Os nitretos do grupo III (AlN, GaN, InN) sao semicondutores extremamente importantes na atualidade principalmente por suas aplicacoes em dispositivos emissores de luz de alta eficiência no visível e no ultravioleta. Neste trabalho foram estudados filmes finos de nitreto de gálio cubico (c-GaN, zincblende) crescidos sobre substratos de carbeto de silício cubico (3C-SiC) por epitaxia de feixe molecular assistida por plasma (PA-MBE). Inicialmente analisou-se o processo de implantação iônica através de técnicas de simulação computacional. Tendo em vista os resultados obtidos pelas simulações, as amostras foram submetidas a processo de implantação iônica com energia de feixe de 200 keV e diferentes íons implantados (Fe, Mn e Cu) nas doses de 1.2 e 2.4 × 1016 cm2. Com a implantação de íons magnéticos buscou-se a criação de um semicondutor com resposta ferromagnética acima da temperatura ambiente, enquanto que com a implantação do íons não magnéticos buscou-se, principalmente, um maior entendimento sobre a influencia de defeitos da rede cristalina sobre o magnetismo do material. Posteriormente as implantações e com o intuito de recuperar a rede cristalina das amostras danificada pelo processo, as amostras foram submetidas a tratamento térmico. Apos cada um destes processos as amostras foram caracterizadas estruturalmente, através de medidas de difração de raios x, espectroscopia de fotoluminescência e espectroscopia Raman e também magneticamente utilizando-se um SQUID. Conseguiu-se a caracterizacao quantitativa das transformações da rede cristalina pre e pós tratamento térmico com as diferentes técnicas. Foi observado comportamento ferromagnético a temperatura ambiente em amostras dopadas com os diversos íons e notou-se uma grande influencia da dose implantada, tanto nas propriedades estruturais quanto magnéticas das amostras. / Group-III nitrides (AlN, GaN, InN) are presently very important semiconductors mainly because of applications in high-efficiency, visible and ultraviolet, light-emitting devices. In this work, thin films of cubic gallium nitride (c-GaN, zincblende), grown over cubic silicon carbide (3C-SiC) by plasmaassisted molecular beam epitaxy (PA-MBE) were studied. Initially the process of ion implantation was investigated with the aid of computer simulation software. Following the simulations results, the samples were implanted with a 200 keV ion-beam of three different ions (Fe, Mn and Cu) with doses of 1.2 and 2.4 × 1016 cm2. With the implantation of magnetic ions the formation of a semiconductor with room-temperature ferromagnetic response was expected, whereas the implantation of non-magnetic ions (Cu) was performed seeking a better understanding on the influence of lattice defects on the subsequent magnetism. After the implantation the samples were annealed to recover some of the crystallinity lost due to the implantation process. After each process the samples were structurally characterized through x-ray diffraction, photoluminescence and Raman spectroscopies, and magnetically characterized through SQUID magnetometry. A quantitative measure of the transformations of the crystal lattices was obtained before and after annealing with the different techniques. Room-temperature ferromagnetic behavior was observed in the samples doped with different ions and a large influence of implanted dose was noted, in the structural properties and also in the magnetic properties.

O presente trabalho foi motivado pela grande importância que tem o movimento na percepção do espaço. Essa função é comum nos sistemas de visão natural já que a sobrevivência de algumas espécies é função desse fenômeno físico. Obviamente, a detecção do movimento no sistema de visão humana é de vital importância. Visão computacional é uma área de pesquisa de forte interesse atual. Em visão computacional o movimento nas imagens é recuperado a partir de uma seqüência de imagens. Neste campo a análise do movimento dos objetos pelo processamento de seqüência de imagens tem tido aplicações em diversas áreas, desde o monitoramento de tráfego veicular até nas áreas biomédica e militar. Também, uma seqüência de imagens pode proporcionar informação das estruturas e comportamento dos objetos que pertencem à cena do mundo 3D. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver uma metodologia computacional aplicada à detecção do movimento utilizando a técnica do Fluxo Ótico. Uma das características do Fluxo Ótico é que o campo de velocidades dos objetos que se movem na imagem pode ser estimado utilizando a informação local das mudanças do brilho da imagem. Aplicou-se a consideração de que só ocorre mudança de brilho nas regiões da imagem onde ocorreu movimento e que o brilho varia suavemente em quase toda a imagem.. Realizou-se uma implementação computacional com a qual a estimativa do Fluxo Ótico é bem sucedida para uma seqüência de imagens compatíveis de entrada. Executou-se uma operação de pré-processamento para filtrar e determinar as bordas das imagens. Utilizaram-se operadores derivativos para calcular as derivadas numéricas que permitem determinar a direção e a intensidade das velocidades. Aplicou-se a técnica de relaxação as velocidades calculadas para obter uma melhor aproximação. Como conseqüência da metodologia obtiveram-se resultados de (Diagramas de Agulha) que permitem por inspeção visual a detecção do movimento. O algoritmo é robusto no que se refere à manipulação das imagens, dados e cálculos. Para mostrar o bom desempenho da técnica apresentam-se os resultados de uma série de experiências que correspondem a diferentes formas de movimento: translação, rotação, translação-rotação, divergência, utilizando diversos tipos de cenas sintéticas e reais / The motivation for the present work was the great important of the movement in space perception. Movement detection is a normal function in natural vision systems, the survival of some animal species depends on it. In human vision movement detection is an essential feature. Computer vision is a strong contemporary research area. In computer vision systems movement is recovered from a sequence of image frames. Motion analysis using frame sequences has important applications, going from vehicular traffic monitoring to biomedical and military applications. A sequence of frame images can also supply information about the structure and behavior of objects belonging to the 3D world. The purpose of the present work was to develop a computer methodology for motion analysis using the optical flow methodology. The optical flow technique estimates the velocity field of moving objects in a sequence of images considering the local information of brightness change. It has been considered that the brightness changes occurs only because of the moving objects and is smooth over the entire image. The computer methodology developed for the optical flow estimation performed reasonably well for a compatible sequence of image frames. A pre-processing was used to filter and extract the edges of the images. Derivative operators were used to find the numeric derivatives of the brightness, which allow determining the value and the direction of the velocities. A relaxation technique was used to provide a better approximation of the velocities. As a result of the developed methodology we obtained from a sequence of two images, vector diagrams (needle diagrams) that allow by visual inspection the detection of motion. The algorithm is robust regarding to the image manipulation, data and numeric calculations. To show the good performance of the technique we present the results of some experiments with different motion types: translation, rotation, translation and rotation and divergence, using artificial and real images

Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e Absorção Ótica Eletrônica foram utilizadas para estudar-se os complexos de Cobre (II) com tris-hidroximetil aminometano em solução. A análise dos parâmetros de RPE e óticos medidos na solução a diversos pHs foi feita tendo-se à mão as curvas de formação dos complexos. Estas curvas foram construídas em função do pH da solução, usando os dados de equilíbrio químico publicado por K. S. Bai e Martell (J. Inorg. Nucl. Chem. 31 (1969) 1697-1707), numa faixa de concentração de tris na qual este reagente é usando como tampão em estudos biológicos e químicos. Determinou-se cinco conjunto de parâmetros de RPE (go, ao, a11 e A11, correspondentes a diferentes complexos de íon metálico. Cada um desses espectros é encontrado em determinados intervalos de pH, sendo possível associá-los aos complexos previstos nas curvas de formação. A maior estabilidade dos complexos que se formam a pHs mais altos segundo as constantes de equilíbrio é evidenciada pelos valores e go isotrópico (RPE) menores pelos desdobramentos hiperfino isotrópico ao (RPE) e de campo cristalino (ótica) maiores do que os encontrados nas soluções menos alcalinas. A formação do complexo quelato neutro a pH alcalino foi observada, e obteve-se seu tensor g, das medidas do cristal simples. Este tensor encontra-se em bom acordo com o valor de g isotrópico determinado em solução (go=1/3(gxx+gyy+gzz)). Existe evidência de que este complexo seja pentacoordenado). Observou-se similaridade entre os parâmetros para os complexos coordenados por: 2N e 1N+1 0‾ 3N e 2N+1 0&#8254 ; 4N e 2N+2 0&#8254. Isto leva à conclusão de que do ponto de vista energético a coordenação de nitrogênio Cu2+ e a coordenação do oxigênio negativo ao Cu2+ nestes complexos são equivalentes, pelo menos dentro de nossa resolução experimental. / Electron Paramagnetic Ressonance (EPR) and optical visible spectroscopies were used to study the complexes of Cu (II) íon with tris-hydroxymethylamino methane (tris) in solution. Analyses of EPR and optical parameters measured in solution were made using the calculated formation curvesof the complexes. These formation curves were calculated as function of the solution pH, on the basis of the equilibrium constants published by K.S. Bai and Martell (J. Inorg.Nucl. Chem. 31 (1969)-1967-1707), for a concentration of this normally employed in a buffer in biochemical studies. Five sets of EPR parameters ((go, ao, a11 e A11) were determined corresponding to different metal complexes. Each det is found in a characteristic pH range and it was possible to make a correlation of these complexes with the appear in the formation curve plot. The greater stability of the complexes in the high pH range is indicated by the values of go, wich are smaller and the values of the hyperfine splittings ao and the crystal field splittings (from optical measurements) which are greater tahn at the less alcaline solutions. The formation of the neural chelate complexa t alcaline pH was observed, and its g-factors were obtained from measurements with the single crystal. These g-factors agree very well with the solution value (go=1/3(gxx+gyy+gzz)) and the orthorombic symmetriy is obtained. Evidence is present that this complex is penta-coordinated. It was observed a similarity between the EPR parameters for the complexes coordinated by: : 2N e 1N+1 0‾ 3N e 2N+1 0&#8254 ; 4N e 2N+2 0&#8254. This lead us the conclusion that from the energetical point of view the coordination of Cu2+ to nitrogen or to negative oxigen in these cases are equivalent, at or our resolution is not sufficent to differentiate between them.

Neste trabalho a difusão de V, Cr, Mn e Fe por troca iônica, eletrodifusão e implante iônico foi efetuada na amostra natural de berilo incolor (goshenita). As medidas de termoluminescência (TL), ressonância spin paramagnética (EPR) e absorção ótica (AO) foram feitas na amostra natural com a finalidade de comparar as amostras apos a difusão em alguns casos a observação da variação das propriedades medidas. A amostra natural após a irradiação - delta com 10 Gy apresentou 3 picos TL a aproximadamente 150, 250 e 320ºC. Para altas doses o primeiro pico aumentou muito sua intensidade, sobrepondo-se sobre os outros dois picos de temperaturas altas. A amostra natural apresentou sinais EPR referentes aos íons Mn POT.2+ localizados na posição de Al POT.3+ e Fe POT.3+ no canal do cristal. As amostras irradiadas com altas doses de até 10 POT.6 Gy, além dos sinais mencionados, apresentaram novos sinais referentes ao CH IND.3, CO POT.-IND.3, H POT.GRAUS e Fe POT.3+. Este último íon, localizado em um ambiente tetraédrico, tem sinais na região de campos magnéticos baixos. As medidas de obsorção ótica na amostra natural apresentaram bandas muito intensas das moléculas de H IND.2O, situadas no canal, o que indica que os canais dessas amostras estão entupidos destas. A banda típica na região de 820 nm devido ao Fe POT.2+ no canal foi, também observada. As amostras, irradiadas com as mesmas doses que nas medidas de EPR, apresentaram bandas referentes ao Fe POT.+ na posição do Al POT.3+ na região entre 350 e 500 nm, bandas devido ao CO POT.-IND.3 na região entre 570 e 720 nm, o que geralmente é encontrado em berilos de tipo \"maxixe\" e, por último, uma banda na região entre 280 e 350 nm referentes ao Fe POT.3+ na posição do Be POT.2+. Para o processo de difusão, as amostras orientadas com a superfície ao longo do eixo-C PAE e perpendicular a este PEE foram usadas, com as dimensões de ) 8*6*1 mm3. No processo de difusão simples, 3 técnicas foram empregadas e denominadas difusão simples A, B e encapsulado. Para a difusão simples A e encapsulado uma camada fina de sal foi colocado numa das faces da amostra. Nestes dois processos os tempos de difusão foram de 1, 2 e 3 semanas à temperatura de 750ºC. Para a difusão simples B a amostra foi submersa dentro do sal num cadinho e a difusão foi feita à temperatura de 600ºC durante um mês. Para o processo de eletrodifusão uma camada de sal numa das faces da amostra PEE foi colocada (seta sobreE// C). Voltagens de 2500 V/cm e 5000 V/cm foram aplicadas entre os eletrodos. As amostras foram aquecidas até 500ºC. A eletrodifusão ao ar foi feita durante 24 horas e sob vácuo durante 5 dias. Além das experiências de difusão e eletrodifusão também foram feitos implantes de V, Cr, Mn e Fe nas amostras PAE e PEE. A energia usada no processo de implante foi de 400 keV e, as doses recebidas foram de 2.10 POT.16 átomos/cm POT.2 para Fe, Cr e Mn e de 9.10 POT.15 átomos/cm POT.2 para o V. As medidas de EPR, AO e TL das amostras após a difusão, eletrodifusão e implante iônico foram feitas. Devido à baixa concentração de íons difundidos no cristal as medidas de EPR das amostras, em todos os processo de difusão empregados, não mostraram sinais significativos dos íons difundidos com exceção do Fe difundido pelo processo simples A e encapsulado. O mesmo tem acontecido com as medidas de AO. Foram encontradas somente bandas devido aos íons de Fe e Cr na difusão simples A e B. Segundo estes resultados tudo indica que os íons estão se difundindo pelo mecanismo de vacância em maior proporção e em menor por interstícios. As medidas de TL mostraram um aumento considerável nos picos TL de altas temperaturas 250 e 320ºC talvez devido à criação de defeitos de estrutura devido à temperatura de difusão. Segundo os resultados obtidos ) para o coeficiente de difusão e energia de ativação tem se observado que os íons se difundem mais facilmente nas amostras PEE que nas PAE e, dos quatro íons empregados, V, Cr, Mn e Fe), o íon de Fe tem-se mostrado mais fácil de se difundir no cristal. Foi também observado que o campo cristalino exerce influência no processo de difusão. / In the present work diffusion of the ions V, Cr, Mn and Fe was carried out using ionic exchanges, electro diffusion and implant techniques in the natural uncolored beryl (goshenite). For comparison measurements of hermoluminescence (TL), electron paramagnetic resonance (EPR) and optical absorption (OA) were carried out on natural and ion diffused goshenite samples. The TL measurements of natural samples irradiates to 10 Gy additional delta-rays revealed three peaks around 150, 250 and 320GRAUSC. for higher delta doses the first peak intensity increases so rapidly to cover two other TL peaks. The typical Mn POT.2+ and Fe POT.3+ signals are found in the natural samples after EPR measurements. Mn POT.2+ is subtitutional to Al POT.2+ and Fe POT.3+ are located in the channel. Irradiation to 10 POT.6 Gy EPR signals due to CH IND.3, CO POT.-IND.3, H POT.GRAUS and Fe POT.3+ in tetrahedric position are added. The optical absorption spectrum of natural samples is characterized by 820 nm Fe POT.2+ band and very intense H IND.2O molecules band indicating the channels full of water molecules. After 10 POT.6 Gy irradiation absorption bands due to Fe POT.3+ subtitutional to Al POT.3+ between 35C and 500nm, band due to CO POT.-IND.3 between 570 and 720 nm (maxixe type) and a band between 280 and 350 nm due to Fe POT.3+ substituting Be POT.2+ are found. For diffusion thin plates of goshenite 1mm thick were prepared. Those with the surface perpendicular to C-axis was dominated PAE and those parallel to C-axis PEE. In the process of diffusion 3 techniques were used and denominated as: simple diffusion A, B and encapsulated diffusion. For the simple diffusion A and encapsulated a fine layer of salt was put in the faces of the sample. In these two process the diffusion times were of 1,2 and 3 weeks and in a furnace at 750°C. For the simple diffusion B the sample was kept immersed inside of the salt to be diffused during one month at 600°C. the electro diffusion process was also used for PEE plates under a field of 2500V/cm in one case and 5000 V/cm in another. The temperature varied from room temperature up to 500°C for 24 hours. The eletrodiffusion in air atmosphere was made during 24 hours and eletrodiffusion in vacuum for 5 days. Implant of V, C, Mn and Fe ions was also made. The energy used in the implant process was of 400 KeV and, the received doses were of 2.10 POT.16 atoms/cm² for Fe, Cr and Mn and 9.10 POT.15 atoms/cm² for the V. Due to relatively small concentration of ions diffused into the crystal only in the case of Fe introduced by technique A and encapsulated one a significant change in the EPR spectrum was observed. Again only for technique A and B produced variation in the optical absorption spectra. These results indicate the vacancy mechanism for diffusion. The measures of TL showed a considerable increase for the TL peaks of high temperatures 250 and 320°C. according to the results obtained for the diffusion coefficient and activation energy it seems that the ions are diffused more easily in the samples PEE that in PAE and among four ions (V, Cr, Mn and Fe) the ion of Fe has shown to diffuse easily in the crystal. It was also observed that the crystalline field influences the diffusion process.

Orientador: Hugo Henrique Hernandez Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T14:40:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Calixto_GustavoMoreira_M.pdf: 3030225 bytes, checksum: 2cce1022194aa1eebe73e869b225e650 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo apresentar o desenvolvimento de um posicionador eletrônico para estruturas micrométricas e controlado através da porta paralela de um computador. O equipamento desenvolvido é controlado por um software, onde o usuário pode posicionar objetos com passos tridimensionais e micrométricos. Os resultados obtidos foram satisfatórios, visto que o equipamento pode ser aplicado em experimentos onde o posicionamento fino é necessário. / Abstract: This work has the goal to present the development of an electronic positioned for micrometric structures, controlled with a parallel port. The developed equipment is controlled by a software who the user can adjust objects with tridimensional and micrometric steps. The obtained results have been satisfactory, where the equipment might be applied in precise positioning experiments. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Aldario Chrestani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T14:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Benitez_JefersonLuiz_M.pdf: 1285150 bytes, checksum: f415e987beef32dcbeef939567c5c29c (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As propriedades do ganho cruzado em amplificadores ópticos semicondutores visando a geração de sinais de RF é investigada experimentalmente neste trabalho. Observou-se que a utilização de amplificadores ópticos altamente saturados e realimentados opticamente pode ter desempenho similar ao caso de vários amplificadores em cascata nas aplicações de geração de sinais de RF, oferecendo um ganho acima de 10 dB para duas portadoras ópticas moduladas e separadas de 8 nm. A saturação altera o mecanismo de ganho do amplificador, produzindo um efeito de mistura entre as componentes de modulação dos sinais ópticos. Para portadoras ópticas moduladas em 250 MHz e 400 MHz, produziu-se, após a fotodetecção, componentes eletrônicas com freqüências de batimento de 150 e 650 MHz. / Abstract: The gain-crossed properties of semiconductor optical amplifiers are experimentally investigated here. It was observed that optically feed-backed saturated amplifiers could achieve similar performance as that of cascaded amplifiers, offering up to 10 dB gain to two 8-nm-appart modulated optical carriers. Due to saturation the amplifier gain mechanism is altered leading to a mixing effect that causes the frequency components of the optical signals to be exchanged. For optical carriers modulated at 250 MHz and 400 MHz, this mixing effect produced, after photodetection, up and down-converted electronic components at 650 and 150 MHz, respectively. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Rickson Coelho Mesquita / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-25T21:15:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CanoRodriguez_Reember_M.pdf: 7820145 bytes, checksum: a3b06ecbe442d6ecf0266b22a280fb76 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A capacidade de observar a fisiologia funcional do tecido humano tem crescido rapidamente nos últimos anos. Entre outras técnicas, destaca-se a espectroscopia óptica de difusão (DOS), uma técnica emergente que utiliza os princípios da difusão de fótons e permite o monitoramento do tecido biológico de forma continua e portátil. A partir da luz (~ 700 - 900 nm) espalhada pelo tecido é possível determinar variações relativas do seu coeficiente de absorção, que estão relacionadas com as concentrações de oxi-hemoglobina (HbO2) e deoxi-hemoglobina (HbR) presentes no sangue. Neste trabalho, utilizamos a técnica de DOS no domínio da frequência, e a informação da defasagem da onda espalhada (em relação _a onda incidida) para determinação das propriedades ópticas absolutas do tecido biológico e, consequentemente, da sua fisiologia. Em particular, comparamos diferentes modelos de propagação da luz no tecido (semi-infinito e duas camadas) e as propriedades ópticas derivadas destes modelos. Além disso, investigamos métodos de calibração do sinal óptico no tecido, do ponto de vista teórico e experimental, mostrando sua aplicabilidade em experimentos com humanos, no estado de repouso e em intervenções cirúrgicas / Abstract: The ability to observe the functional physiology of human tissue has grown rapidly in recent years. Among other techniques, we highlight diffuse optical spectroscopy (DOS), an emerging technique that utilizes the principles of diffusion of photons and allows monitoring of biological tissue continuously and portable way. From the light (~700 - 900 nm) scattered by tissue it is possible to determine the relative changes in the absorption coefficient, which are related to the concentrations of oxyhemoglobin (HbO2), and deoxyhemoglobin (HbR) in the blood. In this study, we used the technique DOS in the frequency domain, and the phase information of the scattered wave (related to incident wave) for determining the absolute optical properties of biological tissue and, consequently, the physiology. In particular, we compared different models of propagation of light (semi-infinite and two-layer) and the optical properties of tissue derived from these models. Furthermore, we investigated methods of calibration of the optical signal on the tissue from both the experimental and theoretical perspectives, demostrating its applicability in experiments with humans in the resting state and in surgical interventions / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Michel Zamboni Rached / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T18:12:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Assis_MarianaCarolinade_M.pdf: 4298872 bytes, checksum: ce27e2667f0fc22efc1e8f0c842bebc1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O fenômeno da difração gera o alargamento espacial gradativo de feixes e pulsos não guiados durante a propagação, sendo, portanto, um fator limitante para qualquer aplicação onde se deseja que a onda em questão mantenha sua localização transversal - como em Pinças Ópticas, Comunicações Ópticas do Espaço Livre (FSO), entre outros. As chamadas ondas não difrativas são soluções especiais da equação de onda que se mostram resistentes ao fenômeno da difração por longas distâncias. Porém, as versões ideais destas ondas apresentam fluxo de potência infinito através do plano perpendicular à direção de propagação, portanto, impossibilitando sua geração. No entanto, é possível gerar as versões truncadas destes feixes que, apesar de não serem totalmente isentos da difração, eles se mostraram bem resistentes a este fenômeno, mantendo-se ao longo de distâncias consideráveis antes de perderem sua concentração transversal (por exemplo, quando comparados a um feixe gaussiano ordinário, podendo apresentar uma profundidade de campo dezenas de vezes maior). Neste trabalho, propõe-se a geração de feixes não difrativos usando um refletor parabólico tendo uma fonte de ondas esféricas posicionada num ponto ligeiramente deslocado de seu foco (no sentido de afastamento do refletor), a partir de uma abordagem escalar que se mostrou satisfatória como primeira aproximação. E apesar de serem analisados os regimes de infravermelho (comprimento de onda de 850nm) e limiar entre micro-ondas e ondas milimétricas (comprimento de onda de 1cm, 2cm e 3cm) - que, além da ampla aplicabilidade, propiciam uma montagem experimental relativamente simples dado que as dimensões apropriadas para o refletor podem ser encontradas em uma antena parabólica ordinária - os resultados obtidos também podem ser extrapolados para o espectro óptico / Abstract: The phenomenon of diffraction causes gradual spatial broadening of beams and pulses during propagation, and is characterized as a limiting factor for any application where it is desired that the wave maintains its transverse localization - as in Optical Tweezers, Freespace Optical Communications (FSO), among others. The so called nondiffracting waves are special solutions of the wave equation able to resist the diffraction effects for long distances. But the ideal versions of these waves have an infinite power flow through the perpendicular plane to the propagation direction, so being impossible their generation. However, it is possible generate the truncated versions of these beams that, although not being completely free of diffraction, they proved be quite resistants to this phenomenon, sustaining themselves over considerable distances before losing their transverse concentration (for example, when compared to an ordinary Gaussian beam, whose field depth can be dozens of times greater). In this work, we propose the generation of nondiffracting beams using a parabolic reflector having a source of spherical waves positioned at a point slightly displaced from its focus (moving away from the reflector), from a scalar approach which has proven to be satisfactory as first approximation. And despite being analyzed infrared (wavelength of 850nm) and threshold between microwave and millimeter wave spectra (wavelength of 1cm, 2cm and 3cm) - that, besides the wide applicability, allow a relatively simple experimental setup since the proper dimensions to the reflector can be found in an ordinary parabolic antenna - the results can be extrapolated to the optical spectrum / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestra em Engenharia Elétrica

Orientador: Michel Zamboni Rached / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T19:43:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GarayAvendano_RogerLeonardo_M.pdf: 3532246 bytes, checksum: c57f4a9f337b3e0e75f701a896e690a0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Embora a propagação de feixes ópticos seja um tema muito investigado, existe ainda uma grande variedade de estudos a se efetuar, principalmente no desenvolvimento de métodos que permitam, de forma analítica, a descrição exata da enorme diversidade de feixes com propriedades distintas. A principal contribuição desta dissertação é a proposta de uma metodologia matemática para a obtenção de feixes escalares e eletromagnéticos não paraxiais puramente propagantes como soluções analíticas exatas da equação de onda e das equações de Maxwell. Tal método baseia-se em uma solução analítica para as integrais que descrevem superposições de feixes de Bessel de ordem zero (não evanescentes) com qualquer tipo de função espectral. Exemplos de feixes não paraxiais são apresentados para a validação do método proposto neste trabalho, os quais provam a grande eficiência em termos do pouco esforço computacional quando são comparados com os métodos de outros autores / Abstract: Although the propagation of optical beams has been vastly studied, there is still a huge amount of research topics to be exploited, mainly regarding the developing of exact analytic methods. The main contribution of this work is the development of a mathematical methodology to obtain nonparaxial propagating scalar and electromagnetic beams as exact analytic solutions of the wave equation and Maxwell's equations, respectively. This method is based on a very general solution to the continuous superposition of zero order Bessel beams (non-evanescent) with any kind of spectral function. Examples of non paraxial beams are shown to validate the method proposed in this work, which proves to be very efficient, based on low computational effort when compared to other author's methods / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Carlos Lenz Cesar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T20:12:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_DiogoBurigo_D.pdf: 7807831 bytes, checksum: 390e528a067489b2db1d8e3cece5af0f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Pontos Quânticos (PQs) são nanocristais (mais comumente compostos de materiais semicondutores) cujo tamanho é menor do o raio de Bohr de seu éxciton. Devido às suas dimensões reduzidas ocorre confinamento quântico dos portadores de carga que confere aos PQs propriedades ópticas diferentes do material bulk e que podem ser ajustadas através do tamanho. A relativa facilidade de ajuste das propriedades ópticas do material, conforme desejado, faz dos PQs excelente candidatos a uma infinidade de aplicações. Este trabalho, focado em PQs coloidais, explora três frentes do estudo destas nanoestruturas. Primeiro, discutimos os métodos de fabricação destes materiais e como atingir as propriedades ópticas desejadas. Os resultados experimentais de fabricação contemplam duas técnicas: um método aquoso e a fabricação de PQs coloidais por ablação a laser, síntese relativamente nova, mas que apresentou resultados muito promissores, como a obtenção de PQs de CdTe fluorescentes encapados com tiol e o sucesso na síntese de PQs de vários outros materiais usando a mesma montagem experimental. A segunda frente de trabalho desta tese lida com as aplicações biológicas dos PQs. O vasto histórico de colaborações na área das ciências da vida de nosso grupo de pesquisa motivou as aplicações de nossas amostras para este fim. São apresentados estudos de PQs de CdTe utilizados como marcadores fluorescentes em parasitos vivos, nos quais apresentamos protocolos de marcação e concentração adequada de PQs para a execução de estudos in vivo dos parasitos. Mesmo sendo exploradas há décadas, as propriedades dos PQs possuem muitos aspectos em aberto e ainda são objeto de controvérsia. A contribuição de nosso trabalho para esta discussão encontra-se na seção de caracterização. Neste trecho realizamos uma discussão sobre as modelagens dos níveis de energia dos PQs e o efeito do confinamento quântico nestes níveis. Na parte experimental, realizamos um trabalho de instrumentação, construindo uma plataforma de microscopia confocal com criostato, para que fosse possível a realização de medidas de fotoluminescência de excitação por absorção de dois fótons em função da temperatura. Esta medida permite o acesso a transições eletrônicas proibidas em processos de dois fótons. Sendo assim, este experimento permite visualizar um panorama mais completo da estrutura de bandas x dos PQs, contribuindo para o melhor entendimento do comportamento dos portadores no interior dos nanocristais / Abstract: Quantum dots (QDs) are nanocrystals (usually made out of a semiconductor material), whose exciton Bhor radius exceeds their size. The quantum confinement applied to its charge carriers, due to its reduced dimensions, induces in the QD the change of its optical properties that can be controlled by changing the QD¿s size. The relative easiness that one can design the material¿s optical properties makes the QDs an excellent candidate to myriad of applications. This work, focused in colloidal PQs, explores three fronts of these nanostructures¿ study. First of all, we discuss the fabrication methods of these materials and how to manage to reach its desired optical properties. The experimental results from fabrication processes reach two techniques: an aqueous method and the colloidal QDs fabrication by laser ablation, a relatively new synthesis route that presented very promising results, mainly concerning the versatility of this method in the choice of the QD material. The second front of work deals with the biological applications of the QDs. Our research group has a vast historic in collaborations in the biological field and was natural, thus, that our samples were tested if this finality. In this work it is presented studies that use our CdTe QDs samples as fluorescent marker in live parasites. It is also shown results that indicated the QDs doses which the biological structures can handle without substantial damage. Even though they have been explored for decades, the QDs¿ properties description still has several open questions. Our work¿s contribution to this matter is contained in the characterization sections. There, we firstly discuss the models used in the energy levels calculations and the influence of the quantum confinement in these levels. In the experimental bit, it is described the instrumentation work required to make possible measurements of photoluminescence excitation by two photon absorption processes. This measurement allows the access of forbidden electronic transitions by one photon absorption. With that, it is possible to construct a more complete scene of the QDs band structure, contributing to the better understanding of the behavior of the carriers inside the nanocrystals / Doutorado / Física / Doutor em Ciências