Objetivos: Analisar o potencial da oftalmoscopia confocal de varredura a laser, através do Heidelberg Retina Tomograph (HRT), para predizer o risco de progressão em pacientes com suspeita de glaucoma. Comparar os resultados obtidos com o índice de probabilidade de glaucoma (GPS) do HRT aos resultados da análise de regressão de Moorfields (ARM), dos parâmetros morfométricos e da avaliação das fotografias estereoscópicas. Métodos: Uma coorte foi selecionada com 223 pacientes com suspeita de glaucoma, que foram seguidos por um período médio de 64,9 ± 37,3 meses. A suspeita de glaucoma baseou-se na aparência do disco óptico e/ou na pressão intraocular elevada (> 21 mmHg). Todos os participantes apresentavam dois exames de campo visual normais ao entrar no estudo. Conceituou-se progressão como o desenvolvimento de um defeito confirmado de campo visual ou deterioração do disco óptico na avaliação seriada das estereofotografias. A associação entre os resultados do HRT na época do início do acompanhamento e a progressão para glaucoma foi investigada através de modelos de regressão do tipo Cox. Usou-se o C-index para a comparação entre os modelos com os diversos parâmetros do HRT, isolados ou ajustados para os outros já conhecidos fatores de risco para progressão (idade, espessura corneana, pressão intraocular e pattern standard deviation PSD). Resultados: No período do estudo, 46 pacientes (21%) apresentaram progressão. Na análise multivariada, o GPS, a ARM e diversos parâmetros morfométricos foram preditivos para progressão, assim como a avaliação subjetiva das estereofotografias. Cada GPS 0,1 maior foi associado com um aumento de 23% no risco de progressão (C-index de 0,69). Os resultados anormais nas classificações finais do GPS e da ARM foram associados a aumentos de 3 e 2 vezes no risco de progressão, respectivamente (C-indexes de 0,70 e 0,68, respectivamente). O parâmetro com o melhor C-index foi a área seccional tranversa da camada de fibras nervosas (0,72). Uma área 0,3 mm2 menor foi associada a um risco 62% maior de progressão. A comparação do valor preditivo entre os modelos com o GPS e com a avaliação subjetiva das estereofotografias foi similar (C-indexes de 0,69 e 0,68, respectivamente). Conclusão: Nesse estudo observamos que as análises objetivas do disco óptico e da região peripapilar obtidas com o HRT contribuíram na avaliação do risco de progressão em pacientes com suspeita de glaucoma. O GPS mostrou-se tão eficaz quanto os parâmetros morfométricos e a análise de regressão de Moorfields, e a comparação do desempenho dos modelos contendo a avaliação subjetiva das estereofotografias e aqueles contendo a avaliação objetiva pelo GPS não mostrou diferenças significativas / Purpose: To evaluate the ability of baseline confocal scanning laser ophthalmoscopy, using the Heidelberg Retina Tomograph (HRT), in predicting the development of progression in patients suspected of having glaucoma. In addition, the study also aimed to compare the predictive abilities of the glaucoma probability score (GPS) with those of the Moorfields regression analysis (MRA) and stereometric parameters, and to compare the performance of the HRT with that of subjective evaluation of optic disc stereophotographs. Methods: This longitudinal study included a cohort of 223 eyes suspected of having glaucoma, which were followed for an average of 64.9 ± 37.3 months. Included suspects had a suspicious appearance of the optic disc and/or elevated intraocular pressure, but normal visual fields. Progression was defined as the development of either repeatable abnormal visual fields or glaucomatous structural deterioration in the appearance of the optic disc during the study period. The association between baseline HRT parameters and progression was investigated by Cox regression models. The comparison between models with HRT parameters, individually or combined with other known risk factors (age, central corneal thickness, pattern standard deviation and intraocular pressure), performed by comparing their C-indexes. Results: Forty-six (21%) eyes converted during the study period. In multivariable models, the GPS, the MRA, and the stereometric parameters were all predictive of progression. A GPS 0.1 larger was associated with an increase of 23% in the risk of progression (C-index of 0.69). Abnormal final classifications for the GPS or the MRA were associated with a three-fold and two-fold increase in the risk of progression, respectively (with C-indexes of 0.70 and 0.68, respectively). The parameter with the best C-index was the nerve fiber layer cross-sectional area (0.72). An area 0.3 mm2 smaller was associated with a 62% higher risk of an individual progress. The comparison between models with the HRT parameters and those with the subjective stereophotograph evaluation had similar results (C-indexes of 0.69 and 0.68, respectively). Conclusion: In this study, we were able to show that the objective structural assessment of the optic disc and peripapillary area obtained with the HRT was significantly predictive for progression in suspected individuals. The GPS was as predictive as the other HRT parameters, and no significant differences were observed between models with the GPS and those with the subjective assessment of the stereophotographs.

