O presente trabalho foi desenvolvido na busca pela detecção de sinais de ondas gravitacionais monocromáticos utilizando dados do detector ALLEGRO. Fizemos dois procedimentos para análise de dados baseados no método do periodograma de Welch, o qual é um método para detecção de sinais monocromáticos imersos em ruídos. Este método basicamente faz estimativas do espectro de potências utilizando médias dos periodogramas. Dessa forma é possível obter um espectro de potências o qual reforça a presença de picos devidos a sinais monocromáticos. Os dois procedimentos para análise dos dados dos anos 1997 e 1999, focaram em monitorar um pico que aparece na densidade espectral do detector ALLEGRO, chamado de "pico misterioso" (próximo a 887,5 Hz). Procuramos por variações na frequência do pico misterioso que concordassem com a variação devida ao efeito Doppler. Na primeira análise utilizamos os desvios Doppler diário e anual. Para a segunda análise, buscamos somente pela variação do desvio Doppler anual. Aplicamos o periodograma de Welch em ambas análises para os dados crus do detector em busca de um sinal real de onda gravitacional (O.G.), mas somente na segunda análise encontramos alguns picos que podem ser candidatos a radiação gravitacional. Com objetivo de testar o método utilizado nas duas análises, simulamos um sinal de onda gravitacional com modulação Doppler, injetamos nos dados do detector ALLEGRO e recuperamos o sinal artificial com os dois procedimentos para análise dos dados. Portanto, concluímos que ambos os procedimentos são eficientes na procura por sinais monocromáticos.

Esta tese apresenta uma proposta de metodologia para simulação de Fotodetectores Infravermelhos a Poços Quânticos, empregando-se o programa ATLAS. O ATLAS é um programa comercial, que realiza a simulação das características elétricas, ópticas e térmicas de dispositivos semicondutores. Este trabalho apresentou a simulação das estruturas que fazem parte de um dispositivo monolítico capaz de detectar, simultaneamente, nas faixas do infravermelho próximo (near infrared - NIR), médio (medium-wave infrared - MWIR) e distante (long-wave infrared - LWIR).

Neste trabalho inicialmente se investiga a possibilidade de utilização de uma inovadora transformada de tempo-frequência, conhecida como transformada S, para a análise de dados do detector de ondas gravitacionais ALLEGRO. Verifica-se que sua utilidade para este detector é limitada por causa da estreita largura de banda do mesmo. No entanto, argumenta-se que pode ser útil para detectores interferométricos. Em seguida, é apresentado um método robusto para a análise de dados baseado em um teste de hipótese conhecido como critério de Neyman-Pearson, para a determinação de eventos candidatos a sinais impulsivos. O método consiste na construção de funções de distribuição de probabilidade para a energia média ponderada dos blocos de dados gravados pelo detector, tanto na situação de ausência de sinal como para o caso de sinal misturado ao ruído. Com base nessas distribuições é possível encontrar a probabilidade do bloco de dados, (no qual um evento candidato é localizado), não coincidir com um bloco de ruído. Essa forma de busca por sinais candidatos imersos no ruído apresenta concordância com outro método utilizado para esse fim. Conclui-se que este é um método promissor, pois não é necessário passar por um processo mais refinado na busca por eventos candidatos, assim diminuindo o tempo de processamento computacional.

Esta dissertação apresenta uma configuração experimental para medida do espectro de detecção de fotodetectores a poços quânticos que operem na faixa do infravermelho do espectro eletromagnético, nos comprimentos de onda entre 0,7 ?m e 15 ?m. Foram empregados 23 equipamentos diferentes, visando obter a espectroscopia de fotocorrente gerada por fotodetectores com uma resolução de 2 fA, em um ambiente com pressão inferior a 10-3 torr, com temperaturas entre 10 K e 100 K, com a aplicação de diferentes tensões de polarização e com resolução espectral de 1nm. Para realização das medidas foi utilizado um fotodetector a poços quânticos (QWIP) capaz de detectar comprimentos de onda nas faixas do infravermelho próximo (NIR), médio (MWIR) e distante (LWIR), simultaneamente. O arranjo experimental proposto é capaz de gerar radiação na faixa desejada, difratar nos comprimentos de onda de interesse, direcionar a radiação aos detectores, amplificar o sinal gerado pelos detectores e comparar as medidas de fotocorrente obtidas. Os resultados obtidos demonstraram elevada concordância com os modelos teóricos existentes na literatura. O domínio sobre as técnicas de caracterização de sensores é fundamental para independência tecnológica da Força Aérea Brasileira na medida em que possibilita a compreensão e adequada utilização dos diferentes dispositivos operacionais empregados.

