O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de procedimentos analíticos baseados na análise em fluxo com multicomutação, acoplada à detecção por fluorescência, espectrofotometria com longo caminho óptico ou quimiluminescência em guias de ondas (LCW), para a determinação de poluentes ambientais. Os procedimentos desenvolvidos atendem aos requisitos de sensibilidade e limite de detecção impostos pela legislação ambiental vigente e as características analíticas encontram-se em concordância com as tendências atuais de redução do consumo de amostras e reagentes, da geração de resíduos e de custo, apresentando alta freqüência de amostragem e operação simples. Os módulos de análises desenvolvidos são compactos, podendo ser adaptados para o monitoramento in situ. Com o acoplamento da cela LCW de 100 cm de caminho óptico a sistemas de análises por injeção em fluxo e monossegmentado, para medidas por turbidimetria e espectrofotometria, foi observada significativa melhora nos limites de detecção e sensibilidade. Discrepâncias entre o aumento de sensibilidade verificado e previsto pela lei de Beer têm relação com diferenças de dispersão em celas de 1 e 100 cm. Para a determinação espectrofotométrica de paraquat, foi desenvolvido um módulo de análises com micro-bombas solenóides. Ácido dehidroascórbico foi empregado como reagente, sendo a solução estável por uma semana. Resposta linear foi observada de 0,1 a 5,0 mg L1, r=0,997, com limite de detecção, coeficiente de variação e freqüência de amostragem estimados em 22 µg L-1, 1,0% (n=10) e 63 h-1, respectivamente. Os resultados para amostras de águas foram concordantes com o procedimento de referência (95% de confiança). Para a determinação fluorimétrica de cianeto dissociável em ácidos, foi desenvolvido um módulo de análises com válvulas solenóides, explorando a reação com oftalaldeído e glicina. Sensibilidade 2 vezes maior foi observada com a retenção da zona de amostra por 60 s, com resposta linear entre 1 e 200 µg L-1, r=0,999. O coeficiente de variação, limite de detecção e freqüência de amostragem foram estimados em 1,4% (n=10), 0,5 µg L-1 e 22 h-1, respectivamente. Com prévia etapa de separação por difusão gasosa, o procedimento foi aplicado em amostras de águas naturais, sendo os resultados concordantes com o procedimento de referência ao nível de confiança de 95%. Para a especiação redox de cromo, os procedimentos analíticos foram baseados em sistemas de análises em fluxo com micro-bombas solenóides. O Cr(VI) foi determinado por espectrofotometria de longo caminho óptico com difenilcarbazida. Resposta linear foi observada entre 2 e 40 g L-1, r=0,973. O limite de detecção, coeficiente de variação e freqüência de amostragem foram estimados em 1,8 µg L-1, 0,6% (n=10) e 55 h-1, respectivamente. Quimiluminescência foi utilizada para determinar Cr(III), com resposta linear observada entre 2 e 50 µg L-1, com r=0,999. O limite de detecção, coeficiente de iv variação e freqüência de amostragem foram estimados em 0,38 µg L-1, 3,3% (n=10) e 50 h-1, respectivamente. Oxidação em linha foi também implementada para a determinação espectrofotométrica de cromo total. Em amostras de águas naturais, os resultados foram concordantes para Cr(VI), mas efeitos de matriz foram observados para Cr(III), aparentemente devido à complexação com sustâncias húmicas. / This work aimed the development of analytical procedures based on flow analysis with multicommutation, coupled to detection by fluorescence, long pathlength spectrophotometry or chemiluminescence in liquid-core waveguides (LCW), for determination of environmental pollutants. The developed procedures are in accordance with the requirements of sensitivity and detection limits of the current environmental legislation and the analytical characteristics are in agreement with current trends as low sample and reagents consumption, low waste generation, high sampling rate, low cost and simple operation. The compact flow systems could be adapted for in situ monitoring. Improvements in detection limit and sensitivity were observed by coupling the 100-cm LCW to flow injection analysis and monosegmented flow analysis for turbidimetric and spectrophotometric measurements. Discrepancies between the experimentally evaluated increase in sensitivity and that estimated by the Beers law are related to differences in sample dispersion with 1 and 100 cm flow cells. A multicommuted flow-system with solenoid micro-pumps was used for the spectrophotometric determination of paraquat. The reducing reagent, dehydroascorbic acid, was stable for at least one week. Linear response was observed from 0.1 to 5.0 mg L-1, with r=0.997 and detection limit, coefficient of variation and sampling rate estimated as 22 µg L-1, 1.0% (n=10) and 63 h-1, respectively. The procedure was applied for paraquat determination in water samples, yielding results in agreement with the reference procedure at the 95% confidence level. For the fluorimetric determination of Weak Acid Dissociable Cyanide, a multicommuted flow system was development with solenoid valves, exploiting the reaction with o-phthalaldehyde and glycine. A two-fold higher sensitivity was observed with a 60-s stopped-flow interval, with linear response between 