Estudou-se o emprego da Cromatografia a Líquido por Injeção Seqüencial (SIC) explorando o uso de uma cela de longo caminho óptico com guia de onda (LCW) de 100 cm para a melhora dos limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) na determinação de atrazina (ATR), propazina (PRO) e simazina (SIM). Para isto, utilizou-se uma fase móvel com composição de 44:56 (v v-1) metanol : tampão acetato de amônio 1,25 mM, pH 4,7, coluna monolítica e a detecção espectrofotométrica em 238 nm. Obtiveram-se valores de LOD e LOQ, respectivamente, de 1,76 e 5,86 µg L-1 para ATR, 4,51 e 15 µg L-1 para PRO e 2,25 e 7,5 µg L-1 para SIM. Com o emprego da cela de longo caminho óptico os valores de LOD ficaram abaixo dos recomendados pela US-EPA, que permite para águas potáveis uma concentração de 3 µg L-1 para ATR, 4 µg L-1 para SIM e 10 µg L-1 para PRO. Realizaram-se estudos de adsorção de SIM, PRO e ATR e seus metabólitos desisopropilatrazina (DIA), desetilatrazina (DEA) e 2-hidroxiatrazina (HAT) em solo, ácido húmico e solo modificado com ácido húmico. Para isso foi utilizado um sistema de monitoramento on-line composto por um filtro tangencial e uma bomba peristáltica para circulação da suspensão. Foram realizados estudos cinéticos em duas etapas e, em ambas, foi utilizado um mix dos compostos com concentração inicial de 1,0 mg L-1 e gradiente de eluição passo a passo para a separação dos compostos utilizando três fases móveis com composições de 15 ou 28, 40 e 50% (v v-1) metanol : tampão acetato de amônio 1,25 mM pH 4,7. Na primeira etapa o tempo de contato entre triazinas e adsorventes foi de 90 min. Na segunda etapa foi utilizado apenas o solo como adsorvente e o tempo de contato foi de 24 h. Para a primeira etapa do estudo só foi possível aplicar modelo cinético de pseudo-segunda ordem, o qual permitiu estimar os valores de massa adsorvida de triazina por massa de adsorvente, sendo que o ácido húmico é o material com maior capacidade adsortiva (1470 ± 43µg g-1 para DIA a 2380 ± 51 µg g-1 para PRO). O composto mais adsorvido em solo é PRO (26,5 ± 0,1 µg g-1). A presença de ácido húmico no solo aumentou a adsorção de ATR (de 19,4 ± 0,7 para 23 ± 2 µg g-1), de HAT (10,9 ± 0,7 para 18 ± 2 µg g-1) e de PRO (26,5 ± 0,7 para 29,8 ±0,2 µg g-1), mas diminuiu a adsorção de SIM e não afetou DIA e DEA. No estudo com tempo de contato de 24 h foi possível aplicar modelos de pseudo-primeira e segunda ordem. Os resultados obtidos confirmaram a maior adsorção de PRO, seguidos da ATR. HAT, SIM, DEA e DIA apresentaram as menores taxas de adsorção em solo, sendo que os dois últimos apresentaram uma tendência de dessorção após 4 h de contato, tendo maior potencial de lixiviação para corpos d\'água próximos aos locais de aplicação. / This work describes the use of Sequential Injection Liquid Chromatography (SIC) coupled to a long path length optical flow cell with 100 cm long Liquid Core Waveguide (LCW) to improve the limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) for determination of atrazine (ATR), propazine (PRO) and simazine (SIM). Separation was achieved with a mobile phase composition of 44:56 (v v-1) methanol:1.25 mM ammonium acetate buffer, pH 4.7, monolithic column and spectrophotometric detection at 238 nm. The values of LOD and LOQ were, respectively, 1.76 and 5.86 µg L-1 for ATR, 4.51 and 15 µg L-1 for PRO and 2.25 and 7.5 µg L-1 for SIM. The LOD values achieved with the employment of long optical path cell were lower than those recommended by US-EPA, which allows for drinking water, maximum concentration levels of 3 µg L-1 for ATR, 4 µg L-1 for SIM and 10 µg L-1 for PRO. Adsorption of SIM, PRO and ATR, as well as their metabolites desisopropylatrazine (DIA), desethylatrazine (DEA) and 2-hidroxyatrazine (HAT) on soil, humic acid and soil modified with humic acidic was studied. An on-line monitoring system was assembled, composed of a tangential filter and a peristaltic pump for circulation of the suspension. Kinetic studies were carried out in two steps, and in both, it was used a mix of compounds with initial concentration of 1,0 mg L-1 and a stepwise gradient elution for separation of the compounds using three mobile phases with compositions of 15 or 28, 40 and 50% (v v-1) methanol: 1.25 mM ammonium acetate buffer, pH 4.7. In the first step the contact time between triazines and adsorbents was 90 minutes. In a second study made only with soil, the contact time was 24 h. Data obtained in the first stage of the study was only fitted to pseudo-second order kinetic equation, which allowed one to estimate the values of the adsorbed mass of triazine per mass of adsorbent. Humic acid was the material with higher adsorptive capacity (from 1470 ± 43 µg g-1 for DIA to 2380 ± 50 µg g-1 for PRO). In soil, PRO exhibited the highest adsorption (26.5 ± 0.1 µg g-1). The presence of humic acid in the soil increased adsorption of ATR (19.4±0.7 to 23±2 µg g-1), HAT (10.9 ± 0.7 to 18 ± 2 µg g-1) and PRO (26.5 ± 0.7 to 29.8 ± 0.2 µg g-1), but decreased adsorption of SIM, not affecting DIA and DEA. In the study with contact time of 24 h, it was possible apply pseudo-first and pseudo-second order equations for SIM, ATR and PRO. The results confirmed the greatest adsorption of PRO, followed by ATR. HAT, SIM, DEA and DIA had low rates of adsorption on soil, the latter two showed a trend of desorption after 4 h of contact, having the greatest potential for leaching to water bodies near to the places of application.

Os avanços tecnológicos apontam para uma renovação da infraestrutura atual de comunicações ópticas, de modo a torná-la adequada à operação dentro dos novos paradigmas das redes, em que a elasticidade e eficiência espectrais se aliam à alta capacidade de transmissão. Sob o ponto de vista do planejamento de uma operadora de telecomunicação, é desejável que a substituição de equipamentos ocorra de forma mais gradual e que a operação da infraestrutura atual seja otimizada para acomodar a demanda por alta capacidade sem requerer a construção de uma infraestrutura completamente nova. Neste contexto, esta tese investiga estratégias de otimização combinando técnicas que utilizam múltiplas taxas de transmissão (MLR &#8211 Mixed Line Rate) e múltiplos formatos de modulação (MMF &#8211 Multiple Modulation Formats) com foco em um cenário condizente a realidade brasileira, com taxa de transmissão de 10 Gbit/s modulados com a técnica não retorna a zero (NRZ &#8211 non return to zero), migrando para taxa de 40 e/ou 100 Gbit/s. São analisados os benefícios proporcionados com o uso de redes MLR-MMF em comparação com a substituição da rede legada por apenas uma taxa (SLR &#8211 single line rate). A infraestrutura da camada física considerada é uniforme e pode transportar sinais de 10/40/100 Gbit/s, apenas os tipos de transponders são diferentes. Para analisar o desempenho da rede descrita é proposto um modelo de integração entre as ferramentas MatLab e OptiSystem. A primeira é utilizada para definir a rota e a segunda para simular a propagação do sinal óptico na fibra ao longo da rota escolhida. Os valores de taxa de erro de bit (BER &#8211 Bit Error Rate) e a relação sinal ruído óptica (OSNR &#8211 Optical Signal Noise Rate) são armazenados em um banco de dados para uso posterior. Dessa forma diversas topologias podem ser analisadas. Em uma rede real esse tipo de informação pode ser obtido por meio de técnicas de monitoramento óptico (OPM &#8211 Optical Performance Monitoring). Por esse motivo, também são investigados e testados experimentalmente dois métodos de monitoramento da OSNR: i) anulamento da polarização para obter OSNR e ii) monitor multiparâmetro baseado em modulação da polarização em baixa frequência. A partir das análises, concluiu-se que o uso de redes MLR-MMF pode ser uma alternativa para equilibrar o consumo energético e a probabilidade de bloqueio (PB). A opção por esse tipo de rede ajuda na economia energética e mantém a PB em níveis aceitáveis. Além disso, o uso de monitoramento óptico auxilia na obtenção de informações usadas para controlar e gerenciar eficientemente recursos de rede cumprindo os requisitos de qualidade de serviço. / Technological advances point out to an upgrade on the current optical communication infrastructure in order to adequate it to the new networks paradigms, where elasticity and spectral efficiency are associated to the high capacity transmission. From the perspective of a telecom operator planning, it is desirable that the equipment replacement occurs as gradually as possible and that the operation of the current infrastructure is optimized to accommodate the demand for high capacity without requiring the build-upof a completely new infrastructure. In this context, this thesis investigates optimization strategies combining MLR (mixed line rate) and MMF (multiple modulation formats) techniques focusing on a scenario similar to the Brazilian reality, with a transmission rate of 10 Gbit/s NRZ modulated, switching to a rate of 40 and/or 100 Gbit/s. The benefits provided by the use of MMF-MLR network (non return to zero)s compared to the replacing based on a legacy network by only one rate (SLR single line rate) are discussed. The infrastructure of the physical layer is considered uniform and can carry signals 10/40/100 Gbit/s, only the transponder configurations are different. To analyze the network performance we proposed an integration of MATLAB and OptiSystem tools. The first is used to define the route and the second to simulate the propagation of the optical signal in the fiber along the chosen route. The BER and OSNR values are stored in a database for later use. In this way several topologies can be analyzed. In a real network such information may be obtained by optical monitoring techniques (OPM). For this reason, two methods for monitoring OSNR are also investigated: i) the polarization nulling and ii) multiparameter monitor based on modulation of polarization at low frequency. From the analysis it was concluded that the use of MMF-MLR schemes can be an alternative to balance the energy consumption and the blocking probability (BP). The option for this type of network saves energy and helps maintaining BP within acceptable levels. Furthermore, the use of optical monitoring allows the gathering of information used to control and efficiently manage network resources meeting the requirements for quality of service.

Neste trabalho a técnica de multiportadoras OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), aplicada a sistemas ópticos, é estudada, com foco principal na geração e transmissão dos chamados supercanais ópticos modulados em altíssimas taxas (até Terabits/s). O OFDM prevê um melhor aproveitamento da largura de banda e, quando comparada à técnica FDM (Frequency Division Multiplexing), permite uma redução de aproximadamente 50% do espectro ocupado. Esta economia proporcionada pela técnica torna-a forte candidata para uso em redes ópticas reconfiguráveis, pois provê melhor eficiência espectral aos sinais com reconfiguração de tráfego remoto. Dois cenários serão abordados: o primeiro, em que o sinal com multiportadoras moduladas de forma híbrida (QAM - quadradure amplitude modulation) é gerado no domínio elétrico para, em seguida, modular uma portadora óptica; e o segundo, no qual as multiportadoras são geradas no domínio óptico e, posteriormente, moduladas individualmente também no domínio óptico - e neste caso o formato de modulação pode variar. Para o segundo caso, três técnicas de geração de supercanais serão estudadas e avaliadas a fim de se realizar uma comparação entre elas. Neste trabalho também serão comparadas as técnicas de recepção óptica direta e coerente, aplicadas a sistemas OFDM. Os resultados para o estudo da geração de multiportadoras ópticas, obtidos através de simulações no software Optisystem v. 9.0, são validados por resultados experimentais obtidos no Laboratório de Comunicações Ópticas da Fundação CPqD. / This manuscript presents a study on the multicarrier modulation technique OFDM (Orthogonal frequency division multiplexing) applied to optical systems. The OFDM technique provides a better use of bandwidth and, compared with FDM (Frequency Division Multiplexing), provides a nearly 50% reduction of the occupied bandwidth. This feature makes the OFDM technique an ideal candidate for reconfigurable optical networks because it allows better spectral efficiency to the signals with remote traffic reconfiguration. The study focuses, mainly, on the theoretical investigation of OFDM applied to the transmission of the so-called optical superchannels, modulated at very high bit rates (above Terabits/s). Two scenarios are discussed: in the first, the multicarrier signal, modulated in a hybrid format (QAM - quadrature amplitude modulation), is generated in the electrical domain before modulating the optical carrier, and in the second the multicarrier beam is generated in the optical domain and subsequently each subcarrier is digitally modulated. In this second approach, three superchannel generation techniques are studied and evaluated for being compared. This work will also compare the direct and coherent detection techniques applied to OFDM systems. The results for the optical multicarrier generation study, obtained by numerical simulation (platform Optisystem v. 9.0), are validated by experimental results obtained at the Laboratory of Optical Communication CPqD Foundation.

Este trabalho faz uma extensa e detalhada análise de sistemas ópticos coerentes baseados na tecnologia de acesso múltiplo por divisão de código, com ênfase naqueles em que o processo de codificação do sinal óptico é realizado por meio de deslocamentos de fase no domínio espectral (SPECTS-OCDMA). Apesar de ser um estudo numérico, esforços são concentrados na tentativa de aproximar estes cenários simulados aos cenários mais realistas, implementados em laboratórios. Nesse contexto, levando em consideração o impacto dos efeitos dispersivos e nãolineares da fibra óptica em sistemas SPECTS-OCDMA, são modelados diversos dispositivos que constituem o sistema de recepção do sinal óptico (nonlinear optical loop mirror e nonlinear thresholder), e mostradas suas influências no desempenho do sistema. Isso permite identificar o exato grau de interferência que cada código de uma determinada família de códigos causa nos outros códigos da mesma família. Esta análise é diferente de tudo previamente reportado para os sistemas OCDMA, porque até então sempre se supôs que todos os códigos de uma mesma família têm o mesmo desempenho. Também é demonstrado que uma escolha ótima do conjunto de códigos reduz consideravelmente a taxa de erro de bit (BER). Os conjuntos ótimos de códigos são obtidos em termos do padrão de interferência causado por todos os códigos no usuário de interesse. Isso permite mostrar que o uso de conjuntos ótimos de códigos não só melhora o desempenho geral do sistema em termos de BER, mas também elimina a quebra de ortogonalidade (nunca levada em consideração em análises anteriores de sistemas OCDMA) devido à diafonia (crosstalk). Este aspecto também é resolvido com detalhes neste trabalho uma vez que ele compromete seriamente a segurança do sistema contra espiões (intencionais e não intencionais). Ainda visando a modelagem de dispositivos voltados para sistemas ópticos coerentes, também foi investigado neste trabalho a evolução de pulsos ultracurtos e de alta potência (com fase modulada no domínio espectral) em fibras altamente não-lineares. Esse fenômeno conhecido por geração de luz supercontínua é caracterizado por um forte alargamento espectral induzido por efeitos não-lineares no meio óptico, e que encontra uma grande variedade de aplicações, como tomografia por coerência óptica, espectroscopia e metrologia de frequência. Entretanto, o ajuste do espectro obtido após a propagação para uma dessas aplicações requer uma escolha correta da fibra óptica e da fonte de pulsos ultracurtos utilizados. Uma vez que esses parâmetros estão definidos, fica muito difícil conseguir um ajuste fino do espectro obtido. Dessa forma, a vantagem da utilização de pulsos modulados é a possibilidade de se realizar uma sintonia fina do espectro obtido para uma aplicação desejada. Além disso, essa técnica permite a geração de pentes de frequências ópticos (optical frequency combs) sintonizáveis. / In this work we perform a comprehensive analysis of a spectral phase-encoded time spreading optical code division multiple access (SPECTS-OCDMA) system. Despite being a numerical study, efforts were concentrated on the investigation of more realistic scenarios using as much information as possible from implemented test-beds in laboratories. In this context, after take into account the impact of dispersive and nonlinear effects of optical fiber in SPECTS-OCDMA systems, some devices of the optical signal reception subsystem are modeled (nonlinear optical loop mirror and nonlinear thresholder), and their influences on system performance are shown. This allowed for the first time in the OCDMA literature the identification of the exact degree of interference that each code of a particular family of codes causes on other codes of the same family. This analysis considerably advances the common sense adopted in the literature in which all codes of the same family perform equally. It is demonstrated that an adequate (optimal) choice of codes can reduce considerably the bit error rate (BER). The optimal code-sets are obtained in terms of the interference pattern caused by every code on the code of interest. Furthermore, it is shown that the use of optimal code-sets not only improves the overall system performance in terms of BER, but also eliminates the orthogonality failure (never accounted for in previous OCDMA analysis) due to crosstalk. This issue is also addressed in details in this work since it seriously compromises the security of the system against (intentional or unintentional) eavesdroppers. Still aiming at modeling devices for coherent optical systems, it is investigated the evolution of ultrashort high-power pulses (spectrally phase modulated) in high nonlinear fibers. This phenomenon known as supercontinuum generation is characterized by strong spectral broadening induced by nonlinear effects in optical medium, and finds a wide range of applications such as optical coherence tomography, spectroscopy and frequency metrology. However, tailoring the supercontinuum (SC) spectra to a specific application requires the correct choice of the optical fiber and the ultrashort pulse source. Once these parameters are defined, it becomes very difficult to achieve a fine tune of the generated spectra. Therefore, an alternative is to phase modulate the input pulse to adjust the generated spectra to a specific application. Also, we show that this technique allow us to generate tunable optical frequency combs simply by adjusting the modulation parameters.