Este trabalho apresenta o estudo de circuitos de fotodetecção óptica para aplicações em sensores a fibra óptica. O objetivo principal é o domínio do tema e o desenvolvimento de uma técnica experimental que forneça as características de freqüência e ruído destes dispositivos. O estudo da física de fotodetectores é realizado através da implementação de um programa computacional de simulação. Codificado em FORTRAN, a saída deste programa fornece os perfis das bandas de condução e valência, assim como as concentrações de portadores de carga para fotodiodos de HgCdTe e PbSnTe sob várias condições de operação. As fontes de ruído, incluindo particularmente o ruído shot e Johnson, são revistas para fundamentar uma estratégia de projeto. Um sistema de caracterização é implementado para levantar a resposta em freqüência de circuitos de fotodetecção, formados por um fotodetector e um amplificador de transimpedância. Uma fonte de ruído branco é usada como entrada para obter o diagrama de Bode destes circuitos, sendo implementada pelo ruído de partição de modos de um diodo laser multimodo com comprimento de onda de 780 nm acoplado a uma fibra birefringente de 1,8 m e comprimento de batimento de 1,2 mm. Outra montagem é realizada para determinar as características de ruído de circuitos de fotodetecção. São encontradas freqüências de corte de 100, 4, 1,25 e 0,50 MHz para os circuitos estudados, contra a especificação de 400, 5, 1,25 e 0,30 MHz. São determinadas também a potência equivalente de ruído e a detectividade. O ruído encontrado para os circuitos estudados está entre 50nW e 1mW.

Este trabalho é a aplicação da estrutura de detecção e identificação de falhas para sensores de ângulos de ataque desenvolvido para a aeronave F-8 DFBW e adaptado a uma aeronave de transporte aéreo regional. Foram estudados outros pontos do envelope operacional da aeronave (decolagem, subida, estol e pouso). A determinação de parâmetros do teste se baseou em uma análise estatística dos dados provenientes de ensaios em vôo da aeronave em questão. Foram considerados quatro tipos de erro: Ausência de sinal, Travamento, Off-set e Drift. O resultado dos ensaios mostram que a estrutura de DIF proposta tem o potencial para uma implementação real, entretanto melhorias devem ser introduzidas na estrutura de DIF e no modelamento, de forma a melhorar o desempenho nas fases de estol e pouso e na identificação no caso do erro tipo "Drift".

Apesar da formação de gelo em aeronaves representar um grande risco à aviação, ainda hoje os detectores de gelo são baseados na indicação de possível formação de gelo e não de sua consequente degradação nas características de voo do avião. Além disso, o uso intensivo do piloto automático traz a desvantagem de dificultar a percepção, por parte da tripulação, da mudança de comportamento do avião eventualmente causada pelo gelo. Neste trabalho, um método de detecção de gelo baseado em medir a degradação causada na dinâmica do avião é proposto, implementado por simulação e discutido. O objetivo é usar apenas medidas de uma grandeza que já seja utilizada pelo piloto automático com a finalidade de facilitar uma eventual aplicação, uma vez que tais dispositivos se encontram instalados na grande maioria dos aviões em operação. O método usado para detecção se baseou em algoritmos de detecção de falhas e, como o gelo pode ser considerado uma falha essencialmente multiplicativa, optou-se por um método baseado em identificação paramétrica, o de mínimos quadrados recursivos. Um estudo do efeito do gelo na dinâmica do avião foi necessário para se escolher o parâmetro de razão de arfagem como saída a ser medida e o foco na detecção de gelo na empenagem horizontal. Os resultados mostraram que, mesmo com efeitos de turbulência, as estimativas paramétricas permitem o desenvolvimento de um alarme capaz de alertar acerca da degradação causada pelo gelo na empenagem de forma simples e sem introduzir excessivos casos de falsos positivos.

Este trabalho aborda um estudo voltado a integração de sistema de detecção de gelo na fuselagem dianteira de aeronaves comerciais. Detectores de gelo são essenciais à segurança do voo, pois a formação de gelo em superfícies de aviões tem uma contribuição estatística significativa aos acidentes fatais na aviação. Não apenas as características dos sistemas de detecção são importantes para uma operação segura, mas deve-se proceder a sua instalação na aeronave com cuidado especial. Além das gotículas de água superesfriada serem capazes de atingir o detector, deve-se considerar aspectos aerodinâmicos, pois instalações inadequadas podem levar a arrasto adicional, ruído e vibrações. O presente trabalho tem como objetivo analisar a instalação de detectores de gelo na fuselagem dianteira de aeronaves comerciais de transporte. Foi considerada uma aeronave de transporte de passageiros de médio porte e três posições diferentes para o detector de gelo. A primeira posição está próxima ao nariz da aeronave; a segunda a uma distancia intermediária; e o terceiro a uma distancia que se identifica com a posição mais comumente adotada para este dispositivo. O domínio computacional é composto de uma malha com aproximadamente 7.740.000 tetraedros, após algumas adaptações, e os detectores foram instalados apenas em um lado da fuselagem dianteira, para efeitos de comparação. Duas condições de operação para a simulação e cálculos foram definidas. Inicialmente, considerou uma condição de cruzeiro (número de Mach de 0,76 e ângulo de ataque 1,5?); a outra condição de descida e/ou subida (número de Mach = 0.40 e ângulo de ataque 3?). Em ambas as condições foram realizados cálculos relativos à velocidade de escoamento, tamanho de partícula, linhas de corrente e ruído branco. Os resultados mostram, que um detector de gelo em ambas as condições, estará mais bem posicionado quando estiver mais próximo do nariz da aeronave, caso contrário o detector pode não ser capaz de detectar gelo composto por partículas de maior diâmetro, situação de risco e não desejada para a aeronave.