1 and 200 µg L-1, r=0.999. The coefficient of variation, detection limit and sampling rate were estimated as 1.4% (n=10), 0.5 µg L-1 and 22 h-1, respectively. After separation by gas diffusion, the procedure was applied to the analysis of natural water samples, with results in agreement with the reference procedure at the 95% confidence level. For redox chromium speciation, the procedures were based on a multicommuted flow system with solenoid micro-pumps. The determination of Cr(VI) was performed by long pathlength spectrophotometrywith diphenylcarbazide. Linear response was observed between 2 and 40 g L-1, r=0.973. The detection limit, coefficient of variation and sampling rate were estimated as 1.7 g L-1, 0.6% (n=10) and 55 h-1, respectively. Chemiluminescence was used to determine Cr(III), being the linear response observed between 2 and 50 µg L-1, with r=0.999. The detection limit, coefficient of variation and sampling rate were estimated as 0.38 µg L-1, 3.3% (n=10) and 50 h-1, respectively. On-line oxidation was also implemented for the determination of total chromium. In natural water samples, results were consistent for Cr(VI), but matrix vi effects were observed in Cr(III) determination, apparently in view of complexation with humic substances.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-03T14:15:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ChavesOpticasCompactas.pdf: 14902318 bytes, checksum: 61976802fa05c3cb71a63848b89f2859 (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2017-10-10T17:03:15Z (GMT) / Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-16T14:19:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ChavesOpticasCompactas.pdf: 14902318 bytes, checksum: 61976802fa05c3cb71a63848b89f2859 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-11-13T15:58:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ChavesOpticasCompactas.pdf: 14902318 bytes, checksum: 61976802fa05c3cb71a63848b89f2859 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T15:58:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ChavesOpticasCompactas.pdf: 14902318 bytes, checksum: 61976802fa05c3cb71a63848b89f2859 (MD5) Previous issue date: 2014-08-08 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No presente trabalho, investigou-se três possibilidades de chaves ópticas (switches), baseadas em cristal fotônico, sendo duas destas construídas a partir de um material magnetoóptico, projetadas para operar na faixa de frequência óptica e a última por cilindros dielétricos, projetada para operar na faixa de frequência de terahertz, ambas constituídas de dois guias de onda acoplados a cavidade ressonante. As chaves ópticas constituídas de material magneto-óptico têm suas cavidades formadas por furos cilíndricos dispostos de forma a montar anéis concêntricos ao redor de um furo central, sendo a primeira com acoplados frontal dos guias de onda formado um ângulo de 180o entre si e alinhadas com a cavidade ressonante. A segunda, com acoplados lateral dos guias de onda a cavidade ressonante. São inseridos no material magneto-óptico bidimensional defeitos (furos formando uma rede triangular). A chave óptica, construída por cilindros dielétricos dispostos de forma a montar uma rede quadrada, tem sua cavidade constituída de um cilindro de Níquel-Zinco-Ferrite, e seus guias de onda formam um ângulo de 90o. Os dispositivos possuem dois estados, um estado onde há transmissão de sinal (estado on) e um estado onde ocorre o bloqueio do sinal (estado off ), sendo a transição entre os mesmos controlada a partir da variação de um campo magnético DC externo H0. O funcionamento dos dispositivos é baseado na orientação de um modo de dipolo, excitado na cavidade ressonante por um sinal eletromagnético, que entra por uma das portas do dispositivo. Para as duas chaves construídas de material magneto óptico, o estado on é obtido sem magnetização. Nesta situação, os nós do dipolo alinham-se de modo perpendicular ao eixo dos guias de onda, ocorrendo assim a transmissão de sinal, com baixas perdas de inserção, enquanto que no estado off com campo magnético externo diferente de zero, para o dispositivo com acoplamento frontal o modo dipolo sofre uma rotação por 90º e para o dispositivo com acoplamento lateral o modo dipolo apresenta uma rotação no sentido anti-horário interrompendo a transmissão do sinal, com alta isolação. Para a chave construída de cilindros dielétricos, o estado on é obtido com magnetização e o modo dipolo apresenta uma rotação no sentido horário transmitindo o sinal, enquanto que no estado off, sem campo magnético externo, o modo dipolo é estacionário, com os nós do modo dipolo alinhados com os guias de onda interrompendo a transmissão do sinal. / In the present work, investigated three possibilities of optical key (switch) based on Photonic Crystal, two of these being constructed from a magneto-optic material, designed to operate in the optical frequency range and the last cylinder of dielectric, designed to operate in the terahertz frequency range, both consist of two coupled waveguides resonant cavity. The optical keys consist of material magneto optical, has a cavity formed by cylindrical holes disposed so as to mount concentric rings around a central hole, and the first, with front of coupled waveguides formed a angles of 180o aligned with each other and the resonant cavity. The second side coupled to the waveguide resonant cavity. Are inserted into the magneto-optical material in two- dimensional photonic crystal defects (holes forming a triangular lattice). The optical key constructed by dielectric cylinders arranged in order to mount a square lattice, has a hollow cylinder composed of a nickel-zinc-ferrite, and their wave guides are at an angle of 90o. The devices has two states, a state where there is transmission signal (state on) and a state where the lock signal occurs (state off ), being the transition between them controlled from the variation of an external DC magnetic field H0. The operation of the device is based on the orientation of a dipole mode, excited resonant cavity for electromagnetic signal. In state on no magnetisation dipole nodes align perpendicular to the axis of the waveguides, occurring so the signal transmission, with low insertion losses, While in the State off non-zero external magnetic field the dipole mode is rotated by 90o for coupling the front and to the device with lateral coupling the dipole mode shows a rotation in counterclockwise interrupting signal transmission, with high isolation. For the key cylinder constructed of dielectric, the condition on magnetization is obtained, the dipole mode shows a clockwise rotation transmitting the signal, whereas in state off without external magnetic field, the dipole mode is stationary, with the nodes of the dipole mode aligned with the waveguides stopping the signal transmission.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-01-04T13:23:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ObtencaoAnalisePerformance (1).pdf: 2088447 bytes, checksum: 504f22b37c1417a997458698031b130b (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-10T17:27:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ObtencaoAnalisePerformance (1).pdf: 2088447 bytes, checksum: 504f22b37c1417a997458698031b130b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-10T17:27:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ObtencaoAnalisePerformance (1).pdf: 2088447 bytes, checksum: 504f22b37c1417a997458698031b130b (MD5) Previous issue date: 2016-09-09 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação, foi utilizado o conceito de cristais fotônicos (PhCs) para a simulação computacional de duas portas lógicas totalmente ópticas, as portas NOT e NAND. Estas novas estruturas totalmente ópticas são compostas por um anel ressoador de cristal fotônico (PCRR) em duas dimensões (2-D), feito de hastes dielétricas de silício (Si) no substrato de ar. O método da expansão em ondas planas (PWE) e o método das diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD) são utilizados para analisar o comportamento destas estruturas. O método PWE é utilizado para calcular o intervalo de banda fotônica (PBG) das estruturas de cristais fotônicos (PhC), que é de 0,2654-0,3897 (a / λ). As redes quadradas das portas lógicas (NOT e NAND) fabricadas são implementadas utilizando o comprimento de onda operacional igual a 1700 nm. Os resultados das simulações mostram que as estruturas propostas são candidatas potenciais para a concepção de circuitos ópticos digitais ultra-rápidos e altamente vantajosas com alta potência de transmissão, simples design, além de serem fortemente aplicáveis para a fabricação de circuitos integrados fotônicos (PICs), devido à sua simples estrutura e o seu claro princípio de funcionamento. / In this work, we used the concept of Photonic Crystals (PhCs) for the computational simulation of two all-optical logic gates, the NOT and NAND gates. These new all-optical structures consist of a Photonic Crystal Ring Resonator (PCRR) in two dimensions (2-D) made of dielectric rods silicon (Si) in air substrate. The Plane Wave Expansion (PWE) and the Finite Difference Time Domain (FDTD) methods are used to analyze the behavior of these structures. The PWE method is used to calculate the Photonic Band Gap (PBG) of the PhC structures, that is from 0.2654 to 0.3897 (a / λ). The square lattices of logic gates (NOT and NAND) designed are implemented on the operational wavelength of 1700 nm. The simulation results show that the proposed structures are potential candidates for the design of ultra-fast optical digital circuits and highly advantageous with high transmission power, simple design, and are strongly applicable to the manufacture of Photonic Integrated Circuits (PICs) due to their simple structure and its clear operating principle. KEYWORDS: All-Optical NOT Logic Gate, Photonic Crystal Ring Resonator, Finite Difference Time Domain, Contrast Ratio.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-04-27T13:05:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseTeoricaFiltros.pdf: 4789588 bytes, checksum: 8e8c2066525cc43ae730dd29a6cdff9d (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-04T12:38:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseTeoricaFiltros.pdf: 4789588 bytes, checksum: 8e8c2066525cc43ae730dd29a6cdff9d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T12:38:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseTeoricaFiltros.pdf: 4789588 bytes, checksum: 8e8c2066525cc43ae730dd29a6cdff9d (MD5) Previous issue date: 2016-11-25 / Este trabalho apresenta simulações de filtros rejeita-faixa de micro-ondas utilizando estruturas Electromagnetic Bandgap (EBG). Na estrutura de filtro são feitos furos no plano terra e posteriormente esses furos terão o seu diâmetro alterado visando melhorar a qualidade da banda de rejeição e a obtenção de duas bandas de rejeição. Em comparação com filtros convencionais, filtros com estruturas EBG tem melhores características de banda de rejeição na faixa de micro-ondas As referidas simulações foram feitas com o software comercial ANSYS HFSS. Uma estrutura de filtro utilizando guias de ondas fotônicos também é modelada e simulada utilizando o software comercial Comsol. Os efeitos dos parâmetros físicos da estrutura em relação as característica de filtragem são estudados em ambos os filtros. Os resultados do procedimento de criação e de simulação são descritos e possíveis aplicações dessas estruturas de filtro são discutidas neste trabalho. A faixa de rejeição particularmente ampla é alcançada pelos circuitos apresentados neste trabalho bem como duas bandas de rejeição. / This paper presents simulations of a band-stop filter using microwave Electromagnetic Bandgap structures (EBG). In the filter structure are made holes in the ground plane and these holes will subsequently changed its diameter to improve the rejection band of the quality and obtaining two rejection bands. Compared with conventional filters, filters with EBG structures have better rejection bandwidth characteristics in the microwave band. These simulations were performed with commercial software ANSYS HFSS. A filter structure using photonic waveguides is also modeled and simulated using commercial software Comsol. The effects of the physical parameters of the structure in relation to the filter characteristic are studied in both filters. The results of the creation and simulation procedure are described and possible applications of these filter structures are discussed in this paper. The particularly wide stopband is achieved by the circuits presented in this paper as well as two rejection bands.

O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de procedimentos analíticos baseados na análise em fluxo com multicomutação, acoplada à detecção por fluorescência, espectrofotometria com longo caminho óptico ou quimiluminescência em guias de ondas (LCW), para a determinação de poluentes ambientais. Os procedimentos desenvolvidos atendem aos requisitos de sensibilidade e limite de detecção impostos pela legislação ambiental vigente e as características analíticas encontram-se em concordância com as tendências atuais de redução do consumo de amostras e reagentes, da geração de resíduos e de custo, apresentando alta freqüência de amostragem e operação simples. Os módulos de análises desenvolvidos são compactos, podendo ser adaptados para o monitoramento in situ. Com o acoplamento da cela LCW de 100 cm de caminho óptico a sistemas de análises por injeção em fluxo e monossegmentado, para medidas por turbidimetria e espectrofotometria, foi observada significativa melhora nos limites de detecção e sensibilidade. Discrepâncias entre o aumento de sensibilidade verificado e previsto pela lei de Beer têm relação com diferenças de dispersão em celas de 1 e 100 cm. Para a determinação espectrofotométrica de paraquat, foi desenvolvido um módulo de análises com micro-bombas solenóides. Ácido dehidroascórbico foi empregado como reagente, sendo a solução estável por uma semana. Resposta linear foi observada de 0,1 a 5,0 mg L1, r=0,997, com limite de detecção, coeficiente de variação e freqüência de amostragem estimados em 22 µg L-1, 1,0% (n=10) e 63 h-1, respectivamente. Os resultados para amostras de águas foram concordantes com o procedimento de referência (95% de confiança). Para a determinação fluorimétrica de cianeto dissociável em ácidos, foi desenvolvido um módulo de análises com válvulas solenóides, explorando a reação com oftalaldeído e glicina. Sensibilidade 2 vezes maior foi observada com a retenção da zona de amostra por 60 s, com resposta linear entre 1 e 200 µg L-1, r=0,999. O coeficiente de variação, limite de detecção e freqüência de amostragem foram estimados em 1,4% (n=10), 0,5 µg L-1 e 22 h-1, respectivamente. Com prévia etapa de separação por difusão gasosa, o procedimento foi aplicado em amostras de águas naturais, sendo os resultados concordantes com o procedimento de referência ao nível de confiança de 95%. Para a especiação redox de cromo, os procedimentos analíticos foram baseados em sistemas de análises em fluxo com micro-bombas solenóides. O Cr(VI) foi determinado por espectrofotometria de longo caminho óptico com difenilcarbazida. Resposta linear foi observada entre 2 e 40 g L-1, r=0,973. O limite de detecção, coeficiente de variação e freqüência de amostragem foram estimados em 1,8 µg L-1, 0,6% (n=10) e 55 h-1, respectivamente. Quimiluminescência foi utilizada para determinar Cr(III), com resposta linear observada entre 2 e 50 µg L-1, com r=0,999. O limite de detecção, coeficiente de iv variação e freqüência de amostragem foram estimados em 0,38 µg L-1, 3,3% (n=10) e 50 h-1, respectivamente. Oxidação em linha foi também implementada para a determinação espectrofotométrica de cromo total. Em amostras de águas naturais, os resultados foram concordantes para Cr(VI), mas efeitos de matriz foram observados para Cr(III), aparentemente devido à complexação com sustâncias húmicas. / This work aimed the development of analytical procedures based on flow analysis with multicommutation, coupled to detection by fluorescence, long pathlength spectrophotometry or chemiluminescence in liquid-core waveguides (LCW), for determination of environmental pollutants. The developed procedures are in accordance with the requirements of sensitivity and detection limits of the current environmental legislation and the analytical characteristics are in agreement with current trends as low sample and reagents consumption, low waste generation, high sampling rate, low cost and simple operation. The compact flow systems could be adapted for in situ monitoring. Improvements in detection limit and sensitivity were observed by coupling the 100-cm LCW to flow injection analysis and monosegmented flow analysis for turbidimetric and spectrophotometric measurements. Discrepancies between the experimentally evaluated increase in sensitivity and that estimated by the Beers law are related to differences in sample dispersion with 1 and 100 cm flow cells. A multicommuted flow-system with solenoid micro-pumps was used for the spectrophotometric determination of paraquat. The reducing reagent, dehydroascorbic acid, was stable for at least one week. Linear response was observed from 0.1 to 5.0 mg L-1, with r=0.997 and detection limit, coefficient of variation and sampling rate estimated as 22 µg L-1, 1.0% (n=10) and 63 h-1, respectively. The procedure was applied for paraquat determination in water samples, yielding results in agreement with the reference procedure at the 95% confidence level. For the fluorimetric determination of Weak Acid Dissociable Cyanide, a multicommuted flow system was development with solenoid valves, exploiting the reaction with o-phthalaldehyde and glycine. A two-fold higher sensitivity was observed with a 60-s stopped-flow interval, with linear response between 1 and 200 µg L-1, r=0.999. The coefficient of variation, detection limit and sampling rate were estimated as 1.4% (n=10), 0.5 µg L-1 and 22 h-1, respectively. After separation by gas diffusion, the procedure was applied to the analysis of natural water samples, with results in agreement with the reference procedure at the 95% confidence level. For redox chromium speciation, the procedures were based on a multicommuted flow system with solenoid micro-pumps. The determination of Cr(VI) was performed by long pathlength spectrophotometrywith diphenylcarbazide. Linear response was observed between 2 and 40 g L-1, r=0.973. The detection limit, coefficient of variation and sampling rate were estimated as 1.7 g L-1, 0.6% (n=10) and 55 h-1, respectively. Chemiluminescence was used to determine Cr(III), being the linear response observed between 2 and 50 µg L-1, with r=0.999. The detection limit, coefficient of variation and sampling rate were estimated as 0.38 µg L-1, 3.3% (n=10) and 50 h-1, respectively. On-line oxidation was also implemented for the determination of total chromium. In natural water samples, results were consistent for Cr(VI), but matrix vi effects were observed in Cr(III) determination, apparently in view of complexation with humic substances.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 745150 bytes, checksum: 65d875b3f6e0f0b2ab1416fbad20e76b (MD5) Previous issue date: 2010-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Planck energy scale is still far beyond current possibilities. A question of interest is whether the Lorentz symmetry remains valid at these extremely high energies, whose answer certainly would be useful whenever building grand unified theories, in which general relativity is consistently accommodated. Here, we study a reminiscent of this possible symmetry violation, incorporated in the body of the so-called Standard Model Extension (SME). More precisely, we deal with the pure (Abelian) gauge sector, so that we have a modified classical electromagnetism in (3+1) dimensions, whose Lagrangian include a term proportional to a (constant) background tensorial object that breaks the Lorentz symmetry (active Lorentz frame of particle transformation, more precisely in the other hand, particle transformation), but respecting CPT. Our attention is devoted to the wave-like solutions constrained to propagate inside waveguides. We studied basically, a waveguide of rectangular shape, which in usual case admits transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) modes. We obtained the partial differential equations which describe the axial components of the electric and magnetic fields in the waveguide. In a coaxial transmission line, which admits transverse electromagnetic modes (TEM), our results indicate that Lorentz- breaking implies in modifications of these modes and small corrections of the standard results which are proportional to the very small violating parameters, could be largely enhanced by diminishing the size of the confined media. Perhaps, such an extra feature combined with the usual boundary conditions could lead us to large effects of this violation, somewhat similar to those predicted for CPT- and Lorentz-odd electromagnetic waves constrained to propagate along a hollow conductor waveguide. / A escala de Planck, um regime de altíssimas energias, constitui-se um domínio ainda muito distante da tecnologia nos dias de hoje. Uma questão de interesse é saber se a simetria de Lorentz continua válida nesta escala de energia. Tal investigação pode ajudar na construção de novas teorias que buscam unificar Gravitação (Relatividade Geral) e Mecânica Quântica via Teoria de Cordas, por exemplo. Assim sendo, temos como reminiscente de tal modelo unificado, o Modelo Padrão Estendido (MPE), que é uma extensão da estrutura de calibre usual SU(3) SU(2) U(1), que incorpora os termos que quebram a simetria de Lorentz. Neste trabalho estudamos o setor de radiação do MPE em (3+1)D. Em sua lagrangiana que essencialmente possui um termo adicional ao usual, de Maxwell; tal termo é proporcional a um objeto tipo tensorial (constante) que quebra a simetria de Lorentz (somente sob transformação ativa de Lorentz, também chamada transformação de partícula), mas é par sob a transformação CPT. Analisamos e interpretamos as consequências físicas desta quebra nas equações de Maxwell modificadas do modelo. Aplicamos estas equações a dois tipos particulares de confinamento de ondas eletromagnéticas, a saber: guia de onda retangular e guia de onda tipo cabo coaxial. No guia retangular obtemos equações para um submodelo que descrevem as componentes axiais das ondas eletromagnéticas que se propagam neste tipo de geometria estudando as possibilidades de haver modos transverso elétrico e vii transverso magnético. No guia tipo cabo coaxial estudamos o modo transverso eletromagnético e verificamos que as dimensões do guia podem alargar os efeitos da quebra de modo a facilitar possíveis medidas em laboratório. Buscamos verificar quais implicações físicas um modelo em questão pode trazer a aplicações envolvendo condições de contorno. Comparamos os casos conhecidos na literatura com a presente proposta.

Orientador: Newton Cesário Frateschi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-17T01:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barea_LuisAlbertoMijam_M.pdf: 3934128 bytes, checksum: 9cd5c7861ac2af0dc42057f7f99ef89b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: As micro-cavidades ópticas são componentes essenciais em sistemas ópticos integrados, pois elas permitem capturar seletivamente, liberar e armazenar fótons, além de promoverem suas interações. Como exemplo, os micro-discos e micro-anéis são elementos que proporcionam tempos de vidas fotônicos extremamente longos, que podem ser utilizados tanto para filtros espectrais quanto para interações de fótons com alta eficiência não linear. Seu pequeno volume e seu alto tempo de vida fotônico são importantes para promoção eficiente de efeitos ópticos não lineares e, especialmente, o processo de mistura de quatro ondas com uma única freqüência de bombeio. No entanto, acoplar luz em um ressonador ainda é realizado com integrações híbridas utilizando fibras estranguladas. Nesta dissertação, nós apresentamos uma nova técnica para a fabricação de estruturas com ressonadores integrados monoliticamente a guias de ondas planares estrangulados, baseados em camadas de Si3N4/SiO2 depositadas sobre silício. Para isto, foi utilizada uma técnica que combina a nano fabricação, baseada em corrosões com um feixe de íons focalizados (FIB), com a técnica convencional de micro fabricação. Utilizando esta combinação, foi possível fabricar ressonadores acoplados a guias de ondas estrangulados e caracterizá-los. Para finalizar, nós observamos a geração de fótons em uma ressonância de um micro-anel devido ao efeito não linear de mistura de quatro ondas gerada pelo bombeio em uma ressonância subseqüente do anel / Abstract: Optical microcavities are essential components in optical integrated systems for they provide selective capture, release, and storage of photons as well as interaction with matter and other photons. As an example, micro-disks and micro-rings are elements that provide extremely long photon lifetime that can be used for spectral filtering as well for highly efficient non-linear photon interaction. For instance, its small volume and the high photonic lifetime are very important for the efficient promotion of nonlinear effects and, specially, the four wave-mixing (FWM) process with a single pumping frequency. However, coupling light to and from the resonator is still achieved with hybrid integration using tapered silica fibers. But, in this dissertation, we present a new technique for the fabrication of structures with monolithically integrated resonators and planar tapered waveguides, all based in Si3N4/SiO2 layers deposited on silicon. We use an approach that combines nano fabrication techniques based on focused ion beam (FIB) milling and conventional micro fabrication techniques. Using this approach, we could fabricate resonators coupled to tapered waveguides and characterize them. Finally, we observed the photon generation at a micro-ring resonance due to four-wave mixing generated by pumping at a subsequent micro-ring resonance / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Orientador: Luiz Carlos Barbosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T20:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GarciaRivera_VictorAnthony_M.pdf: 15268986 bytes, checksum: 03f47604e1a522457d30d9fa547a024d (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho de pesquisa, reporto a fabricação e caracterização de vidros germano-telurito para amplificadores ópticos curtos. Estes são fabricados em guias de onda planar e canal pela técnica de troca iônica e fibra em vidro, dopados com altas concentrações de íons de Er3+ cuja composição é: 75TeO2 ¿ 2GeO2 ¿ (10+x)Na2O ¿ (12-x)ZnO ¿ 1Er2O3 (mol%, onde x=0, 2 e 5). São preparados guias multímodos e monomodos, as profundidades dos guias podem ser controladas pela variação do tempo e da temperatura no processo da troca iônica. Com o vidro de maior índice de refração consegui fabricar fibra óptica (só nucleo) e solda com outro vidro de menor índice de refração, pela técnica de fibra em vidro. A preparação dos vidros foi feita pela técnica convencional de fusão à temperatura de 7500C. Encontrou-se grande estabilidade térmica nos sistemas vítreos. Realizou-se as medidas de espectroscopia Raman, absorção, emissão e tempo de vida, onde se mostra a maior largura de banda de emissão dos vidros germano-teluritos dopados com íons Er3+ quando comparado com amplificadores comerciais feitos à base de vidros silicatos. Os vidros já polidos passaram pelo processo de fotolitografía, durante a fabricação dos guias de ondas se empregou a técnica de troca iônica dos íons Ag+. Na+, processo tomando por base a temperatura de início de cristalização Tg; neste processo os vidros foram submergidos num banho de sais que continha 2AgNaO3 ¿ 49NaNO3 ¿ 49KNO3. Os índices efetivos dos modos foram medidos pela técnica de acoplamento por prisma com o equipamento Metricom. Foram determinados o perfil do índice de refração e os parâmetros da difusão: coeficiente de difusão efetiva De e a energia de ativação ED. Conseguiu-se fabricar guias de onda planar e canais monomodos e multímodos pela técnica de troca iônica em vidros germano-teluritos dopados com altas concentrações de íons de Er3+. Empregando a técnica de fibra em vidro, consegui fabricar um guia de onda. Método totalemente novo que consiste na solda de uma fibra óptica (núcleo) com um substrato de menor índice de refração que é a casca para esta fibra mediante esta técnica. Neste processo deve-se ter em conta a região de temperatura Tg ¿ Tx, para evitar possiveis processos de cristalização no processo de solda da fibra óptica com o substrato / Abstract: In this work the production and characterization of germane-tellurite glasses for small optical amplifiers are reported. These materials were applied in the manufacture of planar e channel waveguide using the technique of ionic exchange in glasses and fiber on glass, doped with high concentrations of ions of Er3+ whose composition is: 75TeO2 ¿ 2GeO2 ¿ (10+x)Na2O - (12-x)ZnO ¿ 1Er2 O3 (mol%, x= 0, 2 e 5). Multimode and monomode guides have been prepared, and the depths of the guide can be controlled for the time and the temperature variation in the process of the ionic exchange. With the glass of high refraction index, manufacture of the optic fiber (only nucleus), and welding this with another glass of smaller refraction index were carried out for the fiber technique on glass purpose. The preparation of glasses was made by the conventional technique of fusing at the temperature of 7500C and glasses of great thermal stability were obtained characterization Raman, optical absorption, light emission and lifetime measurements were performed. The optical absorption of glasses doped tellurite with ions Er3+ has been considerably broader than those of the amplifiers of glass base silicate glasses. The polishing of glasses was done using the photo-lithographical process during the construction of the waveguides. The technique of Ag+. Na+ ion-exchange was applied near Tg and below Tx. In this process, the glasses have been submerged in a bath of melted 2AgNaO3 ¿ 49NaNO3 ¿ 49KNO3. The effective refraction index was measured by the coupled prism technique using the Metricom equipment. The refraction index profile and the diffusion parameters as the diffusion effective coefficient De and the energy of activation ED were determined. Planar monomode and multimode waveguide channel was manufactured using the ion-exchange technique in germane-tellurite glasses doped with high concentration of Er3+ ions. A new method of glass fiber preparation is introduced and consists of the soldering of a fiber optic (nucleus) to a substrate of smaller refraction index. In this process the temperature region between Tg and Tx was avoided in order to prevent against any possible crystallization soldering process / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Luiz Carlos Barbosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-06T18:46:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RamosGonzales_RoddyElky_M.pdf: 6808680 bytes, checksum: 483930056f42b4b00eb9026433b70044 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho informa a preparação de guias de onda planar por troca iônica em vidros teluritos dopado com íons de Érbio cujas composições são, 14Na2O-25W O3 - 60TeO2 - 1Er2O3 (mol%) e 2GeO2 - 10N a2O - 12ZnO - 75TeO2 - 1Er2 O3(mol%), foram preparados guias multimodos e monomodos, as profundidades dos guias podem ser controladas pela variação da temperatura e o tempo da troca iônica. Os vidros foram preparados pela técnica convencional de fusão. Os vidros foram cortados e as duas superfícies maiores foram polidas para a caracterização e para a troca iônica. A troca iônica Ag + - Na + foi realizada submergindo as amostras de vidro num banho de sais que continha 2AgN O3 - 49NaNO3 - 49KNO3 (%peso). As temperaturas de difusão foram de 290°C até 360°C e os tempos de difusão de 1h a 24h, dependendo do vidro. Os vidros foram quimicamente estáveis durante o processo da troca iônica. Os índices efetivos dos modos foram medidos pela técnica de acoplamento por prisma em 632,8nm, 1305,4nm e 1536nm na polarização TE. O perfil do índice foi calculado usando o método de WKB inverso e o perfil assumiu-se como uma função gaussiana. Dos perfis medidos das amostras a varias temperaturas e tempos, foram calculados os parâmetros da difusão: coeficientes de difusão efetiva De e sua dependência da temperatura assim como a energia de ativação ED / Abstract: This work reports the preparation of planar waveguides by ionic exchange in glasses tellurite doped with íons of erbium whose compositions are, 14Na2O-25W O3 - 60TeO2 - 1Er2O3 (mol%) and 2GeO2 - 10N a2O - 12ZnO - 75TeO2 - 1Er2 O3 (mol%), have been prepared multi-mode and single-mode waveguides, the depths of the waveguides can be controlled by the variation of ion-exchange temperatures and times. The glasses were prepared by a conventional melting and quenching technique. The glasses were cut and the two larger surfaces were polished for the ion-exchange and characterization. The Ag + - Na + ion-exchange was performed by submerging the glass samples in a molten salt bath containing 2AgN O3 - 49NaNO3 - 49KNO3 (%wt). The diffusion temperatures had been of 290°C to 360°C and diffusion times from 1h to 24h, depending on the glass. The glasses were chemically stable during the process of ion-exchange. The effective mode indices were measured by the prism coupler technique at 632,8nm, 1305,4nm and 1536nm at TE polarization. The index profile was calculated using the inverse WKB method and the profile by assuming as a gaussian function. From measured index profiles for the samples at various temperatures and times, were calculated the diffusion parameters, effective diffusion coefficients De and its temperature dependence as well as the activation energy ED / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Jose Roberto de França Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T08:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_RangelFerreirado_D.pdf: 7547341 bytes, checksum: 0793f0ff7763f81b44868f59db73aab6 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Esta tese estuda e investiga o problema de propagação de ondas em estruturas periódicas usando o método de elemento espectral, a relação entre a matriz dinâmica e a matriz de transferência é mostrada para alguns casos, tais como, viga, barra, placa de Levy e modelo de Minddlin Hermman. A partir destas teorias, o método de propagação de ondas usando um modelo de elementos finitos de uma fatia do guia de ondas, WFEM é apresentado e o problema de prever os modos de propagação e os números de onda correspondentes. O objetivo deste trabalho é mostrar que usando o método WFEM e uma fatia do guia de onda modelado com elementos finitos sólido é possível construir elementos finitos espectrais para ser usado em guias de ondas homogêneos sem precisar de malha de refinamento. Tais elementos podem ser usados para modelar guias de ondas com seção transversal constante. A matriz de rigidez dinâmica para o elemento de barra elementar e para o elemento de viga de Euler Bernoulli são obtidos usando a formulação espectral padrão e obtidas usando uma fatia do guia de onda modelado pelo método FEM, são mostrados resultados do método proposto. / Abstract: This thesis, studies and investigates wave propagation problem in periodic structures using the spectral element method, the relation between the dynamic matrix and the transfer matrix is shown for some cases, such as, beam, bar, Levy plate and Mindlin-Herrmann's model. From these theories, the Wave Finite Element Method, WFEM is presented and the problem of predicting the wave propagation modes and the respective wavenumbers. The purpose of this work is to show that using the WFEM method and a slice of the waveguide modeled with solid finite elements, it is possible to develop spectral finite elements to be used in long homogeneous waveguides without the need of mesh refinement. Such elements can be used to model waveguides with constant cross section and long spans. The dynamic stiffness matrix of a simple rod and Bernoulli Euler beam element obtained using the standard spectral formulation and obtained via the FEM model of a slice are shown to be similar, thus validating the proposed method. / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica