Orientadores: Rui Fragassi Souza, Raman Kashya / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T08:48:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_MonicadeLacerda_D.pdf: 15009595 bytes, checksum: 51316f6ab94a3a5f532f03b0f04ded3b (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho descreve o estudo das grades de Bragg com chirp, em fibra, a partir de sua análise, caracterização e aplicação à compensação da dispersão em regime linear, com ênfase no aspecto oscilatório do atraso de grupo de grades não-apodizadas. Seu principal objetivo é o de investigar soluções ao problema deste caráter ondulatório através de simulações numéricas e implementações experimentais. Observou-se boa concordância entre ambas. Resultados de simulações sistêmicas são apresentados e discutidos. A penalidade devida às oscilações do atraso de grupo é avaliada e métodos práticos para seu controle são propostos. A redução destas oscilações, a partir dos métodos sugeridos, encontra aplicação em sistemas ópticos, operando em enlaces longos (acima de 100 km) de fibra convencional, com transmissão em taxas iguais ou superiores a 10 Gb/s / Abstract: This work describes a study of chirped fibre Bragg gratings, based on their analysis, characterization and application on dispersion compensation, for optical communication systems operating in a linear regime. It concentrates on the group delay oscillatory behaviour, observed in dispersion compensating gratings, known as Group Delay Ripple. The main scope of this work is to investigate possible solutions to that problem, rather than apodisation techniques, using numerical simulations and experimental implementations. A good agreement between both results was observed. Numerical system simulations are presented and discussed. The penalties due to the group delay oscillation is evaluated and new methods for controlling this ripple are suggested. Those techniques can be applied to long haul sytems (distances greater than 100 km and bit rates equal or greater than 10 Gb/s) operating with standard singlemodefibre / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Attilio Jose Giarola / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engeharia eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T09:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LimaJunior_IvanTorres_M.pdf: 1789299 bytes, checksum: 159bcae7972238535d672c1be410c12d (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho analisa as características de propagação da onda eletromagnética e a seletividade em freqüência de grades dielétricas com periodicidade em duas dimensões, tendo em vista a aplicação destas como superfícies dicróicas na faixa de ondas milimétricas. Na formulação deste trabalho inicialmente são obtidas as constantes de propagação dos modos ao longo da direção transversal à periodicidade através da obtenção das soluções possíveis de dois sistemas de equações lineares; estes são constituídos pelas equações integrais formadas pela utilização da função diádica de Green do espaço livre e pela utilização do teorema da corrente volumétrica equivalente induzida, que é associada a uma expansão adequada do campo elétrico no interior do dielétrico. Após a determinação destes, que se caracterizam como os autovalores, as autofunções podem ser obtidas a partir da resolução dos sistemas de equações lineares homogêneas. Estas autofunções caracterizam o campo elétrico no interior do dielétrico, a partir do qual se pode construir o vetor potencia) de Hertz para a caracterização da distribuição dos campos no interior das células. Uma vez conhecida a distribuição dos campos em uma estrutura infinita, a obtenção dos coeficientes de transmissão e reflexão em grades periódicas, constituídas por estas estruturas, podem ser obtidas com a aplicação da continuidade dos componentes tangenciais dos campos elétricos e magnéticos nas fronteiras entre a camada periódica e as camadas homogêneas que a envolvem / Abstract: This work analyzes the propagation characteristics of electromagnetic waves and the frequency selectivity of dielectric gratings with periodicity in two dimensions, having in mind their applications as dichroic surfaces in the millimeter wave band. In the formulation of this work, the propagation constants of the modes along the direction transverse to the periodicity, are initially obtained by searching for the possible solutions of two systems of linear equations. These equations result from the integral equations formed by utilizing the free space dyadic Green function and the equivalent induced volume current theorem, associated to an adequate electric field expansion inside the dielectric. After the evaluation of these solutions, that are characterized as the eigenvalues, the eigenfunctions may be obtained from the solution of the systems of homogeneous and linear equations. These eigenfuncions characterize the electric field inside the dielectric, and are used to construct the Hertz vector potential and the field distribution inside each cell. Once the field distribution in the infinite structure is known, the transmission and reflection coefficients in periodic gratings, consisting of these structures, may be obtained with the application of the continuity condition of the tangential components of the electric and magnetic fields at the interfaces between the periodic layer and surrounding homogeneous layers / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lucila H. D. Cescato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-20T08:10:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_CarlosRaimundoAndrade_D.pdf: 3504285 bytes, checksum: c43e78365f53dec0f091ccac0deb4bc2 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Foi realizada uma análise da mistura de ondas refletidas durante as exposições holográficas de filmes fotossensíveis. São apresentados resultados teóricos e experimentais para filmes de fotorresinas "Shipley AZ-14OO" em três diferentes tipos de substratos (vidro, silício e filmes de alumínio). Foi mostrado que a diferença de fase entre as ondas de interferência depende fortemente da refletividade das interfaces, da espessura do filme e do ângulo de incidência. Destes resultados foi possível encontrar as condições de operação do sistema de estabilização holográfico utilizando ondas refletidas. Foram descritas algumas aplicações que usam este sistema na fabricação de componentes ópticos tais como, divisores de polarização, polarizadores de grade e deslocamento de fase para obtenção de lasers de realimentação distribuída (DFB) monomodo / Abstract: An analysis of the wave mixing of the reflected waves during the holographic exposition of photosensitive films was realized. The theoretical and experimental results are concerning to a photoresist film Shipley AZ-1400 on three different types of substrates (glass, silicon and aluminum films). It is shown that the phase difference between the interfering waves depends stronghly on the reflectivity of the interfaces, of the photosensitive film thickness and of the incidence angle. From these results it was possible to find the conditions of operation of a negative feedback system to stabilize the holographic pattern using the reflected waves. Some applications were described that use this system for fabrication of optical components such as, polarization beam aplitter, grating polarisers and phase-shift distributed feedback (DFB) lasers / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientadores: Edmundo da Silva Braga, Lucila Helena D. Cescato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:33:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_EdsonJosede_D.pdf: 5686598 bytes, checksum: e418bbf5ce5f022ecbe9cf631af20b3d (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvida a técnica de Litografia Interferométrica para a gravação de nano-estruturas periódicas em relevo, uni e bidimensionais, sobre substratos de vidro e de silício. Em particular, o trabalho se concentrou em duas frentes: no estudo no perfil das estruturas gravadas em fotorresina, através da superposição de padrões interferométricos, e na integração desta técnica com as demais tecnologias usuais de processamento do Si para microeletrônica. A partir dos padrões luminosos, gerados pela superposição de franjas de interferência, o perfil em relevo das estruturas gravadas em fotorresina foi simulado para estudar a influência de alguns dos parâmetros do processo de exposição e revelação. Para a associação desta técnica de litografia interferométrica com as demais tecnologias de processamento de Si foi necessário desenvolver um processo para gravação sobre substratos de Si. Para isto foi preciso reduzir o efeito das ondas estacionárias na litografia. A solução encontrada foi crescer termicamente uma camada de SiO2, com espessura apropriada sobre o substrato de Si, antes da aplicação da fotorresina. Para demonstrar o potencial dos processos desenvolvidos para fabricação de componentes e dispositivos baseados em nano-estruturas, foram realizadas duas aplicações: gravação de arranjos de nano-ponteiras de Si e gravação de matrizes em relevo para moldagem de elementos difrativos de alta freqüência espacial. Utilizando a técnica de litografia interferométrica associada à corrosão por plasma RIE foram fabricados arranjos de alta densidade de nano-ponteiras de Si, com cerca de 106 pontas/mm2 e raio de curvatura da ordem de 20nm. O desempenho elétrico do arranjo de ponteiras fabricadas, como dispositivo de emissão de elétrons por efeito de campo, foi caracterizado através das medidas da curva I x V e da estabilidade temporal da corrente de elétrons emitidos. Por outro lado, foram fabricadas matrizes em relevo de elementos ópticos difrativos com propriedades de polarização. Estas estruturas foram utilizadas num processo de replicação que envolveu também etapas de moldagem por eletroformação de níquel e geração de réplicas por injeção de plástico. A caracterização óptica, tanto das matrizes quanto réplicas, foi realizada através da medida do espectro de difração para os estados ortogonais de polarização / Abstract: In this work the interferometric lithography technique was developed for recording periodic relief nano-structures, one and bi-dimensional, on silicon and glass substrates. In particular, the work is focused in two directions: the study of the profile of the structures recorded in photorresist, through the superimposition of interference light patterns, and the association of this technique with the usually microelectronics techniques for the silicon processing. Starting from the light patterns, generated by the