As proteínas de choque térmico (HSPs) são proteínas presentes nas células em condições normais e supra-expressadas em condições de estresse e choque térmico. O laser de diodo tem sido utilizado em diversos tratamentos na odontologia, dentre eles na atenuação de sintomas e na aceleração do reparo de úlceras traumáticas. O objetivo deste estudo foi verificar, através de análise imunoistoquímica da expressão das HSPs (Hsp27 e Hsp 47) e da medição de temperatura por intermédio de câmera termográfica, se o laser de diodo modifica, (e quanto modifica) a temperatura local, bem como se há alteração no padrão de expressão das proteínas citadas em três regiões distintas do fragmento analisado. Para este estudo, foram feitos testes in vitro e in vivo. Para os testes in vivo, foram utilizados 56 ratos, nos quais foi induzida úlcera em ventre lingual. Os animais foram divididos em 4 grupos: GL - grupo ulcerado com posterior irradiação com laser (parâmetros: laser diodo, 0,5 W de potência, pulsado (10 Hz), por 40 segundos (método varredura), 80J/cm2 de energia total (área de 0,25cm2) Má, e a energia por ponto?); GN - grupo ulcerado sem nenhum tratamento posterior; CP - grupo controle sem úlcera e irradiado com laser (mesmos parâmetros de GL); e CN - grupo controle sem úlcera e sem nenhum tratamento posterior. O teste in vitro foi destinado à medição da temperatura durante a irradiação laser, quando utilizaram-se línguas de ratos previamente ulceradas e extirpadas, as quais foram irradiadas com os parâmetros para o teste in vivo. Na superfície irradiada, houve aumento médio de temperatura em torno de 6,7C e, na região mais distante dessa superfície, de 2,7C. Na análise semiquantitativa da expressão imunoistoquímica da Hsp27, observou-se padrão de marcação mais intenso em GL comparando-se a GN e aos demais grupos. Na análise quantitativa da Hsp47, houve maior quantidade de células positivas no GL em relação aos demais grupos, principalmente nas regiões mais próximas da superfície irradiada. Concluiu-se que a irradiação laser provocou aumento de temperatura local, bem como desencadeou padrões de intensidade maiores e diferentes da Hsp27 e da Hsp47 em relação aos demais grupos. Isso indica que o tecido irradiado sofreu maior estresse celular, com resposta tecidual de intensa migração e diferenciação celular, bem como de maior síntese colagênica. / Heat shock proteins (HSPs) are proteins present in cells under normal conditions and over-expressed in terms of stress and thermal shock. The laser diode has been used in various treatments in dentistry, to reduce symptoms and accelerate the repair of traumatic ulcers. The aim of this study was to verify, by means of immunohistochemical expression analysis of HSPs (Hsp27 and Hsp 47) and temperature measurement using a thermographic camera, whether diode laser changes the local temperature (and how much the temperature changes), and whether there is a change in expression pattern of the above-mentioned protein in three distinct regions of the analyzed fragment. For this study, some of the tests were conducted in vitro and others in vivo. For the in vivo tests, 56 rats were used, in which ulcers were induced on the ventral surface of the tongue. The animals were divided into 4 groups: GL-group with ulcer and later laser irradiation (diode laser parameters: 0.5 W power, pulsed (10 Hz), for 40 seconds (defocused), 80J/cm2 total power in area (0.25cm2) GN- group with ulcer and without any further processing; CP- control group without ulcer and with laser irradiation (same parameters as in GL); and GN-control group without ulcer and without any further processing. The in vitro tests were conducted to measure temperature during laser irradiation, using the tongues that had previously been ulcerated in rats, and later removed and irradiated with the same parameters as those used for the in vivo test. In the irradiated surface, there was an increase in mean temperature of around 6.7oC, and in the region more distant from this surface, an increase of 2.7 oC. In the semi-quantitative analysis of immunohistochemical expression of Hsp27, greater expression of Hsp27 was shown in GL in comparison with the other groups in general. In quantitative analysis of Hsp47, there was a larger quantity of positive cells in GL, when compared with the other groups, particularly in the regions closest to irradiated surface. It was concluded that the irradiation laser caused local temperature increase, and also set off greater and different patterns of intensity of Hsp27 and Hsp47, in comparison with those of the other groups. This indicates that the irradiated tissue suffered higher cellular stress, with tissue response of intense migration and cell differentiation, as well as increased collagen synthesis.

