O presente trabalho apresenta um amplo estudo das propriedades espectroscópicas de fibras cristalinas de CMO:NdNbO4 e CVO:Nd3+, visando aplicações como novos meios ativos excitados por laser de diodo. As fibras em estudo, foram crescidas pela técnica de LHPG (Laser Heated Pedestal Growth) a qual permitem uma rápida obtenção de fibras, em dimensões já apropriadas para a confecção de mini lasers, sem a utilização de cadinhos, com excelente qualidade cristalina e baixa perda de material. Para uma completa caracterização, foram realizados os cálculos de Judd Ofelt, baseando-se nos espectros de absorção óptica, como ferramenta para a calibração e interpretação dos experimentos de luminescência, emissão estimulada (SE), absorção do estado excitado (ESA) obtido por duas técnicas: (a) pela técnica de bombeio e feixe de prova contínuos em um esquema de dupla modulação e (b) pela técnica de excitação do estado excitado (ESE). Estes resultados mostraram que ambos os materiais possuem baixos valores de seção de choque ESA na principal região de emissão laser de materiais dopados com Nd3+ 4F3/2 → 4I11/2 (~1070nm). A presença de bandas largas observadas nos espectros de luminescência e absorção óptica e um número de transições maior do que esperado observado nos espectros de absorção óptica a baixa temperatura, indicaram a provável existência de multisítios em ambos cristais de CVO:Nd3+ e CMO:NdNbO4. Para quantificar e caracterizar os multisítios de Nd3+ nas amostras, foram realizados experimentos de excitação óptica, seleção de sítios por excitação laser e luminescência seletiva, demonstrando que a amostra de CVO:Nd3+ possui um grande numero de sítios e a amostra de CMO:NdNbO4 possui sete sítios diferentes, justificando o comportamento de bandas largas observado nos espetros de absorção óptica e luminescência. Os valores das seções de choque de absorção óptica (σGSA=4,1x\'10-20cm2 para o CVO e σGSA=5,5x10-20cm2 para o CMO:NdNbO4) e de emissão estimulada, para ambos os materiais (σe=5,5x10-20cm2 para o CMO:NdNbO4 e 13,3x10-20cm2 para o CVO:Nd3+), estão na faixa de importantes meios ativos laser que exibem propriedades multisítios e uma largura de linha de absorção óptica em 810nm (ΔλGSA=11nm para o CVO e ΔλGSA=11,5nm para o CMO) maior que muitos importantes meios ativos como YAG:Nd3+ ou GGG:Nd3+ colocando-os em vantagem em relação a estes e muitos outros materiais, para excitação com laser de diodo, justificando a importância do trabalho apresentado e o estudo desses materiais. / The present work release an extensive study of spectroscopic properties on CMO:NdNbO4 and CVO:Nd3+ single crystal fibers, in searching for new laser materials activated with diode laser. The fibers were grown by LHPG (laser Heated Pedestal Growth) technique that permits a fast production of fibers with appropriate dimension for mini laser construction, without the use of crucible, with excellent crystalline quality and low waste of material. For a full optical characterization, it was performed the Judd Ofelt analysis based on the measured absorption spectra as a tool for calibration and interpretation of the experiments of luminescence, stimulated emission (SE), excited-state absorption (ESA) using two different techniques: (a) by the double modulate pump and probe continuous wave technique and (b) by the excited-state excitation (ESE) technique. These results show that both materials have low ESA cross-section values in the main expected laser region 4F3/2 → 4I11/2 of Nd3+ - doped materials (-1070nm). The existence of broad bands in the luminescence and optical absorption spectra and a number of transitions more than expected as observed in the low temperature absorption spectra suggest the existence of multisites in both crystals of CVO:Nd3+ e CMO:NdNbO4. In order to quantify and characterize the multisites of Nd3+ in the samples, experiments were realized of optical excitation, site selective laser excitation and selective luminescence. These experiments shown that CVO:Nd3+ has a large number of different sites and the CMO:NdNbO4 has seven different sites, justifying the broad band behavior observed on the luminescence and optical absorption experiments. The values of absorption cross-sections (σGSA=4,1x\'10-20cm2 for CVO and σGSA=5,5x10-20cm2 for CMO:NdNbO4) and emission cross-sections (σe=5,5x10-20cm2 for the CMO:NdNbO4 and 13,3x10-20cm2 for CVO:Nd3+) among important laser materials that have multisites properties and a FWHM of absorption at 810nm (ΔλGSA=11nm for CVO and ΔλGSA\'=11,5nm for CMO) broader than many other active laser medium like YAG:Nd3+ or GGG:Nd3+ suggesting these materials to be on advantage from many others lasers materials using diode laser excitation, justifj4ng the important of the present work and the study of these material.

A classe de óxidos contendo nióbio (Nb) ou tântalo (Ta) e possuindo estrutura AB2O6 (A = Mg, Zn, Ca e B = Nb, Ta) do tipo columbita ou trirutilo, tem sido investigada devido a sua potencialidade para ressonadores na freqüência de microondas (GHz), os quais podem ser usados em sistemas de comunicação móvel e satélite, tais como telefones celulares e sistemas de comunicação pessoal. Preparamos corpos cerâmicos densos pelo método convencional de mistura de óxidos e reação no estado sólido. A rota de processamento e condições ótimas de sinterização foram desenvolvidas para as cerâmicas de MgTa2O6 (MT), ZnTa2O6 (ZT), MgNb2O6 (MN) e ZnNb2O6 (ZN). Temperaturas de sinterização a 1300°C para os niobatos e 1400°C para os tantalatos, para tempos de patamar de 8 horas, promoveram alta densificação atingindo-se densidades relativas maiores que 98% em todos os casos. Na caracterização dielétrica das cerâmicas de ZT e MT, por meio de medidas de impedância nas faixas de freqüência de 24MHz a 1,5GHz, determinamos as constantes dielétricas com valores de ε´=32 para o MT e ε´=36,5 para o ZT; resultados similares aos melhores existentes na literatura. Na fase monocristalina, estes materiais possuem potencialidades para aplicação em geração, transmissão, detecção e conversão de sinais ópticos em uma larga faixa de comprimentos de onda e níveis de potência. Fibras de CaTa2O6 puderam ser eficientemente obtidas pela técnica de Laser Heated Pedestal Growth (LHPG) e a dopagem desses compostos com íons terras raras de Nd3+ e Er3+foi uma alternativa para a obtenção de um material laser ativo. O estudo de fibras dos compostos do tipo ATa2O6 como meio laser ativo, não tem sido devidamente explorado. Resultados de espectroscopia óptica com fibras de CaTa2O6 dopadas com íon de Nd+3revelaram ser um novo material laser ativo para ser bombeado com laser de diodo. / The c1ass of oxides containing the elements niobium or tantalum with AB2O6 (A= Mg e Zn; B= Nb e Ta) structure of the type columbite or trirutilo, has been investigated due to their potentialities for applications in dielectric resonators at microwave frequencies (GHz), which can be used for mobile and satellite communications, as in cell phones and personal communication systems. We have prepared dense ceramic bodies by conventional method of oxides mixture followed by solid state reaction. The experimental route and sintering conditions were developed for the MgTa2O6 (MT), ZnTa2O6 (ZT), MgNb2O6 (MN) and ZnNb2O6 (ZN) ceramics. It was observed that sintering under temperatures of 1300°C for the niobates, and 1400°C for the tantalates, for 8 hours, promoted densities higher than 98% for all ceramic bodies. Impedance spectroscopy was used for the dielectric characterization of MT and ZT ceramics in the frequency range of 24MHz to 1.5GHz and the values of dielectric constant are ε´=32 and ε´ =36.5 respectively. These results are comparable to the best results found in the literature. Moreover, it is also shown that while in the single crystal form, these materials might be used for the generation, transmission, detection, and conversion of optical signals, over a broad range of wavelengths and power levels. Undoped or doped (Nd3+ or Er3+) CaTa2O6 (CT) single crystal fibers were efficiently obtained by the laser−heated pedestal growth (LHPG) technique. The doped samples were characterized from the structural and spectroscopic points of view, aiming to investigate them as potential candidates for compact laser active media, which can be pumped by low cost diode lasers. Although the study of ATa2O6 single crystal fibers for this purpose hasn\'t been much explored yet, the results obtained for CaTa2O6: Nd+3 fibers are very promising.

Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-06T14:06:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Doutorado Hans García 4.31 MB.pdf: 4421472 bytes, checksum: 5bfec61eef411106d44ad1b4be717df5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T14:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Doutorado Hans García 4.31 MB.pdf: 4421472 bytes, checksum: 5bfec61eef411106d44ad1b4be717df5 (MD5) Previous issue date: 2012 / Os estudos dos sistemas coloidais contendo NPs de Co3O4, V(CO)6, e Fe2O3 foram feitos em 532 nm com pulsos de 80 picosegundos. No caso dos colóides contendo NPs Co3O4 as medições de refração não linear e absorção não linear demonstraram uma resposta NL que inclui contribuições de terceira e quinta ordem. O comportamento de uma suspensão coloidal com NPs de V(CO)6 exibe uma competição entre os efeitos de absorção saturada, absorção de estado excitado e absorção de dois fótons. Como consequência desta competição, a resposta de refração não linear das NPs muda de auto-desfocalização para auto-focalização quando a intensidade do laser incidente aumenta. Colóides com NPs de óxido de ferro com tamanhos de 4.5 nm e 11 nm recobertas com ácido oleico e ácido cítrico, respectivamente, foram estudados. Os resultados mostram que o tamanho tem um importante efeito sobre a parte imaginária da susceptibilidade de terceira ordem destes sistemas. Também foram estudados filmes de óxido de ferro e óxido de cobalto no infravermelho próximo. Valores do índice de refração não linear, , da ordem de foram medidos para ambos os filmes em 800 nm com pulsos de 150 fs. Além disso foi observado que o coeficiente de absorção não linear para o filme de óxido de ferro é desprezível. Por outro lado o filme de óxido de cobalto mostra uma forte absorção saturada e o coeficente de absorção não linear estimado é da ordem de 10-5 cm/W. 8 As propriedades ópticas não lineares de terceira ordem de nanoestruturas de telúrio estudadas em 532 nm com pulsos de 80 ps podem ser resumidas numa inversão dependente de intensidade do sinal de absorção saturada para absorção saturada reversa. Finalmente, através de medições de varredura z com pulsos de 100 fs em 800 nm e excitação (400 nm) - prova (500 nm), foram também estudadas as propriedades de absorção não linear resonante por dois fótons com a transição 0 1 S S e dinâmica de estado excitado através da transição 0 1 S S de um novo polímero doador – receptor (LaPPS40) numa solução de tetra-hidrofurano (THF).

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-06T15:39:38Z No. of bitstreams: 2 RenanVBCarvalho-Dissertacao.pdf: 3897681 bytes, checksum: 2240419bab0a3bab7d9e1e5b7811e687 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T15:39:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 RenanVBCarvalho-Dissertacao.pdf: 3897681 bytes, checksum: 2240419bab0a3bab7d9e1e5b7811e687 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-07-13 / CNPq / Esta dissertação propõe a solução conjunta de dois problemas de planejamento de redes ópticas levando em consideração aspectos de custo e desempenho da rede. O primeiro é a inserção de regeneradores (RP) nos nós e o segundo é o dimensionamento da capacidade dos enlaces, ou seja, a definição da quantidade de comprimento de ondas (WP) disponibilizada em cada enlace. O tratamento conjunto dos dois problemas é chamado de problema de inserção de comprimentos de onda e de regeneradores (WRP). Duas propostas são sugeridas para a solução do problema de WRP. Elas utilizam o algoritmo evolucionário multiobjetivo SPEA2, que tem como metas de otimização a diminuição da probabilidade de bloqueio da rede, e a diminuição dos custos financeiro (CapEx) e operacional (OpEx). Por se tratarem de técnicas de otimização multiobjetiva, o resultado final consiste em um conjunto de redes que apresentam soluções de compromisso entre metas de otimização. São feitas várias análises dos resultados. Uma delas refere-se à restrição de inserir o mesmo número de comprimentos de onda em todos os enlaces da rede em comparação à abordagem sem restrição. Os resultados mostram que tal imposição onera o custo das redes e o dimensionamento individual de cada enlace é o indicado. Outra análise compara a robustez das técnicas segundo variações no modelo de CapEx. Para os cenários analisados, as duas propostas apresentam resultados semelhantes. Por fim, a convergência do algoritmo é verificada para o número de gerações utilizadas nas simulações.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In this work, the synthesis condition (complexing agent and temperature and time of calcination) were studied aiming to produce BaAl2O4 samples in the ferroelectric hexagonal phase. Pure and Eu3+ - doped samples were produced and its luminescent properties were investigated. BaAl2O4 was prepared using several thermal treatment conditions, via an alternative sol-gel route, using coconut water or PVA as the complexing agents. The sample production at 600ºC/5h is quite interesting, since to date the lowest calcination temperatures found in the literature was 650 º C using reagents with high degree of toxicity DTA / TG measurements indicated a possible start of the crystallization of the material at approximately 600 º C, and the X-ray powder diffraction (XRD) confirm the formation of the desired phase of the calcined barium aluminate at that temperature. The results of the Rietveld refinements showed the occurrence of secondary phase in the samples produced at 600 º C / 5h, presenting 5% of phase Ba(NO3)2, while single phase was found for samples calcined at 1200 º C for 2 and 5h. Analysis of the diffractogram by the Scherrer equation showed smaller crystallite size for samples calcified at 600 ºC/5h, but apparently with a lower degree of crystallinity than the sample prepared at 1200 º C/ 2 and 5h. The photoluminescence measurements showed that the emission spectra of the samples have great dependence on the times, temperatures and complexing agents used. In particular, samples calcined at 600 º C have very different characteristics with regard to the probabilities of emissions associated with Eu3+ when compared with samples produced at higher temperatures. Differences observed in the spectra of samples produced via different complexing agents are possibly due to defects created in the materials by impurities present in the coconut water. Samples produced using PVA present sites with higher symmetry, which was evidenced by a lower relative emission of the 5D0-7F2 transition, which is hypersensitive to site symmetry. Analysis of PL measurements performed on pure samples showed a broad emission band, indicating that the material has intrinsic luminescence in all cases. This band is possibly due to the intrinsic defects, F centers and F + centers emisisons. The radioluminescent spectra presented emissions referring to both the Eu3+ and Eu2+ ions, indicating reduction of the europium ion. It was confirmed that this reduction is due to the incident radiation, since XANES measurements showed that only Eu3+ is present in the materials produced. From the comparison between the radioluminescent spectra it was concluded that the samples calcined at 600 º C have a higher stability of the Eu3+ ions incorporated in the matrix, being more difficult the reduction due to the radiation. / Neste trabalho foram estudados os efeitos da rota de produção e da temperatura e tempo de síntese do sistema BaAl2O4 na fase ferroelétrica hexagonal. Foram produzidas amostras puras e dopadas com íons Eu3+. O BaAl2O4 foi preparado utilizando uma variação da rota sol gel, usando como agentes complexantes, água de coco ou PVA, com temperaturas de calcinação a 600 e a 1200ºC. Este resultado se mostra bastante interessante, visto que, até hoje as menores temperaturas de calcinação encontradas na literatura foram 650ºC utilizando reagente com alto grau de toxidade. Medidas de DTA/TG e DRX, realizadas para caracterização estrutural, indicam um possível início da cristalização do material em aproximadamente 600ºC, e as difratometrias confirmam a formação da fase desejada do aluminato de bário calcinada nessa temperatura. Os resultados dos refinamentos Rietveld mostraram a ocorrência de fase secundária nas amostras produzidas a 600 ºC/5h, apresentando 5% da fase Ba(NO3)2, enquanto fase única foi encontrada para amostras calcinadas a 1200 ºC por 2 e 5h. Análises do difratograma por meio da equação de Scherrer mostraram menor tamanho de cristalito para amostras calcinadas a 600ºC/5h, porém, aparentemente com menor grau de cristalinidade do que a amostra preparada a 1200ºC. As medidas de fotoluminescência mostraram que os espectros de emissão das amostras tem grande dependência com tempos, temperaturas e agentes complexantes utilizados. Em especial, amostras calcinadas a 600 ºC apresentam características bem diferentes no que diz respeito às probabilidades das emissões associadas ao Eu3+, quando comparadas com amostras produzidas em temperaturas mais elevadas. Diferenças observadas nos espectros de amostras produzidas via diferentes agentes complexantes, possivelmente são devido a defeitos criados nos materiais por impurezas presentes na água de coco. Amostras produzidas utilizando PVA, apresentam sítios com maior simetria, o que foi evidenciado por uma menor emissão relativa da transição 5D0-7F2, que é hipersensível à simetria do sítio. Análise das medidas PL realizadas em amostras puras mostraram uma larga banda de emissão, indicando que o material possui luminescência intrínseca em todos os casos. Uma possível explicação para esta emissão é ela ser devida a centros F e centros F+ que apresentam-se nesta região espectral em vários óxidos, especialmente aqueles baseados no alumínio. Os espectros radioluminescentes apresentaram emissões referentes tanto aos íons Eu3+ como também Eu2+, indicando redução do íon európio. Foi confirmada que essa redução deve-se à radiação incidente, já que, medidas de XANES mostraram que apenas Eu3+ está presente nos materiais produzidos. Da comparação entre os espectros radioluminescentes pôde-se concluir que as amostras calcinadas a 600ºC tem maior estabilidade dos íons Eu3+ incorporados na matriz, sendo mais difícil a redução por conta da radiação.

The present work is focused on the structural, chemical and optical properties of phosphate and fluorides micro and nanoparticles. The phosphate material was the lanthanum lithium phosphate (LiLaP4O12), undoped and doped with 2mol% of europium. The fluorides were: barium fluoride (BaF2), lithium yttrium fluoride (LiYF4) and the potassium magnesium fluoride (KMgF3), where the last two were doped with 4mol% of europium, terbium, cerium and dysprosium ions. For LiLaP4O12, the Sol-Gel route was chosen as the synthesis method. The X-ray diffraction and Rietveld refinement were used to investigate the crystalline phase present in the samples. The morphology and particles size determination were carried out by scanning electron microscopy (SEM) and the results showed two types of particles, small isolated nanoparticles and regions showing agglomerates of particles. Photoluminescence excitation and emission spectra were used to identify the charge transfer band and the optical bandgap for LiLaP4O12. For fluoride materials, the synthesis method used was the hydrothermal assisted microwave route. X-ray diffraction analyses were done to confirm the crystalline phase formation. Rietveld refinement analyses in BaF2 showed that this material samples, in nanometric form, exhibited strong strain, and this observation was investigate via Williamson-Hall formalism. Scanning electron microscopy (SEM) was also used to study the morphology and particles size distribution in the fluoride materials. SEM results showed that the BaF2 and KMgF3 samples were formed by nanometric particles and the LiYF4 samples were formed by micrometric particles. Chemical properties of the fluorides materials were studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) aiming the quantification of the oxygen present in the samples surface. The oxygen concentrations found were discussed in terms of the defects, like colour centres, produced in the matrix, of the fluoride materials. The electronic transitions of the dopant ions were investigated by photoluminescence spectroscopy, and in this part, the self-trapped exciton (STE), the exciton emission and the optical band gap were also estimated. The optical gap was found to be 10.5 eV for BaF2, 11.1 eV for LiYF4 and 12.1 eV for KMgF3. Additionally, studies related to the defects present at KMgF3 due to oxygen contaminant and dopant ions were carried out by thermoluminescence (TL) and optically stimulated luminescence (OSL). / Neste trabalho foram estudadas propriedades estruturais, químicas e ópticas de micro e nanopartículas de compostos fosfato e fluoretos. Os materiais estudados foram: fosfato de lítio e lantânio (LiLaP4O12) não dopado e dopado com 2 mol% de európio; fluoretos de bário (BaF2), lítio e ítrio (LiYF4) e ainda o fluoreto de potássio e magnésio (KMgF3), sendo estes dois últimos não dopados e também dopados com 4 mol% de európio, térbio, cério e disprósio. Para o LiLaP4O12, o método de síntese utilizado foi a rota sol-gel. Os resultados de difração de raios X (DRX) e refinamento Rietveld confirmaram a formação da fase cristalina correspondente. A morfologia e o tamanho de partícula foram estudados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), as análises mostraram a formação predominante de nanopartículas desaglomeradas e também a formação de pequenas regiões com aglomerados isolados. Através dos espectros de excitação e emissão, foi possível determinar características ópticas do LiLaP4O12, tais como, a banda de transferência de carga e também o bandgap. Para os compostos fluoretos, o método de síntese utilizado foi o hidrotermal assistido por microondas. Os estudos através da difração de raios X confirmaram a formação das fases cristalinas das amostras. O uso do método de refinamento Rietveld na amostra de BaF2 mostrou que a rede cristalina apresenta um alto grau de microdeformação, que foi investigado através do formalismo de Williamson-Hall. Imagens de microscopia eletrônica de varredura também foram utilizadas para estudo de morfologia e tamanho de partícula, revelando a formação de nanopartículas para o BaF2 e o KMgF3 e micropartículas para o LiYF4. As propriedades químicas dos fluoretos foram investigadas através da espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), em que a concentração de impurezas de oxigênio na matriz dos fluoretos foi determinada e discutida em termos da criação de defeitos do tipo centros de cor. As transições eletrônicas dos íons dopantes e da matriz cristalina dos fluoretos foi estudada através da espectroscopia de excitação e emissão fotoluminescente. A absorção fundamental associada ao band gap foi estimada em 10,5 eV para o BaF2, 11,1 eV para o LiYF4 e 12,1 eV para o KMgF3. Um estudo dos defeitos associados a incorporação de íons terras raras e impurezas de oxigênio no KMgF3 foi realizado através das técnicas de termoluminescência (TL) e luminescência opticamente estimulada (LOE).

Neste trabalho foram estudadas as propriedades ópticas e estruturais do cintilador BaYF dopado com 2mol% de Praseodímio. Dois tipos de amostra foram produzidas, policristalina e monocristalina. A amostra policristalina foi produzida por reação de estado sólido em atmosfera de HF. As amostras monocristalinas foram obtidas a partir de uma amostra policristalina que passou pelo processo de fusão zonal. A caracterização estrutural realizada por difração de raios X revelou a formação da fase BaY2F8 de forma majoritária para a amostra policristalina e também para diferentes regiões do monocristal. A caracterização óptica, impulsionada por estudos recentes que mostram o BaYF dopado com terras rara é um promissor cintilador, tiveram inicio a partir da identificação das transições referentes ao dopante através da técnica de fotoluminescência (PL). A absorção de radiação ionizante, conversão da radiação em luz e formação de defeitos, fatores importantes nas propriedades que definem a aplicabilidade de um cintilador,foram estudadas pelas técnicas de radioluminescência (RL) convencional e emissão luminescênte estimulada por raios X (XEOL), absorção óptica (AO) e termoluminescência (TL). Os resultados obtidos com estas técnicas juntamente com análises de espectroscopia de absorção raios X (XAS) possibilitaram a elaboração de um modelo para o mecanismo de cintilação do BaY2F8:Pr3+. / The structural and optical properties of 2%Pr3+ doped BaY2F8 (BaYF) were studied. Two types of samples were produced, polycrystalline and monocrystalline samples. The polycrystalline samples were produced via the solid state reaction route in HF atmosphere. Single crystalline sample were obtained from the polycrystalline rod that was subjected to the zone melting technique. The structural characterization done by powder X ray diffraction revealed that the desired BaY2F8 phase were formed in the polycrystalline samples and for different regions of the single crystal samples. The optical characterization, driven by recent studies showing that the rare earth doped BaYF is a promising scintillator, start with the identifications of the 4f-4f and 5d4f-4f transitions of the dopant through the photoluminescence (PL) and radioluminenscet (RL) techniques. The ionizing radiation absorption, conversion radiation into light and formation of defects, three main characteristic of a scintillator material, was studied by conventional radioluminescence (RL), XEOL (X-ray Excited Optical Luminescence), optical absorption (AO) and thermoluminescence (TL). The combined results obtained with these techniques together with analysis of X ray absorption spectroscopy (XAS) allowed the development a model for the scintillation mechanism of the Pr3+ doped BaYF.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-05-19T17:02:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Luciana Pedrosa Sales.pdf: 9188948 bytes, checksum: 94448189f389783d1cbd8f2751cee2d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-19T17:02:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Luciana Pedrosa Sales.pdf: 9188948 bytes, checksum: 94448189f389783d1cbd8f2751cee2d8 (MD5) Previous issue date: 2004-11-30 / Nesta dissertação apresentamos um novo conceito para otimização de sistemas WDM solitônicos, chamado Gerenciamento de Colisões. Mostramos resultados de simulações com sistemas WDM solitônicos de amplificação discreta de 2 £ 40 Gb/s, operando próximo do zero de dispersão, na banda C de transmissão, sem o uso de gerenciamento de dispersão ou quaisquer outras técnicas já consagradas (como por exemplo filtros ao longo do enlace) de minimização de efeitos físicos prejudiciais ao desempenho do sistema. Após fundamentar e explorar o conceito de Gerenciamento de Colisões, propomos o uso de três técnicas. A primeira trata-se do gerenciamento de colisões incompletas que podem ocorrer no início e no final da transmissão. Para viabilizar este gerenciamento propomos uma técnica que consiste na inserção de um atraso inicial entre pulsos de canais diferentes. Essa técnica, em um sistema otimizado, para condições apropriadas (comprimento de colisão maior que duas vezes o comprimento de amplificação), pode permitir uma melhora no desempenho de sistemas WDM solitônicos, chegando a dobrar o alcance dos mesmos, pois ela elimina a colisão incompleta inicial e, em determinados casos, a final. Outras duas técnicas sugeridas exemplificam que, por meio do gerenciamento das colisões completas, podemos melhorar o desempenho de sistemas WDM solitônicos, otimizando adequadamente o espaçamento entre canais, bem como, o espaçamento entre amplificadores do mesmo. Verificamos que a otimização correta de Sistemas WDM Solitônicos, aliado ao uso adequado do espaçamento entre canais e amplificadores, pode permitir ao sistema um alcance em torno de 1000 km, para uma taxa de erro por bit (BER) de aproximadamente 10¡12, sem o uso da técnica de gerenciamento de colisão incompleta, e em torno de 1600 km, com a utilização da mesma. / In this work we propose a new concept for optimization of Solitonic WDM Systems, called Collision-Management. We show the simulation results of 2£40 Gb/sWavelength-Division Multiplexed (WDM) Solitonic Systems. We used Lumped Amplification with Erbium-doped fiber amplifier (EDFAs) and channels working near zero dispersion in the C band (1530– 1560 nm), without using Dispersion-Management or other schemes for minimizing the physical effects that degrade the optical transmission systems. After presenting the fundamental concepts of Collision-Management, we propose three techniques to implement it. The first is incomplete Collision-Management. Incomplete Collisions can occur at the beginning or/and at the end of the transmission. For this type of Management we suggest the introduction of an Initial Delay among pulses of different channels. If used in well balanced systems, this technique can increase the range of 2 £ 40 Gb/s WDM soliton transmission systems, due to the elimination of initial and final Incomplete Collisions. In some cases it can double the reach. We suggest two techniques for Complete Collision-Management, through Optimization of Channel Spacing and Optimization of Amplifier Spacing. We also show that if correctly designed, 2 £ 40 Gb/s WDM Solitonic Systems can reach about 1000 km (with BER about 10¡12), when using the Complete Collision-Management technique, and about 1600 km if we add incomplete Collision-Management technique.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-08-29T19:39:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Erick de Andrade Barbosa.pdf: 14348736 bytes, checksum: 3deda52b9c99ae058b17979cabdd2ad2 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-05T18:54:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Erick de Andrade Barbosa.pdf: 14348736 bytes, checksum: 3deda52b9c99ae058b17979cabdd2ad2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-05T18:54:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Erick de Andrade Barbosa.pdf: 14348736 bytes, checksum: 3deda52b9c99ae058b17979cabdd2ad2 (MD5) Previous issue date: 2017-07-20 / FACEPE / Redes ópticas dinâmicas estão desa ando os dispositivos a se tornarem autoadaptativos. Por ser um dispositivo crucial para as redes ópticas, é necessário que o amplificador óptico tenha a capacidade de alterar seu ponto de operação de acordo com as necessidades da rede. O problema do controle adaptativo do ponto de operação dos amplificadores ópticos (Adaptive Control Operation Point - ACOP) é recente e poucas técnicas foram propostas para resolvê-lo. O objetivo desta tese é propor técnicas para resolver o ACOP, o que permitirá que os amplificadores em uma cascata de amplificadores adaptem seu ponto de operação de forma a aumentar, ou ao menos manter, a qualidade da transmissão do enlace. Serão consideradas técnicas que realizam esta adaptação de forma local e global, para que se possa avaliar os prós e contras relativos a qualidade das suas soluções e seus tempos computacionais. As técnicas também deverão respeitar restrição na potência de saída da cascata para que seja possível existirem enlaces com e sem técnicas ACOP em uma mesma rede. As técnicas propostas serão avaliadas em comparação com outras técnicas encontradas na literatura considerando-se um cenário realístico, inclusive com efeitos não-lineares. Também será avaliado se o controle de outros dispositivos, além do amplificador óptico, é capaz de melhorar as soluções das técnicas ACOP. Além disso, os benefícios das redes definidas por software (SDN) serão utilizados para implementar as técnicas como aplicativos de um plano de controle SDN em um ambiente de rede real. Os resultados alcançados mostram que a definição correta do ponto de operação dos amplificadores ópticos pode melhorar o desempenho da cascata de amplificadores, principalmente, por conta da redução do ruído inserido no sinal óptico e melhora da planicidade do sinal, em comparação ao método tradicional que define os ganhos dos amplificadores para compensar as perdas do enlace. / Dynamic optical networks are challenging the network devices to become self-adaptive. Since the optical amplifier is a crucial device in optical networks, it is necessary to add in this device the capability to change its operating point according to the network conditions. The problem of adaptive control of optical ampli er operating point (ACOP) is recent and few approaches have been proposed to solve it. The aim of this thesis is to propose approaches to solve the ACOP problem, which will enable optical ampli ers to adapt their operating points in order to increase, or at least maintain, the quality of the transmission in the link. It is considered approaches that perform this adaptation locally and globally, to evaluate the pros and cons related to the quality of their solutions and their computational time. The approaches will also respect a restriction in the cascade output power in order to enable the coexistence of links with and without ACOP approaches in the same network. The proposed approaches will be evaluated in comparison with other approaches proposed in the literature in realistic scenarios that consider nonlinear noise as a physical impairment. It is also evaluated if the control of other devices, besides the optical amplifier, can enhance the results of the ACOP approaches. Moreover, the benefits of software de ned networking (SDN) will be used to implement the approaches as an application that runs above a SDN control plane in a real network testbed. The achieved results show that the correct definition of the optical ampli ers operating points can enhance the transmission performance by reducing the inserted noise, and improving the gain flatness, when compared with the traditional method that de nes theamplifier gains to compensate the link losses.

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T07:49:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Drummond_AndreCosta_D.pdf: 3173697 bytes, checksum: 8c446932862579ce4a57c4c53cce79b7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Em redes ópticas com multiplexação por comprimento de onda (WDM), a alocação de banda passante ocorre em múltiplos da capacidade de um comprimento de onda, que, nos dias de hoje, corresponde a 40 Gbps. No entanto, a demanda de banda passante dos fluxos em redes IP sobre WDM é da ordem de Mbps, o que é, consideravelmente inferior a capacidade de um comprimento de onda. Para a utilização eficiente da grande capacidade disponível em redes WDM, agrega-se diversos fluxos com pequena demandas de banda em caminhos ópticos compostos pelos comprimentos de onda. A referida agregação é realizada pelo mecanismo chamado agregação de tráfego (em Inglês, traffic grooming). Para a agregação, é necessário, que se defina a rota a ser utilizada para o estabelecimento de uma conexão entre pares comunicantes, bem como o comprimento de onda a ser utilizado ao longo da rota, ou seja, é necessário resolver o chamado problema de roteamento e alocação de comprimento de onda (do Inglês, routing ou wavelength assignment, usualmente abreviado por RWA). Por outro lado, aplicações emergente em e-Ciência e novas aplicações multimídia demandam banda passante superior 'a capacidade de um comprimento de onda, requerendo que o fluxo seja transmitido em vários caminhos ópticos, possivelmente por rotas distintas, o que traz novos desafios, inclusive para os mecanismos de agregação de tráfego. Esta tese investiga diversos problemas em agregação de tráfego e propõe soluções originais para os mesmos. Propõe-se solução para o problema de coloração de grafo auxiliar para a resolução do problema RWA, através da recente Teoria de Complexidade Parametrizada, a fim de se reduzir a complexidade computacional da solução, tornando-a escalável. Introduzem-se, também, algoritmos para a resolução do problema de agregação dinâmica de tráfego, que consideram, parcialmente, a topologia da rede, para se promover a escalabilidade da solução. Tais algoritmos promovem, adicionalmente, bloqueio balanceado entre os diversos pares comunicantes na rede (justiça de bloqueio). Propõem-se, por último, algoritmos para agregar tráfego quando os fluxos demandam maior quantidade de banda passante do que a capacidade de um canal, através do roteamento por múltiplos caminhos, tanto para cenários envolvendo um único domínio como para cenários envolvendo múltiplos domínios. A solução proposta, redunda em maior robustez à falhas / Abstract: In wavelength division multiplexing (WDM) networks, the great discrepancy between the bandwidth demand of Internet Protocol (IP) flows (of the order of Mbps) and the bandwidth availability in one wavelength, which currently can be 40 Gbps, has motivated the adoption of techniques, called traffic grooming, for the efficient transmission of these flows. Traffic grooming aggregates flows with small bandwidth demand in a wavelength. For that, it is necessary to determine the route to be used for the establishment of a requested connection between a source and a destination as well as the wavelength to be allocated to this connection. These are determined by the solution of the so called routing and wavelength assignment problem (RWA). Moreover, the bandwidth requirement of some emerging e-Science and multimedia applications exceed the capacity of one wavelength requiring that a requested connection be established using multiple wavelengths and possibly multiple paths. In this Thesis, several issues in traffic grooming are addressed. An algorithm based on the recent Parametrized Complexity Theory is proposed for solving efficiently the graph coloring problem which is one of the steps in the solution of the RWA problem. Additionally, efficient algorithms which consider partially the topology of the network (zones) are introduced for producing balanced blocking among source destination pairs. Moreover, algorithms for providing connectivity to requests with bandwidth demand greater than the capacity of a wavelength are proposed. These algorithms use multiple paths for both requests that transverse multiple domains and those which do not. Furthermore, robustness to link failure is increased by using these algorithms / Doutorado / Doutor em Ciência da Computação