Procedimentos analíticos espectrofotométricos foram desenvolvidos empregando etapas de separação e pré-concentração em sistemas de análises em fluxo com multi-impulsão ou lab-in-syringe, com aplicação a amostras de interesse agronômico (ferro em materiais vegetais e alimentos) e ambiental (cianeto dissociável em ácidos, ferro e antimônio em águas). A determinação de cianeto explorou a descoloração do complexo formado entre Cu(I) e ácido 2-2´-biquinolino-4,4´-dicarboxílico (BQA) pela presença de CN-, após a separação de HCN por difusão gasosa. Espectrofotometria com longo caminho óptico foi empregada para aumentar a sensibilidade, com resposta linear entre 5 e 200 g L-1, limite de detecção, coeficiente de variação (n = 10) e frequência de amostragem de 2,0 g L-1, 1,5% e 22 h-1, respectivamente. O procedimento consumiu apenas 48 ng de Cu(II), 5,0 g de ácido ascórbico e 0,9 g de BQA por determinação e gerou 2,6 mL de efluente. Tiocianato, nitrito e sulfito não afetaram a determinação de cianeto e peróxido de hidrogênio evitou a interferência de sulfeto até 200 g L-1. Os resultados para as amostras de águas naturais foram concordantes com o procedimento fluorimétrico em fluxo com 95% de confiança. Novas estratégias foram propostas para a extração em ponto nuvem (EPN) em fluxo: (i) a fase rica em surfactante foi retida diretamente na cela de fluxo, evitando a diluição; (ii) microbombas solenoide foram exploradas para melhorar a mistura e modular a vazão na retenção e remoção da fase rica, evitando a eluição com solvente orgânico e (iii) o calor liberado e os sais fornecidos por uma reação de neutralização em linha foram explorados para indução do ponto nuvem, sem dispositivo externo de aquecimento. Estas inovações foram demonstradas pela determinação espectrofotométrica de ferro baseada no complexo com 1-(2-tiazolilazo)-2-naftol (TAN). Resposta linear foi observada entre 10 e 200 g L-1, com limite de detecção, coeficiente de variação e frequência de amostragem de 5 g L-1, 2,3% (n = 7) e 26 h-1, respectivamente. O fator de enriquecimento foi de 8,9 com consumo apenas de 6 g de TAN e 390 g de Triton X-114 por determinação. Os resultados para amostras de águas foram concordantes com o procedimento de referência e os obtidos para digeridos de materiais de referência de alimentos concordaram com os valores certificados. A determinação espectrofotométrica de antimônio foi realizada explorando pela primeira vez a EPN em sistema lab-in-syringe. O complexo iodeto e antimônio forma um par iônico com H+, que pode ser extraído com Triton X-114. Planejamento fatorial demonstrou que as concentrações de ácido ascórbico, H2SO4 e Triton X-114, bem como as interações de segunda e de terceira ordem foram significativas (95% de confiança). Planejamento Box-Behnken foi aplicado para a identificação dos valores críticos. Robustez com 95% de confiança, resposta linear entre 5 e 50 g L-1, limite de detecção, coeficiente de variação (n = 5) e frequência de amostragem foram estimados em 1,8 g L-1, 1,6% e 16 h-1, respectivamente. Os resultados para amostras de águas naturais e medicamentos anti-leishmaniose foram concordantes com os obtidos por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos (HGFAAS) com 95% de confiança / Spectrophotometric analytical procedures were developed by exploiting separation and preconcentration steps in flow systems based on multi-pumping or lab-in-syringe approaches with application to agronomic (iron in plant materials and food) and environmental samples (acid dissociable cyanide, iron and antimony in waters). Cyanide determination exploited bleaching of the Cu(I)/2,2\'-biquinoline 4,4\'-dicarboxylic acid (BCA) complex by the analyte, after separation of HCN by gas diffusion. Long path length spectrophotometry was successfully exploited to increase sensitivity, thus achieving a linear response from 5 to 200 g L-1, with detection limit, coefficient of variation (n = 10) and sampling rate of 2 g L-1, 1.5% and 22 h-1, respectively. Each determination consumed 48 ng of Cu(II), 5 g of ascorbic acid and 0.9 g of BCA. As high as 100 mg L-1 thiocyanate, nitrite or sulfite did not affect cyanide determination and sample pretreatment with hydrogen peroxide avoided sulfide interference up to 200 g L-1. The procedure is environmentally friendly and presented one of the lowest detection limits associated to high sampling rate. The results for freshwater samples agreed with those obtained with the flow-based fluorimetric procedure at the 95% confidence level. Novel strategies were proposed for on-line cloud point extraction (CPE): (i) the surfactant-rich phase was retained directly into the flow cell to avoid dilution prior to detection; (ii) solenoid micro-pumps were explored to improve mixing and for flow modulation in the retention and removal of the surfactant-rich phase, thus avoiding the elution step with organic solvents and (iii) the heat released and the salts provided by an on-line neutralization reaction were exploited to induce cloud point without an external heating device. These approaches were demonstrated for the spectrophotometric determination of iron based on complex formation with 1-(2-thiazolylazo)-2-naphtol (TAN). A linear response was observed from 10 to 200 g L-1, with detection limit, coefficient of variation, and sampling rate of 5 g L-1, 2.3% (n = 7) and 26 h-1, respectively. The enrichment factor was 8.9 and the procedure consumed only 6 g of TAN and 390 g of Triton X-114 per determination. The results for freshwater samples agreed with the reference procedure and those obtained for certified reference materials of food agreed with the certified values. Spectrophotometric determination of antimony was performed for the first time exploiting CPE in the lab-in-syringe system. The antimony/iodide complex forms an ion-pair with H+, which can be extracted with Triton X-114. Factorial design showed that the concentrations of ascorbic acid, H2SO4 and Triton X-114, as well as the second and third order interactions were significant (95% confidence). The Box-Behnken design was applied to identify the critical values. The system is robust with 95% confidence and a linear response was observed from 5 to 50 g L-1, with detection limit, coefficient of variation (n = 5) and sampling rate of 1.8 g L-1, 1.6% and 16 h-1, respectively. The results for water samples and antileishmanial drugs agreed with those obtained by hydride generation atomic absorption spectrometry at the 95% confidence level

