Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo do presente trabalho foi avaliar in vivo a detecção de cárie através do exame visual ICDAS, transiluminação por fibra ótica combinado ao ICDAS e exame radiográfico. Um total de 2.279 superfícies proximais e cicatrículas e fissuras em incisivos superiores, pré-molares e molares permanentes e 272 superfícies em molares decíduos em72 escolares (8 a 18 anos) foram avaliadas por um examinador treinado. Os sete escores para detecção de cárie primária do sistema visual ICDAS foram aplicados. Dois equipamentos de transiluminação por fibra ótica foram avaliados: FOTI Schott (SCH), com ponta de fibra ótica com 0,5mm de diâmetro, e FOTI Microlux (MIC), com diâmetro da ponta 3 mm. Durante o exame combinado FOTI/ICDAS, a fibra ótica era utilizada tanto para iluminar quanto para transiluminar a superfície sob avaliação. O exame radiográfico (RX) consistiu de radiografias interproximais posteriores e periapicais anteriores. Os exames foram realizados em consultório odontológico após escovação supervisionada. No primeiro dia de exame, o exame visual utilizando o ICDAS era realizado e em seguida, o exame combinado ao MIC ou SCH. Logo após era realizado o exame radiográfico. Após uma semana, novamente o ICDAS era realizado, e em seguida o exame combinado com o equipamento de FOTI não utilizado na semana anterior. Os exames foram repetidos em 10 pacientes após intervalo mínimo de uma semana para avaliação da reprodutibilidade intra-examinador, a qual apresentou valores de 0,95 (ICDAS), 0,94 (MIC), 0,95 (SCH) e 0,99 (RX) pelo kappa ponderado. Em cicatrículas e fissuras de permanentes, o RX julgou que um número maior de superfícies apresentava lesão em dentina (53) do que os outros métodos (34 a 36); porém não detectou nenhuma lesão em esmalte, as quais foram identificadas pelo ICDAS (94), SCH (107) e MIC (91). Em proximais permanentes, a transiluminação por fibra ótica identificou maior número de proximais como lesão em esmalte - 150 (SCH) e 139 (MIC) - do que o exame visual (106), enquanto o RX identificou somente 43. Em oclusais de decíduos, os quatro métodos julgaram um número aproximadamente similar de superfícies sem lesão (52 a 59) ou com lesão em dentina (21 a 26), assim como para lesões proximais em dentina (31 a 36). Entretanto um número reduzido de lesões proximais decíduas em esmalte foi julgado pelo exame radiográfico (3) em comparação com os outros métodos (15 a 16). Em decíduos, o ICDAS e o FOTI combinado ao exame visual julgaram maior número de lesões proximais em esmalte que o exame radiográfico, sendo que número similar de lesões em dentina foram classificadas pelos quatro métodos em oclusais e proximais de molares decíduos. Em cicatrículas e fissuras de permanentes, tanto o exame visual ICDAS quanto sua combinação aos dois equipamentos de transiluminação apresentaram maior similaridade de superfícies julgadas como lesão em esmalte ou como lesão em dentina, enquanto o exame radiográfico classificou mais superfícies como lesão em dentina e nenhuma como lesão em esmalte. A adição da transiluminação por fibra ótica ao exame visual aumentou em um terço a detecção das lesões cariosas proximais julgadas em dentina pelo ICDAS isoladamente e aproximadamente quadruplicou o número daquelas assim classificadas pela avaliação radiográfica em permanentes. / The aim of this in vivo study was to assess the ICDAS visual method, combined ICDAS/fiber optic transillumination and bite wing radiographs. A total of 2,279 pits and fissures in upper incisors, pre-molars and molars permanent surfaces and 272 primary molars surfaces in 72 patients (aged 8 to 18 years-old) were assessed by an trained examiner. The seven scores for coronal primary caries detection criteria from ICDAS visual criteria were applied. Two fiber optic transillumination devices were assessed: FOTI Schott, SCH, tip diameter 0,5 mm and FOTI Microlux, MIC, portable device, tip diameter 3 mm. During the FOTI/ICDAS combined exam, the fiber optic was used to illuminate and also to transilluminate the surface that was being evaluated. The radiograph examination (RX) was done by bite-wings for posterior teeth and periapical for anterior teeth. Examinations were performed using dental chair after supervised toothbrushing. In the first exam day, the visual exam using ICDAS was done followed by ICDAS combined to MIC or SCH. After that the radiograph exam was done. After one week, the ICDAS was done again followed by the FOTI that was not used the week before. The exams were repeated in 10 patients after, at least, one week of interval to evaluate the intra-examiner reproducibility , presenting weighted kappa values 0.95 (ICDAS), 0.94 (MIC), 0.95 (SCH) and 0.99 (RX). In permanent pits and fissures surfaces, RX deemed a greater number of surfaces presenting dentin lesions (53) than the other methods (34 to 36). However no enamel lesion was detected which were identified by ICDAS (94),SCH (107) and MIC (91). For permanent approximal surfaces, the fiber optic transillumination identified a greater number of approximal surfaces as having enamel lesions - 150 (SCH) and 139(MIC) - than visual exam (106), while RX identified only 43. For primary occlusal surfaces, the four methods deemed a similar number of surfaces without lesion (52 to 59) or with dentin lesion (21 to 26), the same for approximal dentin lesion (31 to 36). However a reduced number of primary approximal lesions were deemed by the RX (3) compared to the other methods (15 to 16). Im primary dentition, the ICDAS and FOTI combined to visual exam deemed a great number of enamel approximal lesions compared to RX, where a similar number of dentin lesions were classified by the four methods in primary occlusal and approximal surfaces. In permanent pitts and fissures, for ICDAS and FOTI/ICDAS combined, presented similarity in surfaces deemed as having enamel lesions or dentin lesions, while the radiograph exam classified a great number as having dentin lesion and no enamel lesion. Adding fiber optic transillumination to visual exam increased in one third approximal lesions deemed in dentin by the ICDAS alone and made fourfold the number of those as classified by permanent radiograph evaluation.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-26T12:42:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresBaseados.pdf: 2727348 bytes, checksum: a414e667d193951d8b86c745ce1c6020 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-26T13:03:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresBaseados.pdf: 2727348 bytes, checksum: a414e667d193951d8b86c745ce1c6020 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T13:03:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresBaseados.pdf: 2727348 bytes, checksum: a414e667d193951d8b86c745ce1c6020 (MD5) Previous issue date: 2015-02-06 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O monitoramento de parâmetros ambientais é importante na preservação do meio ambiente. O desenvolvimento de sistemas tecnologicamente avançados para a medição de parâmetros físicos pode permitir a detecção antecipada de fatores nocivos ao meio ambiente. Por exemplo, sistemas de medição de índice de refração e temperatura permitem detectar poluição térmica e química na água de rios. Medição de curvatura ou inclinação é importante na previsão de fenômenos naturais que possam causar danos ao ser humano, tais como deslizamentos de encostas e sismos. Essa tese investiga sensores baseados em fibra óptica afunilada para monitoramento de parâmetros ambientais. A tecnologia investigada é baseada em fibra óptica monomodo padrão com seção afunilada que faz uso do campo evanescente para detectar alterações no ambiente externo, tais como índice de refração, temperatura e curvatura. Esse tipo de dispositivo é analisado através de simulações numéricas e medidas experimentais. A modelagem numérica é feita através do método de propagação de feixe por diferenças finitas (FD-BPM, finite difference beam propagation method). É comprovado numérica e experimentalmente que o interferômetro de Michelson em fibra óptica afunilada submetida à curvatura apresenta uma intensificação na sensibilidade à variação de índice de refração em comparação com o dispositivo não curvado. Medidas experimentais indicam que esse tipo de dispositivo tem também grande potencial como sensor de temperatura. Resultados numéricos, baseados no FD-BPM, indicam que é possível otimizar os parâmetros do afunilamento na fibra óptica para melhorar sua sensibilidade à curvatura em termos de potência transmitida. / The monitoring of environmental parameters is important in preserving the environment. The development of technologically advanced systems for measuring physical parameters allows the early detection of harmful environmental factors. For example, refractive index and temperature measurement systems can detect thermal and chemical pollution in rivers water. Curvature or tilt measurement is important in predicting natural phenomena that may cause damage to human beings, such as landslides and earthquakes. This thesis investigates sensors based on tapered optical fiber for monitoring environmental parameters. The investigated technology is based on standard single-mode optical fiber with tapered section that makes use of the evanescent field to detect changes in the external environment, such as refractive index, temperature and curvature. This type of device is analyzed through numerical simulations and experimental measurements. The numerical modeling is performed using finite difference beam propagation method (FD-BPM). It is numerically and experimentally demonstrated that once tapered optical fiber Michelson interferometer is subjected to bending the sensitivity to refractive index change is enhanced in comparison with the not bent device. Experimental measurements indicate that this type of device has great potential as a temperature sensor. Numerical results, based on FD-BPM, indicate that it is possible to optimize the taper parameters in optical fiber to improve its sensitivity to bending in terms of transmitted power.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo do presente trabalho foi avaliar in vivo a detecção de cárie através do exame visual ICDAS, transiluminação por fibra ótica combinado ao ICDAS e exame radiográfico. Um total de 2.279 superfícies proximais e cicatrículas e fissuras em incisivos superiores, pré-molares e molares permanentes e 272 superfícies em molares decíduos em72 escolares (8 a 18 anos) foram avaliadas por um examinador treinado. Os sete escores para detecção de cárie primária do sistema visual ICDAS foram aplicados. Dois equipamentos de transiluminação por fibra ótica foram avaliados: FOTI Schott (SCH), com ponta de fibra ótica com 0,5mm de diâmetro, e FOTI Microlux (MIC), com diâmetro da ponta 3 mm. Durante o exame combinado FOTI/ICDAS, a fibra ótica era utilizada tanto para iluminar quanto para transiluminar a superfície sob avaliação. O exame radiográfico (RX) consistiu de radiografias interproximais posteriores e periapicais anteriores. Os exames foram realizados em consultório odontológico após escovação supervisionada. No primeiro dia de exame, o exame visual utilizando o ICDAS era realizado e em seguida, o exame combinado ao MIC ou SCH. Logo após era realizado o exame radiográfico. Após uma semana, novamente o ICDAS era realizado, e em seguida o exame combinado com o equipamento de FOTI não utilizado na semana anterior. Os exames foram repetidos em 10 pacientes após intervalo mínimo de uma semana para avaliação da reprodutibilidade intra-examinador, a qual apresentou valores de 0,95 (ICDAS), 0,94 (MIC), 0,95 (SCH) e 0,99 (RX) pelo kappa ponderado. Em cicatrículas e fissuras de permanentes, o RX julgou que um número maior de superfícies apresentava lesão em dentina (53) do que os outros métodos (34 a 36); porém não detectou nenhuma lesão em esmalte, as quais foram identificadas pelo ICDAS (94), SCH (107) e MIC (91). Em proximais permanentes, a transiluminação por fibra ótica identificou maior número de proximais como lesão em esmalte - 150 (SCH) e 139 (MIC) - do que o exame visual (106), enquanto o RX identificou somente 43. Em oclusais de decíduos, os quatro métodos julgaram um número aproximadamente similar de superfícies sem lesão (52 a 59) ou com lesão em dentina (21 a 26), assim como para lesões proximais em dentina (31 a 36). Entretanto um número reduzido de lesões proximais decíduas em esmalte foi julgado pelo exame radiográfico (3) em comparação com os outros métodos (15 a 16). Em decíduos, o ICDAS e o FOTI combinado ao exame visual julgaram maior número de lesões proximais em esmalte que o exame radiográfico, sendo que número similar de lesões em dentina foram classificadas pelos quatro métodos em oclusais e proximais de molares decíduos. Em cicatrículas e fissuras de permanentes, tanto o exame visual ICDAS quanto sua combinação aos dois equipamentos de transiluminação apresentaram maior similaridade de superfícies julgadas como lesão em esmalte ou como lesão em dentina, enquanto o exame radiográfico classificou mais superfícies como lesão em dentina e nenhuma como lesão em esmalte. A adição da transiluminação por fibra ótica ao exame visual aumentou em um terço a detecção das lesões cariosas proximais julgadas em dentina pelo ICDAS isoladamente e aproximadamente quadruplicou o número daquelas assim classificadas pela avaliação radiográfica em permanentes. / The aim of this in vivo study was to assess the ICDAS visual method, combined ICDAS/fiber optic transillumination and bite wing radiographs. A total of 2,279 pits and fissures in upper incisors, pre-molars and molars permanent surfaces and 272 primary molars surfaces in 72 patients (aged 8 to 18 years-old) were assessed by an trained examiner. The seven scores for coronal primary caries detection criteria from ICDAS visual criteria were applied. Two fiber optic transillumination devices were assessed: FOTI Schott, SCH, tip diameter 0,5 mm and FOTI Microlux, MIC, portable device, tip diameter 3 mm. During the FOTI/ICDAS combined exam, the fiber optic was used to illuminate and also to transilluminate the surface that was being evaluated. The radiograph examination (RX) was done by bite-wings for posterior teeth and periapical for anterior teeth. Examinations were performed using dental chair after supervised toothbrushing. In the first exam day, the visual exam using ICDAS was done followed by ICDAS combined to MIC or SCH. After that the radiograph exam was done. After one week, the ICDAS was done again followed by the FOTI that was not used the week before. The exams were repeated in 10 patients after, at least, one week of interval to evaluate the intra-examiner reproducibility , presenting weighted kappa values 0.95 (ICDAS), 0.94 (MIC), 0.95 (SCH) and 0.99 (RX). In permanent pits and fissures surfaces, RX deemed a greater number of surfaces presenting dentin lesions (53) than the other methods (34 to 36). However no enamel lesion was detected which were identified by ICDAS (94),SCH (107) and MIC (91). For permanent approximal surfaces, the fiber optic transillumination identified a greater number of approximal surfaces as having enamel lesions - 150 (SCH) and 139(MIC) - than visual exam (106), while RX identified only 43. For primary occlusal surfaces, the four methods deemed a similar number of surfaces without lesion (52 to 59) or with dentin lesion (21 to 26), the same for approximal dentin lesion (31 to 36). However a reduced number of primary approximal lesions were deemed by the RX (3) compared to the other methods (15 to 16). Im primary dentition, the ICDAS and FOTI combined to visual exam deemed a great number of enamel approximal lesions compared to RX, where a similar number of dentin lesions were classified by the four methods in primary occlusal and approximal surfaces. In permanent pitts and fissures, for ICDAS and FOTI/ICDAS combined, presented similarity in surfaces deemed as having enamel lesions or dentin lesions, while the radiograph exam classified a great number as having dentin lesion and no enamel lesion. Adding fiber optic transillumination to visual exam increased in one third approximal lesions deemed in dentin by the ICDAS alone and made fourfold the number of those as classified by permanent radiograph evaluation.

Orientador: Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T00:40:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Osorio_JonasHenrique_M.pdf: 14712524 bytes, checksum: c56cb1bceeba83a10c67851ebb536f59 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesta dissertação apresenta-se o desenvolvimento de sensores baseados em fibras ópticas para os quais se projeta a aplicação como sensores biológicos. A primeira montagem abordada é baseada na utilização de microfibras birrefringentes as quais são obtidas a partir do processo de afinamento de fibras ópticas convencionais lateralmente polidas. Tal configuração provém um sensor de índice de refração de altíssima sensibilidade ¿ (3.0 ± 0.2) x 104 nanometros por unidade de índice de refração ¿ mas de baixa robustez. A fim de se obter um sensor mais robusto, estuda se um sensor baseado em redes de período longo mecanicamente induzidas. Tal sensor é menos sensível que o primeiro ¿ (700 ± 30) nanometros por unidade de índice de refração ¿ mas permite a realização de medidas de monitoramento de pequenas variações de índice de refração ¿ como se mostra numa medida da evaporação de etanol quando dissolvido em água. Como variações de temperatura podem interferir nas medidas baseadas em variações de índices de refração, apresenta-se, também, uma configuração para sensoriamento baseada na associação de fibras birrefringentes, a qual permite o monitoramento de dois parâmetros físicos quaisquer (que são definidos de acordo com a escolha das fibras que compõem a configuração) e de forma independente. Uma medida de sensoriamento de temperatura para ambientes desconectados é apresentada para demonstrar a versatilidade do sensor. Finalmente, apresenta-se o início do desenvolvimento de configurações ópticas construídas a partir de um material biocompatível ¿ a seda ¿, o que amplia as possibilidades de aplicação dos sensores ópticos no sentido do desenvolvimento de biosensores / Abstract: In this dissertation, the development of fiber optic-based sensing platforms which can be projected to act as biological sensors is presented. Firstly, a setup which employs birefringent microfibers obtained from tapering down side-polished standard telecom optical fibers is exposed. This configuration provides a highly sensitive refractive index sensor ¿ (3.0 ± 0.2) x 104 nanometers per refractive index unit ¿ but with poor robustness. In order to obtain a more robust setup, a configuration which employs two in-series mechanically induced long-period gratings was studied. Although this setup presented lower sensitivity than the sensor obtained from birefringent microfibers ¿ (700 ± 30) nanometers per refractive index unit ¿, it allowed the performance of measurements for monitoring small refractive index variations. As temperature fluctuations can influence refractive index measurements, a setup in which two birefringent optical fibers are spliced in an in-series configuration for temperature sensing is also presented. By using this setup, it is also possible to independently sense two different physical parameters (which are defined according to the choice of the birefringent fibers to be used). Finally, it is presented the development of optical configurations by employing a biocompatible material: silk. The use of silk-based configurations is very promising since it broadens the optical biosensors applications possibilities / Mestrado / Física / Mestre em Física

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:33:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_marcelo_mendonca.PDF: 4204978 bytes, checksum: e41a9490cdb350a5e7add8e129afdd82 (MD5) Previous issue date: 2011-12-01 / The conventional methods used to detect the Listeria monocytogenes in foods are laborious and expensive, requiring several days for final identification. Monoclonal antibody (MAb) based immunoassays are highly specific and rapid to perform, especially when MAbs are raised to conserved virulence factors in the pathogen. Among diverse virulence factors of L. monocytogenes, the surface protein internalin A (InlA) is one of the most well-known and characterized protein, being an excellent target as it is highly exposed on the surface and exclusive of pathogenic species. In this work we report the production, characterization and use of a panel of MAbs against InlA (2D12, 3B7, 4E4), and a MAb (3F8) which specifically recognizes all bacteria belonging the genus Listeria. MAbs were produced by the immunization of BALB/c mice with a recombinant InlA together with heat killed L. monocytogenes. The MAbs produced showed excellent reativities by indirect ELISA, Western blot and immunofluorescence. A Cy5 conjugated anti-InlA MAb-2D12 was used as detection antibody for L. monocytogenes in a sandwich-like fiber optic immunoassay. Using MAb-2D12 as capture antibody on the waveguides, the limit of detection was ~3 x 102 CFU.mL-1, and when MAb-3F8 was used for capture the limit of detection was ~1 x 105 CFU.mL-1. Furthermore, MAbs 2D12 and 3F8 were used to coat paramagnetic beads and tested in the immunomagnetic separation (IMS) of L. monocytogenes from pure cultures, and artificially contaminated cheeses and hotdogs. After IMS capture, bacteria were released from the beads, used in the fiber optic assay or plated on agar for counting. In parallel, the capture of L. monocytogenes was confirmed by real-time qPCR and light-scattering technology (BARDOT). Using IMS to concentrate and separate L. monocytogenes, followed by a fiber optic platform, it was possible to detect in less than 22 h, approximately 40 CFU/g of L. monocytogenesi, even in the presence of L. innocua in cheese and hot dogs artificially contaminated. In addition, using mass spectrometry (MALDI-TOF-MS) the protein to which MAb-3F8 binds, was identified as fructose 1,6-bisphosphate aldolase (FBA). The results presented in this work indicate that using both systems together, the IMS and fiber optic immunosensor, were more reliable and faster, and could be applied in the routinely for detection of L. monocytogenes in food. Moreover, both MAbs have the potential to useful in others biosensor platforms, as well as in other detection and functionality immunoassays for InlA and FBA in Listeria. / Os métodos convencionais empregados para detecção de Listeria monocytogenes em alimentos são laboriosos e onerosos, requerendo vários dias para sua identificação final. A utilização de anticorpos monoclonais (MAbs) em imunoensaios para detecção rápida de bactérias tem como vantagem a alta especificidade e rapidez, principalmente quando direcionados para fatores de virulência conservados. Dentre os diversos fatores de virulência de Listeria, a proteína de membrana internalina A (InlA), é umas das mais bem caracterizadas, sendo um excelente alvo por ser altamente exposta na superfície e exclusiva de espécies patogênicas. Neste trabalho é relatado a produção, caracterização e utilização em métodos de diagnósticos de um painel de MAbs contra a InlA (2D12, 3B7, 4E4), e de um MAb (3F8) que reconhece especificamente todas as bactérias do gênero Listeria. Na produção dos MAbs, camundongos BALB/c foram imunizados com uma proteína recombinante InlA (rInlA) concomitantemente com L. monocytogenes inativadas por fervura. Os MAbs gerados demonstraram excelente reatividade por ELISA indireto, Western blot e imunofluorescência. O MAb anti-InlA 2D12 marcado com Cy5 foi usado como anticorpo de detecção de L. monocytogenes, no sistema tipo sanduíche de sensor de fibra óptica. Usando MAb-2D12 como anticorpo de captura nas fibras ópticas, obteve-se um limite de detecção de ~3 x 102 CFU.mL-1, e um limite de detecção de ~1 x 105 CFU.mL-1 foi visualizado com MAb-3F8 como captura. Os MAbs anti-InlA 2D12 e anti-Listeria 3F8 foram posteriormente utilizados para sensibilizar esferas paramagnéticas e testados na separação imunomagnética (IMS) de L. monocytogenes em culturas puras, e em queijo e salsichas tipo hotdog artificialmente contaminados. Após a captura por IMS, as bactérias foram liberadas, incubadas com a fibra óptica ou plaqueadas em agares para contagem. Em paralelo, a confirmação da captura de L. monocytogenes foi realizada por PCR quantitativo em tempo real e por light-scattering technology (BARDOT). Utilizando IMS para separar e concentrar L. monocytogenes, seguido da utilização em plataforma de fibra óptica, foi possível realizar a detecção em menos de 22 horas, de aproximadamente 40 UFC/g de L. monocytogenes em presença de L. innocua, em queijo e salsicha artificialmente contaminados. Além disso, a proteína alvo do MAb3F8 foi identificado como frutose 1,6-bifosfato aldolase através de espectrometria de massa (MALDI-TOF-MS). Os resultados obtidos nesse trabalho indicam que a utilização em conjunto dos sistemas de IMS e fibra óptica com os MAb-2D12 e MAb3F8, foram confiáveis e rápidos, e assim, podendo ser empregados em imunoensaios de rotina para detecção de L. monocytogenes em alimentos. Contudo, ambos MAbs possuem ainda grande potencial para serem mais explorados em outras plataformas de biossensores, assim como, em outros imunoensaios de detecção e funcionalidade de InlA e FBA em Listeria

Orientador: Aldário Chrestani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T14:08:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Montes_ThisienGabriel_M.pdf: 6660294 bytes, checksum: 3ca5cc8372729ad8e25455441ebddef9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Com a demanda por comunicação continuamente aumentando nos últimos anos, mantém-se constante a busca por aperfeiçoamento dos amplificadores ópticos a fibra. Como uma proposta de proporcionar maior largura de banda de amplificação para sistemas ópticos, este trabalho procura caracterizar o comportamento operacional de uma fibra de vidro telurito dopado com érbio e itérbio para diferentes condições iniciais de comprimento de amostra, aplicação de sinais e configuração de bombeio. As amostras, fabricadas pelo Grupo de Fibras Ópticas do IFGW/UNICAMP, foram submetidas a análises experimentais baseadas nas principais topologias de amplificadores a fibra que usam matrizes de sílica. Assim, avalia-se a potencialidade das características de amplificação do vidro telurito fabricado com dosagem de compostos inéditos, além de uma investigação da possibilidade da geração laser utilizando-se essa fibra como meio ativo em configurações com laço de realimentação. Mesmo que o ganho real do sistema não tenha sido determinado pela incerteza em relação a real potência óptica acoplada às amostras, observou-se ser possível a compensação da atenuação que o sinal que se propaga pelas amostras sofre após a aplicação de bombeio. Nesse aspecto, o vidro telurito dopado com érbio e itérbio apresentou potencial de aplicação em amplificação óptica. Uma amostra de 2 cm, comprimento muito menor que o usado em amplificadores ópticos baseados em matrizes de sílica e uma ordem de grandeza menor que os baseados em vidro telurito dopado apenas com érbio, apresentou resultados de ganho óptico on-off da ordem de 30 dB com bombeio bi-direcional de 100 mW. Em relação ao vidro telurito dopado apenas com érbio, os resultados para o ganho on-off chegaram a ser até 15 dB maiores. Além disso, as transições providas pela interação entre a matriz vítrea com o érbio e o itérbio levaram a larguras de banda de 3 dB para o espectro de ASE de até 70 nm, dependendo da configuração de bombeio / Abstract: With the recently increase in data transmission demands, the search for improved fiber amplifier physical processes, materials, and configurations is still on going. As a way to provide a wider amplification bandwidth for optical systems, this work intends to characterize the operational behavior of an erbium and ytterbium doped tellurite fiber for different sample lengths, light coupling and pump configurations. The fiber samples, manufactured by the Optical Fiber Group of the IFGW/UNICAMP, underwent experimental analyses based on the same main pump topologies as those of silica-based optical amplifiers. Thus, the potential amplification characteristics of tellurite glass doped with new compounds are evaluated, as well as an investigation of possible laser generation by using this type of fiber as gain medium within feedback loop configurations. Although real system gain was impossible to determine due to uncertainties in the actual coupled optical power, it was observed that the attenuation during signal propagation through the fiber samples could be compensated after pump application. In this context, the erbium and ytterbium doped tellurite fiber has potential for optical amplification. Samples as short as 2 cm, far shorter than the ones used in silica based amplifiers and one order of magnitude shorter than those based on Er3+ doped tellurite fiber structures, presented on-off optical gain of the order of 30 dB for bi-directional 100-mW pump. By comparing with the latter doped glass structure, the on-off gain results were as high as 15 dB greater. Furthermore, the transitions provided by the interaction between the host glass and both erbium and ytterbium have led to a 70-nm ASE bandwidth, depending on the pumping configuration / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-06T16:57:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseMultifisicaExperimentos.pdf: 2773062 bytes, checksum: 331027fa4dfc895ffb85d73cd6d68af7 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-09T14:48:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseMultifisicaExperimentos.pdf: 2773062 bytes, checksum: 331027fa4dfc895ffb85d73cd6d68af7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-09T14:48:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseMultifisicaExperimentos.pdf: 2773062 bytes, checksum: 331027fa4dfc895ffb85d73cd6d68af7 (MD5) Previous issue date: 2017-04-12 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As Redes de Bragg oferecem novas possibilidades para se monitorar de forma precisa a temperatura do rotor de hidrogeradores. Dezenas de sensores podem ser montados em série em uma única fibra e ser usados para medir a temperatura em diversos pontos do enrolamento do rotor. Tais sensores são instalados diretamente na superfície do enrolamento do rotor sendo isolados termicamente do ar por uma camada de silicone. Por causa do gradiente de temperatura nesta estrutura, o sensor fica exposto a estresses termomecânicos que podem vir a deformá-lo. Como os sensores baseados em Redes de Bragg são sensíveis tanto à temperatura com à deformação mecânica, o conhecimento de cada efeito separadamente torna-se necessário para garantir que as leituras de temperatura não sejam afetadas pela deformação mecânica. Resultados experimentais obtidos em maquete que simula o enrolamento do rotor com termistores e sensores baseados em Redes de Bragg mostraram que as leituras de temperatura feitas pelos sensores ópticos à Redes de Bragg estavam cerca de 4,5°C superiores àquelas feitas pelos termistores usados como referência. Simulações multifísicas foram conduzidas para calcular a deformação e a temperatura no conjunto de montagem do sensor óptico. Os resultados teóricos e experimentais estão em acordo e mostram que o gradiente de temperatura através do conjunto de montagem do sensor óptico é suficiente causar uma deformação capaz de fazer surgir um tensão axial no sensor provocando um erro de leitura. / Fiber Bragg gratings (FBGs) offer new possibilities to monitor accurately the rotor temperature. Dozens of sensors can be mounted in series in a single fiber and used to measure the temperature in several points of the rotor winding. Such sensors installed directly on the rotor winding surface are thermally isolated from the cooling air by a silicone layer. Because of the temperature gradient in this structure, the sensor is exposed to thermo-mechanical stresses and therefore can be deformed. Since the FBG probes are sensitive to both temperature and strain, the knowledge of each effect separately is necessary to ensure that the temperature readings are not affected by strain. Experimental results obtained in rotor winding mockup tests with thermistors and FBG sensors show that the temperature readings by the FBG are 4.5°C above the temperature defined by the thermistors which were used as references. Multi-physics simulations were carried out to calculate the strain and temperature in the FBG assembly. The theoretical and experimental results are in a good agreement and show that the temperature gradient across the FBG sensor assembly is sufficient to cause a strain that induces an axial stress in the FBG sensor causing an error in the temperature reading.

Orientadores: Hugo Enrique Hernández Figueroa, Arismar Cerqueira Sodré Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T11:51:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lona_DanielGrandin_M.pdf: 5547359 bytes, checksum: 1dfde15018aecd3aee7c7be413e9c669 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O objetivo deste trabalho é avaliar a aplicabilidade da tecnologia Radio sobre Fibra (Radio over Fiber - RoF) em redes de sensores sem-fio (Wireless Sensor Networks - WSNs) e Wi-Fi. Inicialmente, realizou-se uma detalhada análise analítica de desempenho dos sistemas em função dos parâmetros típicos de equipamentos RoF, tais como: freqüência de operação, figura de ruído, ruído de intensidade relativa do laser, ruído shot do fotodetector, ruído térmico e modulação óptica. Os sistemas analisados foram então implementados em laboratório nas faixas de freqüência de 915 MHz e 2,4 GHz para WSN e Wi-Fi, respectivamente. Os parâmetros de desempenho medidos foram a indicação de intensidade de sinal recebida (Received Signal Strength Indication - RSSI), taxa de perda de pacotes (Packet Error Rate - PER) e vazão (Throughput) / Abstract: This works aims to evaluate the applicability of Radio over Fiber (RoF) technology in Wireless Sensor Networks (WSNs) and Wi-Fi networks. Initially, the system performance has been analytically evaluated as a function of diverse parameters from RoF pieces of equipment, such as: operation frequency, noise figure, relative intensity noise, shot noise of photodetector, thermal noise and optical modulation. Furthermore, the proposed RoF systems were experimentally implemented in laboratory at 915 MHz and 2.4 GHz bands for WSN and Wi-Fi, respectively. The performance metrics were Received Signal Strength Indication (RSSI), Packet Error Rate (PER) and throughput / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro, Marcos Antonio Ruggieri Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-22T12:56:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PinillaPachon_EdwinGerman_M.pdf: 12541930 bytes, checksum: 74a0367c344ded9c8891d11280568b6b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesta dissertação se estudou por simulação numérica o efeito de interferência multimodal (MMI, do inglês "multimode interference") em guias de onda, com atenção especial a fibras ópticas, e a resposta óptica do dispositivo MMI a parâmetros externos como temperatura, curvatura e índice de refração. Dispositivos baseados em MMI são formados, em geral, por três guias de onda concatenados sendo as extremidades compostas de guias monomodo e a parte central composta de um guia que permite a propagação de muitos modos, tipicamente, mais do que três. Nesta situação, na seção multimodo, são formadas reimagens que aproximadamente replicam fase e amplitude do campo óptico de entrada. A observação do espectro de transmissão correspondente à primeira reimagem, em dispositivos MMI, permite desenvolver sensores de índice de refração, temperatura e curvatura. A sensibilidade dos sensores foi avaliada frente às variações do mensurando, ou seja, variações no índice de refração, temperatura e curvatura da estrutura MMI em fibra óptica. / Abstract: In this work the effect of multimodal interference (MMI) in waveguides was studied by numerical simulation. Special attention was given to optical fibers and its the optical response when external parameters such as temperature, curvature or refractive índex were varied. MMI devices are usually formed by connecting three waveguides being the input and output ones single mode waveguides while the middle one is a waveguide that allows the propagation of many optical modes, typically more than three. In this situation re-images that replicate both the phase and the amplitude of the input optical field are formed periodically within the multimode section. The analysis of the transmission spectrum of the first re-image in MMI devices were realized in order to get information about the fiber environment, in particular the surrounding refractive índex, radius of curvature and temperature. The sensors sensitivity was evaluated. / Mestrado / Física / Mestre em Física