Orientador: Hugo Luis Fragnito / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-21T17:25:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Planas_SusanaAlicia_D.pdf: 4685374 bytes, checksum: 00bd414a012488fe77fc85bcfd95d6a7 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Filmes de polímeros com cromóforos não lineares são promissores para aplicações em fotônica porque são materiais compatíveis com a tecnologia de fabricação de dispositivos opto-eletrônicos além de terem baixo custo de produção. Filmes de polímeros funcionalizados com corantes orgânicos e orientados sob campo elétrico, possuem resposta rápida e altas propriedades não lineares, fazendo deles ótimos materiais para moduladores e chaves eletro-ópticas (EO). Neste trabalho foram estudados polímeros de PMMA dopados com cromóforos de corantes com propriedades não lineares, confeccionados 1) por dopagem física, 2) sintetizados em cadeia lateral ramificada e 3) reticulados. Os filmes de polímeros foram fabricados por "spin coating" e caracterizados por técnicas Espectroscopía VIS-IV, interferometria, Raios-X e Calorimetria diferencial de varredura. O estudo das propriedades não lineares destes filmes orientados, foi feito através de medidas do coeficiente eletro-óptico e do índice de refração não linear. Valores típicos medidos do coeficiente EO r33 foram de até 18 rm/V. Observamos pela primeira vez que o coeficiente EO diminui com o tempo de irradiação para iluminação em comprimento de onda na região de absorção. Este efeito é irreversível e apresenta uma taxa de decaimento que é diretamente proporcional a intensidade da luz. A partir desta dependência estimamos a taxa de decaimento do coeficiente EO para os níveis de irradiância da luz ambiente, estimando-se assim a "vida útil" do material polado. Este efeito foi atribuído à fotoisomerização. Observamos efeitos novos da tensão do filme sobre o coeficiente EO e sobre seu decaimento. O coeficiente EO pode até duplicar quando a amostra é submetida a deformações e o tempo de decaimento do coeficiente EO quando a amostra é iluminada, mostrou-se muito mais rápido que em amostras sem tensão. Usando a técnica de "z-scan" medimos o índice de refração não linear. Nos polímeros fisicamente dopados obtivemos n2 = -5,3 x 10-12 cm2/W e nos sintetizados n2 = -1,1 x 10-11 cm2/W a 1,06 mm. Estes valores de n2 estão entre os mais altos reportados para materiais transparentes e mostram que estes polímeros são promissores para chaveamento totalmente óptico. Foi demonstrada a viabilidade de se construir guias planares e de canal usando técnicas litográficas. Observamos os modos de propagação dos guias usando a técnica de "M-Iine" / Abstract: Opto-electronic materials for electro-opticaI modulators and switches for optical communications have attracted a great deaI of recent attention. Poled polymer films functionalized with organic dyes as non linear chromophore are promising materials due to their Iarge electro-optic coefficient, fast response, low dielectric constant, and Iow production cost. A serious limitation in these materials is the relaxation of the molecular orientation. However, as we demonstrate, by an appropriate heat treatment (physical aging) during the fabrication process, the orientational relaxation time of the poled films can be greatly improved. Thin films (1-2 mm thick) of functionalized DR1-PMMA (Disperse Red 1 by radical co-po1ymerization of MethyI Methacrylate) deposited on glass substrates by spin coating, and poled at 0.24 MV/cm through a gap of 25 mm between two gold coplanar electrodes. Precise measurements of the electro-optic coefficient, r33, were made by detecting the phase modulation in a Senarmont configuration. In all cases the relaxation dynamics could be fitted to a two exponential decay. In the non treated samples, r33 decayed do zero with time constants of 28 days (fast component of the molecular orientation decay) and 109 days (slow component). In the physically aged samples r33 decayed to 30 % of the fresh value. We demonstrate that physical aging significantly improves the stability of the oriented molecules. Passive planar and channel waveguides were fabricated with both type of polymers: side-chain and crosslinked, using lithographic techniques. The optical propagation inside the waveguides were confirmed by using the M-line technique. We report on the measurement of the nonlinear refractive index, n2, of films of polymethylmethacrylate (PMMA, 7 to 20 mm thick) functionalized with Disperse Red 1 (DR1). The Iarge nonlinear