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Heidi Kaori Sato Pertile.pdf: 2322047 bytes, checksum: aaee9a054b94e9557394faaf3251bec9 (MD5) Previous issue date: 2013-01-24 / In this work we present a study on the generation of pulse train in an Erbium doped fiber laser in the hybrid mode-locking regime operating with short pulses at high repetition rates. The short pulses are generated by passive mode-locking technique using carbon nanotubes as saturable absorbers. High repetition rates are generated by active mode-locking technique using a phase modulator. We built cavities with three different mode-locking regimes: active, passive and, finally, hybrid, to compare results. In active and hybrid cavities we used an electro-optical modulator. In passive and hybrid cavities we used a homemade film of a polymer containing carbon nanotubes with diameter of 1 nm. With the cavity operating in the hybrid regime we obtained pulse durations of 1.77 ps with repetition rate of 10 GHz. / Neste trabalho apresentamos um estudo sobre a geração de trem de pulsos em laser à fibra dopada com Érbio operando em regime de acoplamento híbrido de modos, com pulsos curtos a altas taxas de repetição. Os pulsos curtos são obtidos pela técnica de acoplamento passivo de modos utilizando absorvedores saturáveis de carbono. As altas taxas de repetição são obtidas pela técnica de acoplamento ativo de modos através de um modulador. Construímos três cavidades distintas: ativa, passiva e finalmente a híbrida para comparação de resultados. Nas cavidades ativa e híbrida foi utilizado um modulador eletro-óptico de fase e, nas cavidades passiva e híbrida foi utilizado um filme de um polímero (NOA 73TM) contendo nanotubos de carbono com diâmetro de 1 nm por nós fabricado. Com a cavidade em regime híbrido de modos, foi obtida uma duração de pulso de 1,77 ps com uma taxa de repetição de 10 GHz.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RODRIGO MENDES GEROSA.pdf: 6396087 bytes, checksum: b904e08a314dcda72a403496699b5206 (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / This thesis describes the development of new photonic devices produced by micromanipulation of the optical fibers properties, i.e., the change, in the micrometer scale, of the fiber s optical and/or geometrical properties. In this context, three lines of research have been followed, using different optical fiber processing techniques and considering different types of devices. In the first line, the coupling of two cores in a photonic crystal fiber with three initially uncoupled cores was demonstrated. The couplers had an insertion loss estimated at ~1 dB and exhibited spectral modulations with a depth up to 18 dB. They also showed high sensitivity to polarization, which can be exploited in fiber polarization beamsplitters. For this work, we used a technique that modifies the fiber structure by applying local differential pressure and heating. In the second line, a Rhodamine dye laser was develop with a fully fiber integrated optofluidic cavity. It was possible to maintain a high flow of the dye solution, up to 400 μL / min, which allowed the use of a pump laser with a high repetition rate (1 kHz), and, at the same time, the degradation of the gain medium was not observed. An optical conversion rate of up to 9% and a pump energy threshold lower than 1 mJ were obtained. A splicing technique was used, in which an angled cleaved capillary fiber was fused to a conventional fiber, thereby leaving a side inlet open for the fluid flow. The third line aimed at the incorporation of carbon nanomaterials to optical fibers. In this case, two approaches were employed: in one of them, polymeric films, with a thickness of 20 μm, containing carbon nanotubes were produced on the face of optical fiber patchcords; such patchcords have been inserted into erbium-doped fiber laser cavities to act as saturable absorbers in order to obtain mode-locking operation. Pulses with durations down to 364 fs were obtained with 10.2 nm bandwidths. The films were formed when a micro-droplet of a carbon nanotube suspension on an optical adhesive was placed on the surface of optical fiber connectors, with the use of a micropipette. Within the same line, photonic crystal fibers (PCFs) with homogeneous graphene oxide films covering the inner walls of their capillaries were obtained. The homogeneity was confirmed by Raman spectroscopy and by the loss per fiber length, as measured by the cut back method. A PCF was also spliced to conventional connectorized fiber patchcords and incorporated into a laser cavity to generate pulses. The film production was consisted of inserting a graphene oxide suspension into the PCF capillaries, after which the solvent was dried. / Essa tese descreve o desenvolvimento de novos dispositivos fotônicos produzidos a partir da micromanipulação das propriedades de fibras ópticas, isto é, da alteração em escala micrométrica, das propriedades ópticas e/ou geométricas destas. Nesse contexto, três linhas de trabalho foram seguidas, utilizando diferentes técnicas de processamento de fibras ópticas e levando à demonstração de diferentes tipos de dispositivos. Na primeira linha foi demostrado o acoplamento de dois núcleos em uma fibra de cristal fotônico com três núcleos inicialmente desacoplados. Os acopladores apresentaram uma perda de inserção estimada de ~1 dB e exibiram modulações espectrais com uma profundidade de até 18 dB. Apresentaram também uma sensibilidade elevada à polarização, que pode ser explorada em divisores de polarização (polarization beamsplitters) a fibra. Para isso foi utilizada uma técnica de alteração da estrutura da fibra através da aplicação de pressão diferencial e aquecimento local,. Na segunda linha foi desenvolvido um laser do corante Rodamina com uma cavidade optofluídica totalmente integrada em fibra. Nela, era possível manter um alto fluxo da solução de corante, de até 400 μl/min, o que permitiu utilizar um laser de bombeio com alta taxa de repetição (1kHz) sem observar-se degradação do meio de ganho. Uma taxa de conversão óptica de até 9% e uma energia de limiar (threshold) menor que 1 μJ foram obtidas. Utilizou-se aqui uma técnica de emenda através da qual uma fibra capilar clivada em ângulo era emendada com uma fibra convencional, deixando assim uma entrada lateral para fluidos. A terceira linha visou incorporar nanomateriais de carbono a fibras ópticas. Nesse caso duas abordagens foram empregadas: em uma, filmes poliméricos com espessuras de 20 μm e contendo nanotubos de carbono foram produzidos na face de conectores de cordões de fibra ópticas; esse cordões foram inseridos em cavidades laser a fibra dopada com érbio para atuar como absorvedores saturáveis para a obtenção de mode locking. Com isso foram obtidos pulsos de até 364 fs e espectros com larguras de banda de 10,2 nm. Os filmes foram formados a partir de uma microgota de uma suspensão de nanotubos de carbono em adesivos ópticos que foi colocada sobre a face de conectores de fibra óptica com uma micropipeta. Ainda na mesma linha obtiveram-se fibras de cristal fotônico (PCFs) com filmes de óxido de grafeno homogêneos no interior de seus capilares. A homogeneidade foi comprovada através de espectroscopia Raman e pela medida da perda em função do comprimento das fibras, realizada através do método cut back. Uma PCF foi, ainda, emendada a cordões de fibra convencional conectorizados e incorporada a cavidades laser para geração de pulsos. A produção dos filmes foi realizada através da inserção de uma suspensão de óxido de grafeno nos capilares de PCFs de núcleo sólido, após o qual o solvente era secado.

OBJETIVO: Investigar a correlação entre as espessuras da mácula e da camada de fibras nervosas da retina (CFNR), medidas pelas tomografias de coerência óptica de domínio Fourier (FD - OCT) e de domínio do tempo (TD - OCT) e a perda de sensibilidade no campo visual (CV) em pacientes com atrofia em banda do nervo óptico. Comparar a habilidade diagnóstica dos dois instrumentos. MÉTODOS: 36 olhos de 36 pacientes com perda de CV permanente por compressão do quiasma óptico e 36 controles normais foram submetidos ao exame de CV pela perimetria automatizada padrão (Humphrey Field Analyzer TM; Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA), ao FD - OCT (3 D OCT-1000TM Topcon Corp., Tokyo, Japan) e ao TD - OCT (StratusTM ;Carl Zeiss Meditec Inc, Dublin, California, USA). Foram comparados os protocolos análogos de ambos os equipamentos para avaliação da espessura macular.Foi realizado a divisão macular em quatro quadrantes e em metades, sendo calculado a média da espessura macular global, a média da espessura dos quadrantes e a média da espessura das metades maculares. A média global e setorial da medida da espessura da CFNR peripapilar também foi analisada. A perda de sensibilidade no CV foi inicialmente avaliada pelo defeito temporal médio. O CV foi ainda dividido em 6 setores de acordo com a distribuição da CFNR e em 16 pontos centrais para a realização da correlação estrutura-função entre os parâmetros medidos pelo FD - OCT e a perda de sensibilidade no CV em decibéis e 1/Lambert. Foi calculado o coeficiente de correlação de Sperman e a análise de regressão linear. As áreas sobre a curva ROC e valores fixos de sensibilidade e especificidade foram calculados para cada parâmetro estudado. RESULTADOS: As medidas da espessura macular e da CFNR pelo FD - OCT e TD - OCT foram capazes de discriminar olhos com atrofia em banda do nervo óptico dos controles normais. A espessura global e setorial dos parâmetros maculares e da CFNR mostraram diferenças significativas (p<0,001) entre os doentes e os controles e os dois aparelhos tiveram desempenho semelhante na discriminação entre pacientes e controles. Em ambos existiram correlações significativas entre a perda de sensibilidade do CV e as medidas da espessura macular e da CFNR. As medidas de espessura nos quadrantes e nas metades nasais da macula, avaliadas pelo FD - OCT tiveram os melhores desempenhos nas correlações com os defeitos de CV, sendo o parâmetro com a melhor correlação, a medida do quadrante infero-nasal da mácula e a perda de sensibilidade do CV central do quadrante temporal superior central (r = 0.78, R2 = 61%, p<0,001). CONCLUSÕES: A espessura macular e a espessura da CFNR medidas pelo FD - OCT e pelo TD - OCT se correlacionaram topograficamente com a perda de sensibilidade no CV de pacientes com hemianopsia temporal por compressäo quiasmática. A correlação entre os quadrantes maculares e a perda de sensibilidade no CV, foram melhores do que aquelas entre o CV e as medidas da CFNR, principalmente nas medidas realizadas pelo FD - OCT. Este estudo demonstrou a importância clínica das medidas maculares na correlação estrutura-função e na quantificaçäo do dano neural em pacientes com compressão quiasmática, podendo ser útil na monitorização destes pacientes / PURPOSE: To investigate the relationship between fourier-domain optical coherence tomography (FD - OCT) measured macular and retinal nerve fiber layer thickness (RNFL) and visual field sensitivity loss on standard automated perimetry in eyes with permanent temporal hemianopia from chiasmal compression and compare the ability of FD - OCT and time-domain optical coherence tomography (TD - OCT) to detect axonal loss in eyes with band atrophy of the optic nerve. METHODS: One eye of each of 36 patients with permanent temporal visual field defects and 36 age- and sex-matched healthy subjects. Subjects underwent standard automated perimetry and macular and RNFL thickness measurements with FD - OCT (3 D OCT-1000® Topcon Corp., Tokyo, Japan) and TD - OCT (Stratus; Carl Zeiss Meditec Inc, Dublin, California, USA). Macular thickness measurements as a global average, divided in four quadrants and in two halves as well as average and sectoral RNFL thickness around the optic disc were calculated. Visual field sensitivity loss was evaluated by the temporal mean defect; as deviations from normal in six sectors of the visual field and in 16 central visual field test points. Relationship between visual field sensitivity loss in decibel and 1/Lambert units and optical coherence tomography measurements were evaluated using Spearman correlation coefficients and by linear regression analysis. Receiver operating characteristic curves and sensitivities at fixed specificities were calculated for each parameter. RESULTS: Global and sectoral macular and RNFL thickness parameters showed a significant difference in eyes with band atrophy compared with controls. The strongest correlations were seen between visual field sensitivity loss and quadrantic or hemianopic nasal macular thickness measurements than with sectoral retinal nerve fiber layer thickness measurements. The highest correlation was observed between the inferonasal quadrant macular thickness and the visual field sensitivity loss in the superior temporal central visual field quadrant (r = 0.78, R2 = 61%, p <0.001). CONCLUSION: Both RNFL thickness and macular thickness FD - OCT and TD - OCT measurements were related topographically with visual field sensitivity loss in patients with temporal hemianopia from chiasmal compression and there is a stronger relationship in quadrantic macular compared to RNFL thickness measurements with FD - OCT. Macular thickness measurements could potentially be used to quantify neuronal loss in patients with chiasmal compression and could prove clinically useful for detection of damage and for monitoring these patients