O objetivo do estudo foi avaliar, o efeito do laser de Diodo 808nm como coadjuvante ao tratamento periodontal na redução de periodontopatógenos Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola e Tannerella forsythia pela técnica da Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real. Foram selecionados vinte e quatro pacientes portadores de periodontite crônica neste estudo de boca dividida, duplo cego e randomizado. Dois sítios uniradiculares de cada paciente foram utilizados e divididos em dois grupos experimentais: TESTE - raspagem alisamento polimento corono radicular (RAPCR) associado à duas aplicações de laser de Diodo de alta potência (comprimento de onda de 808nm, 1,5 Watts, 597,1 W/cm2, durante 20 segundos no modo contínuo). A primeira aplicação foi realizada 24 horas após RAPCR e a segunda após sete dias; CONTROLE foi realizado o mesmo procedimento porém sem a aplicação do laser. O biofilme subgengival foi coletado antes do tratamento e seis semanas após a segunda aplicação do laser. A avaliação microbiológica foi feita através da Reação em Cadeia da Polimerase em tempo real para a quantificação de Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola e Tannerella forsythia. A comparação entre os grupos não demonstram diferenças estatisticamente significantes (p<0,05). Concluiu-se que, dentro dos limites deste estudo, a aplicação do laser de Diodo de 808nm como coadjuvante ao tratamento periodontal não reduziu de forma significativa os periodontopatógenos: Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola e Tannerella forsythia quando comparado à RAPCR. / The aim of this study was to evaluate, by real-time polymerase chain reaction, the effect of Diode laser 808nm as an adjuvant in the reduction of Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola and Tannerella forsythia in to periodontal treatment. Twenty-four patients with chronic periodontitis the study designs was split-mouth, double blind and ramdomized controlled trial. Two sites from uniradicular teeth of each patient were used and divided in two experimental groups: TEST scalling and root planing (SRP) associated with two high power Diode laser application (wavelength of 808nm, 1,5W at the display (597,1 W/cm2) for 20 seconds in the continuous-wave mode) the first laser application was 24 hours after SRP and the second seven days later; CONTROL a similar procedure without laser application. The subgingival biofilm was colleted before treatment and six weeks after the second laser application. The microbiologic evaluation was done by real-time polymerase chain reaction for the quantification of Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola and Tannerella forsythia. The comparison between the groups did not show significant differences (p<0,05). Within the limits of this study, it can be concluded that Diode laser 808nm application as an adjuvant in the periodontal treatment did not reduce the periodontal pathogens Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola e Tannerella forsythia when compared by scaling root planning.