coefficient (n2 = -1.1 x 10-11 cm2/W, l = 1.06 mm), makes this material a promising candidate for all optical switching devices / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Navin B. Patel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-21T23:21:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MunozUribe_Martin_D.pdf: 7845185 bytes, checksum: 5f4795fdeeeafa0d7e54cfd6770c6c18 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A disponibilidade de fontes de luz, assim como de detetores na região infravermelha, é de grande interesse devido à utilidade destes dispositivos. Aplicando os princípios da Óptica Não Linear aos Guias de Ondas, é possível conseguir dispositivos que, através de interações paramétricas, atuem como fontes de radiação coerente ou auxiliem na detecção desta em regiões nas quais não se tem disponíveis. Este trabalho, apresenta duas soluções novas para viabilizar interações paramétricas eficientes em guias de ondas de semicondutores 43m crescidos epitaxialmente. A primeira, propõe uma técnica experimental para a Inversão do Sinal do Coeficiente Não Linear d14, e sua aplicação na otimização do fator de overlap. A segunda, introduz um tipo de Configurações Não Críticas, as quais conseguem relaxar os estritos requisitos de uniformidade dos filmes, de forma tal que, as técnicas atuais de crescimento consigam satisfazer . Dentre os parâmetros mais importantes para se planejar os guias de ondas, estão os coeficientes não lineares, e os índices de refração dos materiais que os compõem. Foram medidos índices de refração do GaSb, visando sua utilização em guias para interações paramétricas, e determinaram-se, por primeira vez, valores consistentes dos mesmos / Abstract: Light sources and detectors in the infrared region, are of great interest for several applications. Applying Non Linear Optical principles to waveguides it is possible to obtain devices that, emit coherent radiation, or help its detection using the parametric interactions. This work presents two new solutions for efficient parametric interactions in epitaxilly growth 43m semiconductors waveguides. The first proposes na experimental technique for the sign inversion of the non linear coefficient d14 and the optimization of the overlap factor. The second one shows the existence of non critical configurations which allows relaxing the strict requirements on film uniformity in such way that actual growth techniques can satisfy . Among the most important parameters for waveguide design, are the non linear coefficients and the refractive index. We have for the first time, measured consistently the refractive indices of GaSb, planning its future use for parametric interactions in waveguides / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientadores: Evandro Conforti, Sergio Celaschi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T23:21:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monteiro_HericleaSampaio_D.pdf: 7497095 bytes, checksum: 0d8dcb5b696c21d5108611e7c279c7ce (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A evolução da tecnologia de Fibras Ópticas, nos últimos vinte anos, disponibilizou aos sistemas ópticos uma ampla largura de banda que, entretanto, permanece ociosa. A utilização eficiente desta ampla largura de banda requer o desenvolvimento de dispositivos ópticos que possibilitem interagir com o sinal propagante para, com perdas mínimas, acoplar, dividir, multiplexar , atenuar o sinal propagante, sem que este seja removido do interior das fibras. Com este objetivo, esta Tese estabeleceu a metodologia de fabricação de Dispositivos a Fibra e de Dispositivos Planares, pelas Técnicas de Polimento e de Troca Iônica, respectivamente. Pela Técnica de Polimento, foram fabricados e caracterizados quatro tipos de dispositivos: -Divisor de Potência Óptica com razão de acoplamento variável. - WDM, com 7,2 dB de isolação por canal e 20 dB de isolação entre canais. -Acoplador que mantém o estado da polarização da luz incidente, com 27 dB de extinção. - Atenuador Óptico, possibilitando até 30 dB de atenuação. Todos os dispositivos apresentaram perda de inserção inferior a 0,2 dB e diretividade superior a 50dB. A Técnica de Troca Iônica ficou restrita à confecção dos Divisores de Potência Óptica superficiais e enterrados, nas configurações 1 x 16, 1 x 8, 1 x 4. O trabalho cumpriu as seguintes etapas: -Projeto e confecção de máscaras - Confecção dos Divisores de Potência Óptica, superficiais e enterrados -Caracterização óptica dos dispositivos. Os dispositivos superficiais 1 x N apresentaram perdas de propagação de 2,1 dB!cm, enquanto os enterrados apresentaram perdas de propagação de 1,9 dB/cm. A perda na ramificação em Y é da ordem de 3,8 dB, em guias superficiais, e de 3,6 dB em guias enterrados / Abstract: Not informed. / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2013-11-04T17:42:53Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2013_07.pdf: 2195595 bytes, checksum: cd3bc8ec1ed139577c939ef3ad656a75 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-04T17:42:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2013_07.pdf: 2195595 bytes, checksum: cd3bc8ec1ed139577c939ef3ad656a75 (MD5) / O objetivo principal deste trabalho é simular campos eletromagnéticos utilizando o Método dos Elementos Finitos. Mesmo nos casos mais acadêmicos de simulação numérica da eletrostática e da magnetostática dificuldades aparecem quando o elemento finito nodal é utilizado. A modelagem de campos vetoriais com funções escalares, principalmente em materiais heterogêneos, podem não apresentar os melhores resultados. Com o objetivo de resolver estes problemas, dois tipos de técnicas são experimentadas: o uso de remalhagem adaptativa para elementos finitos nodais e a utilização de elemento finito de aresta que assegura a continuidade dos componentes tangenciais. Na análise numérica são abordados alguns problemas eletromagnéticos simples tais como os guias de onda imersos em materiais homogêneos e heterogêneos, materiais ferromagnéticos submetidos a uma densidade de campo magnética constante ou ainda sujeitos a uma densidade de corrente. No caso dos guias de onda, os campos são discretizados utilizando o método dos elementos finitos nodais e de arestas enquanto nos outros utiliza-se unicamente o elemento nodal. Aborda-se também a possibilidade de utilização da remalhagem adaptativa baseada em vários indicadores de erro.

Orientador : Hugo Enrique Hernandez-Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T04:45:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Correia_Davi_M.pdf: 370205 bytes, checksum: b9934bbd32d8ef3260efb36fea6c28da (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientador : Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T14:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezEsquerre_VitalyFelix_D.pdf: 4295145 bytes, checksum: a4cbd5fc7d33f29bdc5a8d1462141ccb (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Esta tese apresenta uma metodologia numérica eficiente e robusta para a análise de estruturas fotônicas tanto em coordenadas cartesianas como cilíndricas, e pressupõe estruturas com índices de refração arbitrários. Os algoritmos, baseados no método dos elementos finitos, foram desenvolvidos no domínio do tempo e da freqüência. A primeira abordagem é baseada no método de propagação de ondas (WPM: Wave Propagation Method), levando-se em conta três esquemas: banda estreita (desprezando a segunda derivada temporal), banda larga (via aproximação de Padé) e banda total (resolvendo a segunda derivada temporal); neste caso utilizaram-se as camadas perfeitamente casadas (PML, Perfectly Matched Layer), para evitar as reflexões nas fronteiras do domínio computacional. A segunda abordagem trata do cálculo das bandas proibidas e da análise modal das chamadas estruturas sobre meios denominados de cristais fotônicos, "photonic crystals". Diversos dispositivos fotônicos são analisados, redes dielétricas planares e, em fibras, guias curvos com cavidades ressonantes (no domínio do tempo) e uma análise detalhada de estruturas periódicas, incluindo-se anisotropia (no domínio da freqüência), que são de grande importância no processamento de sinais ópticos / Abstract: This thesis shows an efficient and powerful numerical metodology to analyze photonic structures in cartesian and cylindrical coordinates and they are supposed to have arbitrary refractive indexes. The algorithms, based on the finite element method, were developed in time and frequency domains. The first algorithm is based on the wave propagation method (WPM) taking into account three schemes: narrow band (the second time derivative is neglected), wide-band (through Padé approximation) and total-band (solving the second time derivative). The Perfectly Matched Layers (PML) were used to avoid undesired reflections from the computational boundaries.. The second algorithm was developed to compute the forbbiden bands and to have a modal analysis of guiding structures called photonic crystals. Several photonic devices were analyzed, slab and fiber dielectric grating, sharp bend guides with ressonant cavities (time domain) and also a detailed analysis of periodic structures, including anisotropy (frequency domain), is also done. These photonic devices are important for optical signal processing / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T14:23:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BravoRoger_LeonardoLorenzo_D.pdf: 9758028 bytes, checksum: 8397616c7678b1b613e1954f4b68c480 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Modelos eficientes de simulação para a análise da propagação de pulsos ultracurtos, através de dispositivos de óptica integrada de geometria planar e cilíndrica, são apresentados em detalhe. Os modelos resolvem as equações de onda escalares, associadas às polarizações transversais elétrica (TE) e magnética (TM), levando em conta efeitos espaço-temporais, utilizando a técnica da variação lenta da envoltória dos respectivos campos. Esta técnica consiste em remover a onda portadora, calculando-se apenas a envoltória dos campos, garantindo assim a diminuição do esforço computacional. Todos os modelos desenvolvidos utilizam o Método de Elementos Finitos, bem como camadas absorventes do tipo perfeitamente casadas (perfectly matched layers, P ML), para simular a continuidade do domínio de discretização truncado. Os modelos aqui propostos são apresentados pela primeira vez, mostrando a grande eficiência dos mesmos em aplicações com meios lineares, com perdas, meios difrativos, dispersivos e não lineares do tipo Kerr / Abstract: Efficient finite-element formulations for the simulation of ultrashort optical pulses propagating down planar and cylindrical geometries are thoroughly presented. These numerical propagators capable to take into account spatial and temporal effects, are to the best of the author's knowledge original. They solve the scalar transverse electric (TE) and magnetic (TM) wave equations using the well known slow wave approach and incorporate perfectly matched layers (PML) at the truncated boundaries. Their effectiveness and higher performance over other similar approaches are clearly demonstrated through key simulations, which include Kerr-type of nonlinear effects, absorption (losses), diffraction, refraction, and dispersion / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e da Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nobrega_KleberZuza_D.pdf: 2646260 bytes, checksum: 5fab9976f2d458a8b82801542734e7c5 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho de tese, estão aqui apresentadas algumas ferramentas de desenvolvimento para duas formulações distintas do Método dos Elementos Finitos (MEF), nodal e com elementos de aresta, que, seguidamente, são aplicadas na análise de estruturas fotônicas. Numa primeira etapa, três programas gerados em Matlab® foram produzidos com o intuito de simplificar, estimular e facilitar o aprendizado do MEF; contudo, no âmbito da pesquisa, estes também mostraram-se eficientes em contemplar a possibilidade do desenvolvimento parcial de explorar novos códigos e formulações em elementos finitos. Na seqüência, estes programas são devidamente utilizados na simulação de algumas estruturas fotônicas lineares ou não-lineares, através de códigos elaborados em Fortran. Em princípio, nestas estruturas destacam-se três pontos principais: a geração de novas condições de camadas absorventes perfeitamente casadas (Perfectly Matched Layers) para meios não-lineares; a proposta de um novo guia de onda planar utilizando cristais fotônicos, para reduzir os níveis de potência crítica no fenômeno de biestabilidade óptica; e, por último, a obtenção de uma nova fibra óptica monomodo, com cristais fotônicos, possuindo uma região de invariância bem superior àquelas comentadas na literatura / Abstract: In this thesis, it has been implemented some numerical and symbolic tools to help in the development of computer subroutines of the Finite Element Method using two distinct formulations, with nodal and edge elements, applied to analysis of photonic structures. In a first stage, three computer programs were developed using Matlab® to simplify, to stimulate and to make easy the learning of the MEF. Concerning the research aspects, such programs have been shown to be efficient in the development and exploration of new computer codes and formulations in the MEF. Following, they also have been used to simulate some linear and nonlinear photonic structures, written in Fortran. At first, three main aspects have been considered: a series of new boundary conditions (Perfectly Matched Layers) for nonlinear media; the proposal of a new planar waveguide using photonic crystals, to reduce the critical power in the bistability phenomenon; and, finally, a new topology of a monomode photonic crystal fibers having a wider range of such characteristic than the conventional ones explored in the literature / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

[pt] Neste trabalho, o efeito de um obstáculo cilíndrico do tipo poste em guias de ondas retangulares e circulares é o objeto de estudo. Considerando-se um poste metálico em um guia de ondas retangular, utiliza-se o método dos momentos e diádicas de Green como técnica de obtenção de soluções. Utilizando a mesma metodologia, estada-se um poste metálico em um guia de ondas circular. A análise de um poste dielétrico em guias de ondas retangular e circular é feita através da técnica perturbacional. / [en] In this work, the effect of a cylindrical obstacle such as a post in rectangular and circular waveguides is the subject of study. Considering a metallic post in a rectangular waveguide, the Method of Moments and the Dyadic Green s Functions are applied to obtain the solutions. The same methodology is used to study a metallic post in a circular waveguide. A perturbational analysis is carried out to study a dielectric pos in retangular and circular waveguides.

[pt] Com o objetivo de se aumentar a confiabilidade de um sistema de micro-ondas tem-se utilizado, em alguns casos, a polarização circular. De modo a se evitar o emprego de vários dispositivos para a obtenção de fontes de polarização circular (os quais concorrem para um aumento do coeficiente de onda estacionária global do sistema) utiliza-se um único componente capaz de efetuar a transformação da polarização circular desejada. Tal componente é conhecido como polarizador. Este trabalho de tese visa apresentar o desenvolvimento e o projeto de um polarizador construído em guia circular, para a faixa de SHF. O efeito da transformação de polarização é conseguido através de diafragmas indutivos e capacitivos dispostos ao longo do guia circular. O coeficiente de onda estacionária máximo encontrado em um modelo construído para a faixa de 6,8 a 7,8 GHz foi de 1,1 e a relação axial de 1,2 dB. Devido a não utilização de dielétricos com perdas na estrutura, pode-se esperar baixos valores de perda por inserção. Nestas medidas incluem-se a transição guia retangular-guia circular. Na Introdução do presente trabalho é apresentada a obtenção de polarização circular em guia circular através de dois modos TE 11, ortogonais, defasados de 90 0. no Capítulo 1 são analisados os fundamentos teóricos em que se apóia o polarizador e no Capítulo 2 é analisada a sistemática de projeto da estrutura. Os Capítulos 3 e 4 descrevem, respectivamente, o projeto de um modelo experimental e os ensaios efetuados. / [en] Circular polarization hás been used in some cases to increase the capability and reliability of microwave systems. The desing employed here avoids introduccing several components to generate circular polarization (as such elements tend to increase the total voltage standing wave ratio of the system) by utilizing a single component capable of making the transformation from the original linear polarization in the retangular guide to the desired circular polarization. This component is known as a polarizer. This paper presents the development and results of a thesis project involving the construction of a polarizer in circular waveguide for the SHF band. The transformation from linear to circular polarization is obtained by using inductive and capacitive diaphrams dispposed longitudinaly in circular guide. The maximum voltage standing wave ratio measured in the model constructed was 1,1 and the maximum axial ratio was 1.2 dB for the band 6,8 to 7.8 GHz. Because lossy dielectric materials were not used in this polarizer low values of insertion loss are expected. The effects of the transition from retangular to circular guide are included in the measurements. In the introduction section of this paper the author describes the method for realizing circular polarization in circular waveguides by the use of two orthogonal TE 11 modes phased 90 0 apart with respect to each other. In Chapter 1 the theoretical fundamentals upon which the polarizer is based are analysed and in Chapter 2 a systematic analysis of the structure is reported, Chapter 3 and 4 describe, respectively, the investigations of the experimental model and the test results achieved.