superimposition of interference fringes, the photoresist relief profile was simulated in order to study the influence of some exposure and development parameters on it. For combining the interferometric lithography with the silicon technologies it was necessary to record the nano-structures on Si substrates. For this, it was necessary to deduct the Standing Wave effect in the lithography. The solution was to grow thermally a layer of SiO2, with a proper thickness, on the silicon substrate, before the application of the photorresist. To demonstrate the applicability of the developed processes for fabrication of components and devices based on nano-structures, two applications have been realized: the recording of arrays of silicon nano-tips and the recording of a master relief structure for molding a diffractive optical element of high spatial frequency. Using the interferometric lithography technique associated with the silicon corrosion for plasma RIE, high-density arrays of silicon nano-tips were fabricated, with about 106 tips/mm2 and ray of curvature of about 20nm. The electric performance of the nano-tips array as a Field Emission Device was characterized through the I x V curves measurement as well as the temporal stability of the emitted electron current. By the other side, a master of a Diffractive Optical Elements (DOE), with polarizing properties, was realized. This master structure was used in a replication process involving the nickel electroformed shim and the generation of the replicas by plastic injection molding. The optical characterization of both master and replicas were performed through the measurement of the diffraction spectrum for the two orthogonal polarization states / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Lucila Helena Deliesposte Cescato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:15:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_EdsonJosede_M.pdf: 7453889 bytes, checksum: 0d4a66734adaf2f4c9f36b7ef54e6eda (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Esta tese trata do desenvolvimento de processos de replicação de elementos ópticos difrativos. Este processo pode ser dividido em três etapas: gravação do elemento óptico matriz, confecção do molde e obtenção das réplicas. O estudo conduzido foi baseado em dois tipos de elementos: matrizes de microlentes e redes de difração holográficas. As matrizes destes elementos foram gravadas em fotorresinas utilizando-se a técnica de fotogravação e amolecimento da resina, para o caso das microlentes e exposições holográfica para gravação das redes de difração com relevos sub-micrométricos. A partir destas estruturas foram confeccionados moldes em Níquel dos elementos, através de um sistema de eletroformação montado em nosso laboratório durante esta tese. As réplicas foram obtidas em equipamentos de injeção de plástico disponíveis em empresas do ramo fonográfico (Sonopress) e produção de lentes (Optovac). Em cada etapa, dos processos os perfis em relevo das estruturas foram sistematicamente caracterizadas através de medidas de perfilometria, microscopias eletrônica de varredura (SEM) e microscopia de força atômica (AFM) assim como foram realizadas medidas das propriedades ópticas das matrizes e réplicas. Os resultados destas medições comparativas permitiram estabelecer as características dos perfis em que se pode garantir a fidelidade das réplicas. Os avanços obtidos durante o desenvolvimento desta tese, tanto nos processos de replicação de elementos difrativos quanto na fabricação de micro-estruturas metálicas, aproximam os resultados da pesquisa desenvolvida na universidade do setor produtivo. / Abstract: The replication of diffractive optical elements is the subject of this thesis. The replication can be divided in three steps: the recording of the matrix optical element, the electroforming of the stamper and the manufacture of replicas. This study was based in two types of elements: microlenses array and holographic diffraction gratings. The microlenses arrays were recorded in photoresist by using photolithographic and melting resist techniques, while the diffraction gratings were recorded using holographic exposures. Starting from these structures, the Nickel stampers have been formed using an electroforming system mounted in our laboratory during this thesis. The replicas were manufactured in injection molding systems of a phonographic company (Sonopress) and of a lens manufacture (Optovac). In each steps of the process, the relief profiles have been measured by profilometry, scanning electronic microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The diffraction efficiencies of both matrix and replicas were also measured. The results of the measurements allowed to establish the profile characteristics that can be accurately replicated through this process. The development achieved in this thesis, in both replication processes and in the manufacture of metallic micro-structures, approach the results of the research developed in the university to the market. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Jose Joaquin Lunazzi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-08T07:18:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezRivera_NoemiInes_D.pdf: 6088514 bytes, checksum: c2c66dc6b71f900d00c6832f96aaf3eb (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Apresentamos neste trabalho a análise da formação de imagens por elementos difrativos com luz branca fazendo o traçado de raios pelas direções principais. O primeiro sistema analisado é composto por duas redes de difração e uma fenda, o segundo por dois elementos bidimensionais de estrutura espiral e um orifício, que formam imagens ortoscópicas (relevo natural). A partir das análises mencionadas desenvolvemos um sistema de dois elementos difrativos sem elementos intermediários que forma uma imagem de luz branca que é pancromática, porque oferece as cores originais. Além disso, apresentamos um sistema formador de uma imagem por transmissão que consiste na projeção de objetos usando uma fonte linear (filamento extenso) e um elemento difrativo. Aproveitando as propriedades de uma fonte linear, desenvolvemos um sistema que permite que espelhos ou lentes imperfeitos gerem imagens nítidas. Mediante estes sistemas visamos conseguir um dia a formação de imagens convergentes, entretanto já oferecemos novas maneiras de se exibir imagens tridimensionais atrativas e amplas / Abstract: We present the analysis of the formation of images by diffractive elements using white light by performing ray-tracing through main directions. The first system we describe is composed of two diffraction gratings and a slit, the second by two bi-dimensional spiral elements and a hole aperture, generating ortoscopic (natural relief) images. From this we had found a system of two diffractive elements without any intermediating element that makes and image which is panchromatic because gives original colors. Furthermore, we present a transmission imaging system that projects objects by means of a linear source (extended filament) and a diffractive element. Profiting the imaging properties of that linear source we also developed a system for mirrors and lenses having no sharpness to generate sharp images. By studying these systems we seek to find a way to achieve the making of convergent images and we already offer new ways to exhibit attractive and large three-dimensional images / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Luís Eduardo Evangelista de Araujo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-18T17:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_SilvaniaAlvesde_D.pdf: 4970692 bytes, checksum: f260af26ecacc7e92b1246968850ff9b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nesta tese apresentamos o estudo teórico de grades de difração induzidas em meios atômicos na condição de transparência induzida eletromagneticamente (EIT). As grades atômicas que serão descritas baseiam-se na não-linearidade Kerr gigante exibida pelos átomos sob EIT. No primeiro estudo realizado, a grade atômica é gerada a partir da modulação da não-linearidade Kerr através de uma onda estacionária. Neste estudo, aplicamos a teoria de ondas acopladas, desenvolvida originalmente para grades acústicas e holográficas, para a grade atômica de modo a obter uma expressão analítica para a eficiência de difração em primeira ordem. Altas eficiências de difração de um feixe de prova ressonante são previstas para incidência próxima ao ângulo de Bragg. Em um segundo estudo, descrevemos uma grade atômica do tipo ¿blazed¿ criada através da inserção de uma máscara de intensidade em um dos feixes responsáveis pela não-linearidade Kerr do meio. Eficiências de difração em primeira ordem para o feixe de prova próximas a 100% foram obtidas. Por último, discutimos uma grade de difração induzida na condição de coerência máxima entre os estados fundamentais de um átomo. Esta grade difrata não somente o feixe de prova incidente, mas também um segundo feixe gerado por mistura de quatro ondas. Apesar desta última grade apresentar eficiência de difração muito menor do que as duas grades anteriores, esta grade pode operar em vários comprimentos de onda diferentes, embora envolva sempre um feixe ressonante com alguma transição atômica. Além da contribuição teórica, trabalhos experimentais relacionados à área de aprisionamento e resfriamento de átomos foram realizados. Inicialmente, um experimento de espectrocopia de fotoassociação próximo ao limite de dissociação em uma amostra de 85Rb é apresentado. Em seguida, uma fonte de laser em 423 nm, formada por um laser de Ti-Sa com dobramento intracavidade através de um cristal LBO, que foi construída e estabilizada é descrita / Abstract: In this thesis we present a theoretical study on induced diffraction gratings in atomic media under electromagnetically induced transparency condition. The atomic gratings which will be described are based on the giant Kerr nonlinearity displayed by the atoms under EIT. In the first study, the atomic grating is generated from the modulation of the Kerr nonlinearity through a stationary wave. In this study, we apply coupled wave theory, originally developed for acoustic and holographic gratings, for an atomic grating in such a way that an analytical expression for the first order diffraction is obtained. High diffraction efficiencies of the resonant probe beam are predicted for incidence near Bragg angle. In a second study, we describe a blazed-type atomic grating created through the insertion of an intensity mask in one of the beam responsible for the Kerr nonlinearity