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Ce travail de thèse, consiste à étudier les performances d'une liaison Radio sur Fibre simplifiée mettant en ¿uvre une modulation extérieure de la source optique avec des signaux OFDM. La source laser est couplée sur une même puce avec un modulateur à électro-absorption, développée par Alcatel III-V LaB été modélisée à l'aide du logiciel ADS( Advanced Design System) et caractérisée au laboratoire.Dans une première partie, nous présenterons une introduction de la technologie Radio sur Fibre avec ses applications, et son intérêt pour les technologies futures.Dans une seconde partie, nous nous intéresserons à la modélisation électrique du modulateur à électro-absorption utilisée pour effectuer la modulation numérique de type OFDM.Dans une troisième partie, sera proposée un modèle complet de la chaine de transmission intégrant tous les composants de la liaison, de manière à effectuer une analyse comportementale du système.La quatrième partie, présentent les performances mesurées réalisées au laboratoire sur le banc de caractérisation de la chaine en modulation numérique OFDM Ultra Large Bande et simulées sous ADS et les corrélations entre les résultats. / This thesis is to study the performance of a radio link over fiber simplified implementing an external modulation of the optical source with OFDM signals. The laser source is coupled on a single chip with an electro-absorption modulator, developed by Alcatel III-V LaB been modeled using software ADS (Advanced Design System) and characterized in the laboratory. In the first part, we will present an introduction to the Radio on Fiber technology with its applications, and its interest in future technologies.In the second part, we will focus on the electrical modeling of the electro-absorption modulator used to make the digital OFDM type. In the third part, will be offered a complete model of the transmission chain incorporating all components of the link, so as to perform behavioral analysis system. The fourth part, have measured performance in the laboratory on the chain of characterization bench in digital OFDM Ultra Wideband and simulated in ADS and correlations between the results.

L'interférométrie à rétro-injection optique, également connu sous le nom de Self-Mixing, permet de concevoir des capteurs qui sont compacts, auto-alignés et sans contact. Dans ce phénomène, une partie du faisceau laser de retour réfléchi par la cible rentre dans la cavité active de laser et fait varier ses propriétés spectrales. La diode laser agit alors comme une source de lumière, un microinterféromètre ainsi qu'un détecteur de lumière. Dans cette thèse, un capteur de déplacement, basé sur la rétro-injection optique, a été optimisé de sorte que des mesures précises peuvent être obtenues en temps réel. Le capteur est robuste à la disparition des franges de self-mixing pour des vibrations harmoniques. Il est également capable de s'adapter à un changement dans le régime de feedback optique et peut donc extraire le déplacement dans les cas les plus répandus expérimentalement, à savoir un feedback faible puis modéré. L'utilisation de l'optique adaptative, sous la forme d'une lentille liquide, a également été démontrée pour ce capteur, ce qui nous a permis de maintenir le capteur dans un régime de feedback favorable. L'influence du speckle a également été réduite de telle sorte que le capteur mesure jusqu'à la gamme centimétrique pour des cibles non- oopératives. Une nouvelle technique est également présentée, elle permet de rendre le capteur insensible aux vibrations mécaniques parasites qui fausseraient la mesure pour des conditions industrielles. / Optical Feedback Interferometry, also known as Self-Mixing, results in compact, selfaligned and contact-less sensors. In this phenomenon, a portion of the laser beam is back reflected from the target and enters the active laser cavity to vary its spectral properties. The laser diode then simultaneously acts as a light source, a micro- nterferometer as well as a light detector. In this thesis, a self-mixing displacement sensor has been optimised so that precise measurement can be obtained in real-time. The sensor is robust to the disappearance of self-mixing fringes for harmonic vibrations. It is also able to auto-adapt itself to a change in the optical feedback regime and so can extract displacement from the weak as well as moderate feedback regime signals. The use of adaptive optics, in the form of a liquid lens, has also been demonstrated for this sensor, which has allowed us to maintain the sensor in a fringe-loss less regime. The influence of speckle has also been reduced so that the sensor can now measure up to the centimetric range for non-cooperative targets. A novel technique has also been presented that makes the sensor insensitive to parasitic mechanical vibrations that would falsify the measurement under industrial conditions.

Parmi les nombreuses applications des sources laser, certaines nécessitent une propagation du faisceau dans l'atmosphère sur plusieurs kilomètres : télémétrie, désignation, ou encore imagerie active. Pour éviter tout risque oculaire tout en proposant de plus grandes portées, ces applications doivent faire appel à des sources laser émettant une longueur d'onde dans la gamme à sécurité oculaire autour d'un minimum local d'absorption de l'atmosphère (1550-1650 nm). De telles sources existent déjà commercialement, mais ne répondent pas aux exigences militaires de compacité, de consommation électrique, de performance et de fonctionnement sur une large gamme de température (-40°C/+60°C).Mes travaux de thèse tentent d'apporter une réponse à l'ensemble de ces exigences. Avec l'aide des partenaires industriels Fibercryst et Cilas, ils portent sur la réalisation de sources laser compactes et efficaces à fibre cristalline Er3+:YAG directement pompée par une diode laser pour des applications militaires.A l'aide d'un algorithme de simulation d'un laser Er3+:YAG déclenché passivement élaboré et affiné durant la thèse, plusieurs sources sont réalisées expérimentalement. L'étude autour des absorbants saturables pour le déclenchement passif a permis une amélioration notable des caractéristiques du faisceau.Ces recherches, dont les résultats peuvent déjà présenter un certain intérêt commercial, ouvrent la voie vers de nouvelles techniques et architectures autour des sources laser à cristaux dopés aux ions erbium pour la conception de futurs prototypes plus performants. / Among the several applications of laser sources, some requires kilometers range propagation in the atmosphere : telemetry, guidance system or active imagery. High pulse energy improves the range of the system, but may cause permanent blindness to an observer's eyes. Hence, these applications must use laser beam which wavelength are located in the eye-safe region, ideally at the local minimum of the atmosphere absorption (1550-1650 nm). Such laser sources are already commercially available, but are not suited for the demanding military needs : compacity, electrical consumption, performance and large operating temperature range (-40°C/+60°C).My work aims to develop a laser source filling these specifications. Thanks to the collaboration with the industrial partners Fibercryst and Cilas, it focuses on the design of a compact, efficient, directly diode-pumped Er3+:YAG single cristal fiber laser for military applications.With a homemade numerical simulation of a passively Q-switched Er3+:YAG laser source, many laser emitters are experimentally designed and compared. Further studies around saturable absorbers allowed sensible improvements of the output pulse energy.This work, whose results may already be commercially interesting, may lead to new technics and architectures of erbium doped solid-state laser for better prototypes.

L’exploration expérimentale de l’intrication quantique est un domaine de recherche très actif actuellement. Les systèmes d’électrodynamique quantique en cavité permettent notamment de générer de l’intrication dans des ensembles de plusieurs dizaines de particules, grâce à l’interaction à longue portée fournie par un mode du champ électromagnétique. Mon travail de thèse a consisté à mettre en place un nouveau dispositif expérimental afin d’assurer le chargement rapide et fiable d’une cavité optique miniaturisée à l’intérieur de laquelle l’adressage et la détection d’atomes uniques viennent s’ajouter à l’interaction collective fournie par le mode de la cavité. La tomographie quantique des états intriqués requière l’acquisition d’un grand nombre de données expérimentales, un soin tout particulier doit donc être porté quand à la stabilité et à la rapidité de répétition de l’expérience. Pour satisfaire à ces critères, un système de lasers particulièrement compacts et robustes, a été conçu et fabriqué afin d’assurer le refroidissement et l’interaction avec les atomes. Pour permettre la rapidité de répétition de l’expérience, une source de rubidium est utilisée en mode impulsionnel dans l’unique cellule à vide. Elle permet de moduler temporellement la pression atomique en fonction des besoins de l’expérience. Un chargement prompt du piège magnéto-optique est alors possible sans réduire la durée de vie des atomes dans la cavité, au moment où se déroulent les expériences. Le transport des atomes entre leur position de capture et le centre de la cavité s’effectue grâce à un piège dipolaire, déplacé selon son axe fort de confinement à l’aide d’un déflecteur acousto-optique. Cela permet un déplacement rapide, de l’ordre de la centaine de millisecondes pour une distance de 1,5 cm. Grâce à cette combinaison de techniques, ce nouveau dispositif expérimental devrait donner accès à la physique riche des systèmes intriqués à plusieurs dizaines de particules. / The study of quantum entanglement is a very active research field. Cavity quantum electrodynamics systems are versatile tools allowing for instance entanglement in mesoscopic systems, that is to say with about a hundred particles. The purpose of the new experimental setup built during this thesis is to reach the single atom manipulation and detection level while working with mesoscopic ensembles, collectively coupled to the cavity mode. Toward this goal, three new experimental techniques have been developed to enable reliable and fast data acquisition rate, essential to reconstruct entangled states by quantum tomography means. First, robust extended cavity diode lasers have been constructed, allowing acquisitions that last for days. Then, a pulsed atomic source has been set up, it combines the advantages of fast magneto-optical trap loading and long lifetime in conservative traps by modulating the pressure inside a single vacuum chamber apparatus on a short timescale. Finally, to ensure the fast transport of cold atomic ensembles from the magneto-optical trap to the cavity position, a dipole trap moved with an acousto-optic deflector has been built. This allows a transport over few centimetres leaving the full optical access to the atomic cloud for other manipulations. Thanks to this new experimental setup, we hope to contribute to the understanding of the rich physics lying beyond multi-particle entangled systems.

Atominterferometer erlauben es, Beschleunigungen mit bisher nicht erreichter Präzision zu messen. Anwendungen in der Grundlagenforschung beinhalten Gravitationswellendetektoren, die Bestimmung von Naturkonstanten oder Tests des schwachen Äquivalenzprinzips. Die Sensitivität eines Sensors für Tests des schwachen Äquivalenzprinzips skaliert quadratisch mit der Zeit der freien Entwicklung der Atome während der Interferometersequenz. Durch die Verwendung von Bose-Einstein-Kondensaten mit stark reduzierter Ausdehnungsgeschwindigkeit sowie dem Betrieb in Schwerelosigkeit kann die Sensitivität um Größenordnungen verbessert werden. Das QUANTUS-2 Experiment stellt die zweite Generation eines mobilen Atominterferometers dar, welches am Fallturm in Bremen zum Einsatz kommt und dient als Wegbereiter für zukünftige Experimente mit kalten Atomen auf Satelliten. Durch differentielle Messung der Beschleunigung von Rubidium und Kalium mit Hilfe der Atominterferometrie soll das schwache Äquivalenzprinzip getestet werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das auf mikro-integrierten Diodenlasern sowie einer kompakten Elektronik basierende Rubidiumlasersystem aufgebaut und qualifiziert. Nach erfolgter Integration in die QUANTUS-2 Kapsel, wurden über 200 Abwürfe und Katapultflüge am Fallturm absolviert. Diese demonstrieren die Robustheit des Experimentes unter Beschleunigungen von bis zu 43 g während eines Katapultfluges. Die Dynamik des Kondensates wurde in Schwerelosigkeit untersucht und die Ausbreitungsgeschwindigkeit in allen drei Raumrichtungen mit Hilfe einer magnetischen Linse verringert. Die dabei erreichten Ausbreitungsgeschwindigkeiten entsprechen effektiven Temperaturen von unter 120 pK eines thermischen Ensembles. Dieser stellt den niedrigsten in allen drei Raumrichtungen erreichten Wert dar. Die gezeigten Ergebnisse demonstrieren somit die Verfügbarkeit wichtiger Schlüsselkonzepte zukünftiger hochpräziser Quantensensoren auf Satelliten. / Atom interferometers offer the possibility to measure accelerations with unprecedented precision. Applications in fundamental research include gravitational wave detectors, the determination of physical constants, or tests of the weak equivalence principle. The sensitivity of an atom interferometer testing the weak equivalence principle scales quadratically with the time of free evolution of the atoms during the interferometer sequence. By using Bose-Einstein condensates with ultra-low expansion rates as test masses and operating the experiment in microgravity, one can enhance the sensitivity by orders of magnitude. QUANTUS-2 is the second generation mobile atom interferometer to be operated at the drop tower in Bremen and serves as a pathfinder for future cold atom experiments in space. It is envisaged to test the weak equivalence principle by a differential measurement of the acceleration of rubidium and potassium by means of atom interferometry. Within this thesis, the rubidium laser system was set up and qualified. It is based on micro-integrated laser modules and compact electronics. After integration into the QUANTUS-2 capsule, 200 drops and catapult flights were conducted at the drop tower. These are demonstrating the robustness of the complete experiment when being subjected to accelerations of up to 43 g during a catapult flight. The dynamics of the condensate were analyzed and the mean kinetic energy was reduced in all three dimensions by means of a magnetic lens. Expansion rates equivalent to a thermal ensemble having a temperature below 120 pK have been reached and represent the lowest value ever achieved in all three dimensions. The results prove the availability of relevant key concepts for future high-precision quantum sensors on a satellite platform.

Le traitement de l'information quantique, en particulier celui utilisant les centres colorés du diamant et la manipulation cohérente des ions de terre rare incorporés dans des matrices solides (Pr3+, Eu3+) et la spectroscopie à ultra-haute résolution, nécessitent des sources accordables ayant une faible largeur de raie. Or, dans la gamme rouge-orange (570-635 nm) où les diodes lasers font défaut et les lasers solides restent très peu développés, les lasers à colorants sont actuellement les seules sources de rayonnement cohérent disponibles. En revanche, ce type de laser est assez complexe et difficile à stabiliser au niveau du kHz à cause des bruits à haute fréquence générés par le jet de colorant.Pour répondre aux besoins des expériences citées ci-dessus, cette thèse vise à proposer une alternative "tout solide" aux lasers à colorants en explorant différentes possibilités pour la construction d'une source stable émettant dans l'orange-rouge. Dans ce but, nous avons proposé deux solutions:1. La première consiste à développer des oscillateurs paramétriques optiques. Dans cette voie, nous avons développé un OPO simplement résonant à doublage de fréquence intra-cavité et stabilisé en frequence au niveau du kHz.2. La deuxième consiste en un laser à base de fluorures dopés au Pr3+pompé par diode.

Cette thèse porte sur la conception, la réalisation et la caractérisation de diodes lasers de puissance, faible bruit à 1.5 µm sur InP pour des applications d'optique hyperfréquence, notamment pour des liaisons optiques analogiques de grande dynamique pour les systèmes radar. La première partie du travail a consisté à modéliser et concevoir des structures laser DFB ayant de faibles pertes internes. Ces structures, appelées lasers à semelle, incorporent une couche épaisse de matériaux entre la zone active et le substrat pour agrandir et délocaliser le mode propre optique des zones dopées p. La complexité de la conception résidait dans le bon compromis à trouver entre les performances statiques et dynamiques. Nous avons réalisé des diodes-lasers DFB avec une puissance > 150 mW, un rendement de 0.4 W/A, un niveau de bruit de 160 dB/Hz et une bande passante de modulation à 3 dB de 7.5 GHz. Les composants ont ensuite été caractérisés puis évalués dans des liaisons analogiques. Nous avons démontré des performances de gain de liaison, de dynamique et de point de compression à l'état de l'art mondial. En bande L (1-2 GHz) par exemple, nous avons montré des liaisons avec 0.5 dB de gain, un point de compression de 21 dBm et une dynamique (SFDR) de 122 dB.Hz2/3.En utilisant la même méthodologie de conception, la dernière partie du travail de thèse a été consacrée à la réalisation et à la caractérisation de lasers de puissance à verrouillage de modes pour la génération de train d'impulsions ultra-courts et la génération de peignes de fréquences. Ces structures présentent de très faibles largeurs de raie RF (550 Hz) et de très fortes puissances optiques (> 18 W en puissance crête).