their memory in the initial profile, and separate earlier from the other measures of thickness variations. Similarly near characteristic times tend to evolve superimposed for longer time. The accuracy in determining the parameters of the flow and the low characteristic times confirmed the functionality of the interferometric monitoring method, as well as of the analytical solution for the thickness of the power law model, except for the final period of flow. This discrepancy may depend on both in the ineffectiveness of the model in representing small thicknesses, as well as in the changing of the refractive index of the fluid at the end of the flow.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:34:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325423.pdf: 6306442 bytes, checksum: 8ff4f18c24690383cc0b824b3c31493e (MD5) Previous issue date: 2013 / Com objetivo constante de aumentar a produtividade e confiabilidade de suas instalações, juntamente com redução de custos, a indústria de óleo e gás tem utilizado cada vez mais os revestimentos de materiais compósitos como reforços estruturais e inibidores de corrosão. A aplicação de tais revestimentos em campo, muitas vezes, se dá em condições não ideais, acarretando defeitos de adesão e delaminações. Este trabalho explora a utilização da shearografia, uma técnica óptica interferométrica, para inspeção de defeitos e falhas de adesão de revestimentos de materiais compósitos. Para se obter imagens de shearografia com boa definição, o carregamento pela variação da pressão interna da tubulação foi utilizado. Uma metodologia de quantificação do tamanho do defeito a partir de imagens da shearografia foi desenvolvida e os procedimentos de inspeção, bem como parâmetros e condições apropriadas para inspeção em laboratório, foram determinados. A função que melhor correlaciona os parâmetros extraídos da imagem com as dimensões dos defeitos é um polinômio de grau 2, sendo que os seus coeficientes caracterizam a resposta do tipo de revestimento avaliado no escopo deste trabalho. Com isso, é possível se fazer uma estimativa do tamanho do defeito, o que viabiliza acompanhar a evolução da corrosão e/ou descolamento do revestimento em um tubo de aço em região localizada sob a superfície do revestimento compósito. Esses resultados atenderam uma demanda direta da indústria de óleo e gás e do mercado nacional brasileiro.<br> / Abstract : Based on the constant objective of increasing productivity and reliability of its facilities, allied with decreasing costs, the oil and gas industry has used more and more composites materials as structural reinforcements and corrosion inhibitors. The application of such reinforcements on field is usually under non-ideal conditions, leading to adhesion and delamination defects. The presented work exploits the usage of shearography, an optical interferometric technique, for flaws and defect inspection of composite materials coatings. In order to obtain shearography images with good quality and definition images, the loading for internal pressure variation was performed. A methodology to quantify the defect size from shearography images was developed and the inspection proceedings, as well as its parameters and appropriated conditions for laboratory inspection, were determined. The function that better correlates the extracted parameters of the image with its defects dimensions is a second degree polynomial function and its coefficients characterize the answer from the type of reinforcement analyzed in this paper. Therefore, it is possible to estimate the defect size, which enables to follow the evolution of the corrosion and/or disbounding between the pipe and composite material in a region located under the surface of the composite. These results attended a direct request from the oil and gas industry and the Brazilian national market.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-08-21T12:36:37Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1515891 bytes, checksum: 2465c9944bb01ce4efb286ff4ef9a994 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T12:36:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1515891 bytes, checksum: 2465c9944bb01ce4efb286ff4ef9a994 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho estudamos a interação do DNA com o corante DAPI em solução com alta (PBS 174 mM) e baixa (PBS 34 mM) força iônica. Para esse estudo utilizamos a técnica experimental de piņcamento óptico. Na primeira parte do experimento extraímos os parâmetros mecânicos da interação (comprimentos de persistência e contorno) em função da concentração total de ligante na solução. Com esses parâmetros mecânicos fazemos uma conexão entre essas propriedades e as propriedades físico-químicas do complexo formado através da isoterma de ligação proposta por McGhee - von Hippel, utilizando modelos desenvolvidos recentemente. Através dessa análise identificamos dois modos de ligação para o DAPI e o DNA, a ligação de fenda menor, que ocorre em baixas concentrações de corante e a intercalação, que ocorre em altas concentrações de corante. / In this work we studied the DAPI dye-DNA interaction in high (PBS 174 mM) and low (PBS 34 mM) ionic strength solutions. To perform this task, we used the optical tweezers experimental technique. In the first part of the experiment, we extracted the interaction’s mechanical parameters (persistence and contour lengths) as a function of the total ligand concentration in the solution. With these mechanical parameters we made a connection between these properties and the physicochemical properties of the complex formed by the binding isotherm proposed by McGhee-von Hippel, using recently developed models. From such analysis, we identified two DAPI dye-DNA binding modes, namely, the minor groove binding, which occurs at low dye concentrations, and intercalation, which occurs at high dye concentrations.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-10-26T12:35:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3879461 bytes, checksum: 5a7bba689f4bec90e772316f9fae5fab (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-26T12:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3879461 bytes, checksum: 5a7bba689f4bec90e772316f9fae5fab (MD5) Previous issue date: 2017-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente trabalho foram estudadas as mudanças conformacionais da moĺécula de DNA devido a sua interação com variadas concentrações de Putrescina, e também para distintas forças iônicas ([Na + ]: 150 mM, 10 mM e 1 mM). Para análise do complexo DNA- Putrescina foi utilizado o método experimental de pinçamento óptico para obtermos, na primeira parte do trabalho, dois relevantes parâmetros mecânicos, o comprimento de contorno e o comprimento de persistência, para concentrações distintas de Putrescina. Na segunda parte do trabalho os dados obtidos dos parâmetros mecânicos foram utilizados para determinarmos os parâmetros físico-químicos relacionados ao complexo DNA-Putrescina; a conexão entre estes, aparentemente, distintos grupos de parâmetros é feita a partir de uma modelagem estatística que faz uso da isoterma de ligação de Hill. Da análise destes resultados, e também levando em conta os trabalhos de outros pesquisadores, sugerimos que o tamanho do complexo formado pela putrescina, em cada concentração de [Na + ], é significante para o efeito mecânico causado na molécula de DNA. / The present work aims to study the coformation changes of the DNA molecule due to its interaction with various concentrations of putrescine, as well as to different ionic strengths ([Na + ]: 150 mM, 10 mM e 1 mM). In order to perform the analysis of the DNA-Putrescine complex,the optical tweezers experimental technique was used, in order to achieve two re- levant mechanical parameters (i. e., the persistence and contour lengths) for different concentration of putrescine. In a second part of the work, the data obtained was used to determine the physicochemical parameters associated with the DNA-Putrescine complex; the connection between these apparently distinct groups of parameters is obtained from a statistical model which includes the Hill binding isotherm. From the analysis of these results, and also taking into account the work of other researchers, we suggest that the size of the complex formed by putrescine, in each concentration of [Na + ], is significant for the mechanical effect caused in the DNA molecule.