Este trabalho foi realizado como uma aplicação do Método "Element-Free Galerkin Interpolante" (MEFGI) na resolução da equação de Schroedinger para o cálculo dos autovalores e autovetores em modelos de sensores de infravermelho baseados em poços quânticos e pontos quânticos. O estudo de sensores de infravermelho através de modelos computacionais envolve a utilização de métodos numéricos. Nesse contexto, a avaliação da robustez do método utilizado deve ser realizada de forma que se conheçam as limitações do método aplicado e as características das soluções obtidas. O MEFGI possui uma série de parâmetros de controle, cada qual exercendo certa influência na solução. Este trabalho completa trabalhos encontrados na Literatura especializada, provendo informações relevantes na escolha dos parâmetros de controle do MEFGI, sendo esses: as funções peso, a ordem da base polinomial, o número de conectividade, a ordem de integração e o parâmetro de singularização. Cabe ressaltar que consideramos meios heterogêneos e avaliamos as técnicas para tratar as interfaces entre diferentes materiais. Os resultados aqui descritos servirão como referência para futuras aplicações do MEFGI e contribuirão para o avanço no amadurecimento do método. Na realização deste trabalho foi gerado um produto de software desenvolvido no paradigma orientado a objetos. De forma a obter uma análise consistente, o valor dos níveis de energia e funções de onda são calculados tanto em problemas quânticos simples que contém soluções analíticas como para modelos reportados na Literatura especializada. Por fim, é avaliado o espectro de absorção tanto para modelos da Literatura como para dados obtidos experimentalmente de sensores desenvolvidos pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Dispositivos Semicondutores (INCT-DISSE). Para todos os modelos avaliados comparamos também as soluções obtidas com o uso do Método dos Elementos Finitos (MEF). Nos resultados obtidos observamos que as funções de onda são sempre bem representadas. Notamos algumas oscilações na derivada das funções de onda, e estas diminuem com o aumento da ordem da base polinomial. Em todos os casos avaliados, conseguimos definir um conjunto de valores para os parâmetros de controle onde a solução se mantém com um erro abaixo do erro obtido com o MEF. Ainda, conseguimos definir uma relação direta entre alguns dos parâmetros de forma tal que o usuário possa escolher apenas a função peso e a ordem da base polinomial. Os demais parâmetros podem ser ajustados automaticamente em função destas escolhas, mantendo a solução com níveis de erro inferiores aos erros obtidos com uso do MEF. Isto torna a aplicação do MEFGI semelhante à aplicação do MEF, onde o usuário escolhe apenas a ordem e o tipo do elemento a ser utilizado. Para assegurar a correta escolha da ordem da base polinomial fornecemos informações relevantes sobre o impacto desse parâmetro na solução. Quanto a escolha da função peso é evidenciado que estas não causam grande impacto na solução. Outras conclusões também foram extraídas sobre cuidados com a simplificação do domínio de estudo e os impactos de duas aproximações para a força de oscilador na obtenção do espectro de absorção do sensor.

Este trabalho investiga pela primeira vez o crescimento epitaxial por MBE - Molecular Beam Epitaxy - e análise in-situ com RHEED - Reflection High Energy Electron Diffraction - de compostos IV-VI diretamente sobre silício. Exceto por alguns poucos e incompletos trabalhos anteriores, esta estrutura é praticamente desconhecida. Estas heteroestruturas necessitam ainda de uma investigação mais ampla e detalhada dos aspectos físico-químicos da interface, para sua otimização. Devido ao elevado descasamento dos parâmetros de rede, as estruturas apresentam vários aspectos interessantes para investigação em heteroepitaxia e heterojunções. Um modelo qualitativo foi proposto para explicar algumas observações experimentais originais quanto à morfologia do crescimento epitaxial. A integração de materiais sensíveis ao infravermelho, diretamente com o silício, tem grande importância tecnológica para aplicações em dispositivos. Até o presente, esta integração tem sido obtida com o uso de camadas intermediárias de CaF2 e BaF2, que permitem acomodar as diferenças entre os parâmetros de rede do PbTe e do Si. O crescimento direto do PbTe sobre o Si(100) simplifica o processo e abre novas perspectivas para a engenharia de heteroestruturas e dispositivos, permitindo a redução de custos e conferindo maior flexibilidade ao sistema. Esforços neste sentido têm sido feitos com compostos II-IV sobre Si, cuja diferença dos parâmetros de rede é ainda maior que aquela entre o PbTe e o Si. O silício poroso também tem se mostrado um material com propriedades bastante interessantes e, sua utilização como substrato para o PbTe pode ser vantajosa no que diz respeito à relaxação de tensões. Neste trabalho mostra-se que o sistema PbTe/Si(100) é funcional como detector para o infravermelho e suas características são aqui apresentadas e discutidas.