O objetivo desse estudo foi comparar a habilidade da avaliação subjetiva do disco óptico e da camada de fibras nervosas (CFN) por oftalmologistas generalistas e por um glaucomatólogo com medidas objetivas pela tomografia de coerência óptica (Stratus OCT), oftalmoscopia confocal de varredura a laser (HRTIII), e a polarimetria de varredura a laser (GDxECC) para discriminar olhos glaucomatosos de olhos normais. 61 olhos glaucomatosos e 57 olhos normais de 118 indivíduos foram incluídos nesse estudo. Três oftalmologistas generalistas independentes e um glaucomatólogo avaliaram fotografias estereoscópicas do disco óptico. Curvas ROC (Receiver Operator Characteristic) foram construídas para cada técnica de imagem e a sensibilidade a uma especificidade fixa foi determinada. Comparações das áreas sob essas curvas (AROC) e a concordância (k) foram determinadas entre a graduação das fotografias estereoscópicas e o melhor parâmetro de cada exame de imagem computadorizado. O melhor parâmetro de cada técnica de imagem computadorizada (CFN temporal inferior do Stratus OCT = 0,92; área integrada vertical da topografia do disco óptico pelo Stratus OCT = 0,86; espessura macular do setor inferior externo fornecido pelo Stratus OCT = 0,82; NFI do GDxECC = 0,91; razão área E/D do HRT3 = 0,83) mostrou AROC maior do que a graduação das fotografias estereoscópicas por oftalmologistas generalistas (0,80) para separar olhos glaucomatosos de olhos normais. A graduação por glaucomatólogo forneceu AROC igual ou maior (0,92) do que o melhor parâmetro de exame computadorizado de imagem. A avaliação das fotografias estereoscópicas por glaucomatólogo mostrou melhor concordância com o melhor parâmetro de cada técnica de imagem quantitativa na classificação de olhos como glaucomatosos ou normais comparadas à avaliação de fotografias estereoscópicas por oftalmologistas generalistas. A combinação da avaliação subjetiva do disco óptico por oftalmologistas generalistas com parâmetros objetivos da CFN melhorou a identificação de olhos com glaucoma em uma proporção maior do que a combinação desses parâmetros objetivos com a avaliação do disco óptico por um glaucomatólogo (29,5% versus 19,7%, respectivamente). Os resultados sugerem que a habilidade diagnóstica de todos os exames de imagem computadorizados estudados mostrou melhor desempenho que a avaliação subjetiva do disco óptico por oftalmologistas generalistas, mas não por um glaucomatólogo. Medidas objetivas da CFN podem permitir um aperfeiçoamento na detecção de glaucoma quando combinados com a avaliação subjetiva do disco óptico por oftalmologistas generalistas ou por um glaucomatólogo. / The purpose of this study was to compare the ability of subjective assessment of optic nerve head and retinal nerve fiber layer by general ophthalmologists and by a glaucoma expert with objective measurements by optical coherence tomography (Stratus OCT, Carl Zeiss Meditec, Inc.), confocal scanning laser ophthalmoscope (HRT III; Heidelberg Engineering, Heidelberg, Germany), and scanning laser polarimetry (GDx ECC; Carl Zeiss Meditec, Inc., Dublin, CA) in discriminating glaucomatous and normal eyes. 61 glaucomatous and 57 normal eyes of 118 subjects were included in the study. Three independent general ophthalmologists and one glaucoma expert evaluated ONH stereophotographs. Receiver operating characteristic curves were constructed for each imaging technique and sensitivity at fixed specificity was estimated. Comparisons of areas under these curves (aROC) and agreement (k) were determined between stereophoto grading and best parameter from each technique. Best parameter from each technique showed larger aROC (StratusOCT RNFL = 0.92; StratusOCT ONH vertical integrated area = 0.86; StratusOCT macular thickness = 0.82; GDxECC = 0.91; HRT3 global cup-to-disc area ratio = 0.83) compared to stereophotograph grading by general ophthalmologists (0.80) in separating glaucomatous and normal eyes. Glaucoma expert stereophoto grading provided equal or larger aROC (0.92) than best parameter of each computerized imaging device. Stereophoto evaluated by a glaucoma expert showed better agreement with best parameter of each quantitative imaging technique in classifying eyes either as glaucomatous or normal compared to stereophoto grading by general ophthalmologists. The combination of subjective assessment of the optic disc by general ophthalmologists with RNFL objective parameters improved identification of glaucoma patients in a larger proportion than the combination of these objective parameters with subjective assessment of the optic disc by a glaucoma expert (29.5% versus 19.7%, respectively). The results suggests that the diagnostic ability of all imaging techniques showed better performance than subjective assessment of the ONH by general ophthalmologists, but not by a glaucoma expert. Objective RNFL measurements may provide improvement in glaucoma detection when combined with subjective assessment of the optic disc by general ophthalmologists or by a glaucoma expert.