of the medium. First order diffraction for the probe beam near 100% efficiency was observed. Finally, we discuss a diffraction grating induced under maximum coherence condition between the ground states of an atom. This grating diffracts not only the probe beam, but also a second beam generated by four wave mixing. Although this last grating shows a diffraction efficiency much smaller than the previous one, this grating can operate in several wavelengths, although involving a beam resonant with an atomic transition. Besides the theoretical contribution, experimental works related to the cooling and trapping of atoms were implemented. Initially, an experiment of photoassociation spectroscopy near the dissociation limit in a sample of cold rubidium atoms is presented. Following, a homebuilt laser source at 423 nm formed by a Ti-Sapphire laser with intracavity frequency doubling through a LBO crystal that was stabilized is described / Doutorado / Física Atômica e Molecular / Doutora em Ciências

Orientador: Jose Antonio Siqueira Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T01:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_EduardoFerreirada_M.pdf: 6728170 bytes, checksum: 22e2ac4dad3b06f3f61e0ece70fa2f5d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Por serem eletricamente passivos e imunes à interferência eletromagnética, os sensores a fibra óptica estão se tornando uma excelente escolha para o sensoreamento em várias aplicações, como aeroespacial, distribuição e geração de energia elétrica, transportes ferroviários, e equipamentos de segurança militares. Entre outras vantagens está o fato de que os sinais medidos podem ser transmitidos em distâncias muito grandes (da ordem de quilômetros), são compactos e leves. A técnica de medida convencional com sensor à FBG necessita de equipamentos de custo muito elevado, tornando-se inviável para aplicações de baixo custo. Neste trabalho apresenta-se uma nova técnica para medir temperatura com sensores a fibra óptica com grades de Bragg. Resultados experimentais de medidas feitas com a técnica desenvolvida mostram que é possível obter uma resolução de 0,5 mºC em medidas realizadas numa faixa de 30ºC. / Abstract: Due to the characteristic of being electrically passive and immune to electromagnetic interference, optical fiber sensors are becoming an excellent choice for several applications, as aerospace, distribution and generation of electrical energy, railway transports, and military equipment. Among other advantages, these sensors are compact, light and the measured signals can be transmitted for very long distances (in the order of kilometers). The existing techniques for temperature measurement using FBG sensors need expensive equipments, and therefore are not suitable for low cost applications. In this work a new technique to measure temperature with a extremely high resolution using FBG sensors is presented. Experimental results of measurements carried out with the proposed technique show that a resolution of 0.5 m°C was obtained for measurements performed over a 30 ºC temperature range. / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa , Júlio César Rodrigues Fernandes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T03:17:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_AlexandrePassos_M.pdf: 2935936 bytes, checksum: 2bf660b1a9d7a183bc552d3db9da1b97 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O crescente aumento da demanda de tráfego de dados dos sistemas de comunicação ópticos em conjunto com a busca da integração e miniaturização cada vez maior dos componentes impulsionaram a fotônica integrada em silício como uma das tecnologias promissoras para a evolução das novas gerações de dispositivos ópticos. Esta tecnologia, além de possuir suas características de um alto contraste de índice de refração, capacidade de modulação óptica através de controle de temperatura ou por densidade de portadores, se utiliza da infra-estrutura de fabricação para a indústria de microeletrônica já desenvolvida nas últimas décadas. Neste cenário, este trabalho propõe o desenvolvimento de um modulador de fase fabricado com a tecnologia de fotônica integrada em silício para o formato de modulação DP-QPSK e que opere na banda C de comunicação óptica. Análises de simulações e experimentais foram realizadas para a validação do fluxo de desenvolvimento do circuito e de cada componentes utilizado individualmente / Abstract: The increasing demand for data in optical communication systems with a constant search for reduction of device dimensions boosted silicon photonics as a candidate technology to the following optical device generations. Besides having high refractive index contrast, modulation capabilities through thermal or by carrier density control, this technology takes advantage of the microelectronic infra-structure developed in the last decades to fabricate small optical components with high reliability. In this scenario, this dissertation proposes the design of a phase modulator in silicon photonic technology. This modulator is able to operate at C-band and make the DP-QPSK modulation. Simulation and experiment analysis were made to validate the design flow for the optical circuit and for each single component / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica