Orientador: Evandro Conforti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T03:30:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_RogerioTadeu_M.pdf: 7632487 bytes, checksum: 66527824b8d817ef7f5b301129ec79ca (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Os sistemas ópticos coerentes homódinos com modulação em fase são estudados e sua realização experimental é obtida através da construção de um desses sistemas em fibra óptica monomodo, no qual o oscilador local é simulado por uma amostra do sinal gerado pelo transmissor. Para tal, foi montado um interferômetro de Mach Zehnder todo em fibra óptica sobre o qual os experimentos foram realizados. Foi também introduzido um novo sistema de estabilização do interferômetro para que esse não seja tão vulnerável aos efeitos da variação de temperatura, tornando viável sua aplicação em sensores em fibra óptica localizados em estações remotas. Os resultados das medidas práticas são então comparados com os resultados esperados / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Cláudio Kitano / Banca: Ricardo Tokio Higuti / Banca: Ronny Calixto Carbonari / Resumo: Interferômetros ópticos de saída única são muito sensíveis quando operam nas proximidades do ponto de quadratura de fase da sua curva característica de entrada e saída. Entretanto, as flutuações ambientais de baixa frequência produzem derivas aleatórias entre os caminhos ópticos do interferômetro que desviam o ponto quiescente da quadratura, levando ao fenômeno de desvanecimento de sinal. Através de processamento eletrônico de dois sinais interferométricos de saída, defasados a 90º entre si, consegue-se demodular o sinal independentemente das derivas ambientais. Esses interferômetros chamados de interferômetros de quadratura são amplamente utilizados em laboratórios de metrologia, porém, devido à grande quantidade de componentes ópticos normalmente envolvidos, são de difícil alinhamento e de elevado custo. Neste trabalho estuda-se a interferometria homódina de dois feixes em quadratura e as suas complexidades inerentes. Propõe-se uma nova arquitetura, baseada na configuração de Michelson, de alinhamento mais simples e de baixo custo. Descreve-se matematicamente o processo de obtenção dos sinais em quadratura deste arranjo. Também, se explora uma técnica capaz de obter dois sinais interferométricos em quadratura através da configuração tradicional de Michelson explorando-se a distribuição espacial do padrão de franjas. Desenvolve-se, ainda, um novo algoritmo de phase unwrapping aplicável como método de detecção de fase óptica, capaz de reconstruir a forma de onda de sinais de modulação e fornecer a diferença de fase estática entre os braços do interferômetro, quando o sinal de modulação possui valor médio nulo. Testes computacionais são realizados para corroborar na tarefa de evidenciar o potencial da técnica. Por meio do método de demodulação apresentado, em adição com o interferômetro proposto e da técnica explorada, realiza-se testes experimentais em um atuador piezoelétrico... / Abstract: Optical interferometers with single outputs are very sensitive when operating close to the phase quadrature point of their input-output characteristic curves. However, low frequency environmental fluctuations generate random drifts between the optical paths of the interferometer that deviate the quiescent point from the quadrature condition. This problem causes the phenomenon called signal fading. By electronically processing these two interferometry output signals, shifted by 90º, it is possible to demodulate the signal regardless of environmental drift. These kinds of interferometers, known as quadrature interferometers, are widely used in metrology laboratories, but, due to the large amount of optical components, they are expensive and difficult to design. In this work a low cost homodyne interferometer with two output quadrature beams based on the Michelson configuration is studied, and the procedure to achieve the quadrature signals is mathematically described. Also, a recent technique, not widely known in the literature and that is able to obtain two quadrature signals by using the standard configuration of the Michelson interferometer is explored, exploiting the spatial distribution of the fringe pattern. A new method for optical phase shift demodulation based on phase unwrapping is developed. This approach is able to recover not only the modulation signal waveform, but can also calculate the static phase shift between the interferometer arms when the modulation signal has an average value equal to zero. The method also has the ability to demodulate signals which vary arbitrarily in time. Computational test were done aiming to demonstrate the technique potential. By using this new optical phase shift demodulation method, combined with the proposed interferometer and exploiting the spatial distribution of the fringe pattern, a piezoelectric flextensional actuator is characterized. Displacement versus drive voltage and frequency ... / Mestre

Orientador: Claudio Kitano / Banca: Ricardo Tokio Higuti / Banca: Luiz Antônio Perezi Marçal / Resumo: A interferometria óptica é uma técnica amplamente reconhecida por sua sensibilidade extremamente elevada para a medição de diversas grandezas físicas. Em particular, quando aplicada à medição de deslocamentos mecânicos, permite a detecção de movimentos micrométricos e manométricos em sólidos. Nesta dissertação, emprega-se um interferômetro de Michelson homódino para caracterizar atuadores piezoelétricos flextensionais e manipuladores piezoelétricos multi-atuados. Este trabalho se insere na linha de pesquisas desenvolvidas no laboratório de Optoeletrônica da FEIS-UNESP, dedicadas à concepção de novas técnicas de detecção interferométrica de fase óptica. Dentre as diversas famílias de métodos publicados na literatura, os métodos de demodulação baseados na análise do espectro do sinal fotodetectado têm recebido especial atenção na FEIS. Embora eficientes, estes métodos apresentam resolução limitada, não são capazes de caracterizar atuadores não-lineares e operam somente com formas de onda senoidais. Propõe-se, nesta dissertação, um método de detecção de fase óptica denominado de "Método de Segmentação do Sinal Amostrado", o qual é implementado no domínio do tempo. Este método, viabilizado pelos importantes recursos das técnicas de processamento digital de sinais, foi potencializado pela automatização das medições. Comparado aos procedimentos aplicados a experimentos anteriores na FEIS, cada medição equivale a 2500 medições no sistema antigo, permitindo o levantamento da curva de linearidade de um atuador com uma única medição. Além dessa, o método apresenta outras vantagens: é homódino, opera em malha-aberta, é imune ao desvanecimento do sinal, tem excelente resolução, ampla faixa dinâmica, opera com dispositivos não-lineares, detecta sinais com formas de onda arbitrárias, permite medir magnitude e fase do deslocamento... / Abstract: A interferometria óptica é uma técnica amplamente reconhecida por sua sensibilidade extremamente elevada para a medição de diversas grandezas físicas. Em particular, quando aplicada à medição de deslocamentos mecânicos, permite a detecção de movimentos micrométricos e manométricos em sólidos. Nesta dissertação, emprega-se um interferômetro de Michelson homódino para caracterizar atuadores piezoelétricos flextensionais e manipuladores piezoelétricos multi-atuados. Este trabalho se insere na linha de pesquisas desenvolvidas no laboratório de Optoeletrônica da FEIS-UNESP, dedicadas à concepção de novas técnicas de detecção interferométrica de fase óptica. Dentre as diversas famílias de métodos publicados na literatura, os métodos de demodulação baseados na análise do espectro do sinal fotodetectado têm recebido especial atenção na FEIS. Embora eficientes, estes métodos apresentam resolução limitada, não são capazes de caracterizar atuadores não-lineares e operam somente com formas de onda senoidais. Propõe-se, nesta dissertação, um método de detecção de fase óptica denominado de "Método de Segmentação do Sinal Amostrado", o qual é implementado no domínio do tempo. Este método, viabilizado pelos importantes recursos das técnicas de processamento digital de sinais, foi potencializado pela automatização das medições. Comparado aos procedimentos aplicados a experimentos anteriores na FEIS, cada medição equivale a 2500 medições no sistema antigo, permitindo o levantamento da curva de linearidade de um atuador com uma única medição. Além dessa, o método apresenta outras vantagens: é homódino, opera em malha-aberta, é imune ao desvanecimento do sinal, tem excelente resolução, ampla faixa dinâmica, opera com dispositivos não-lineares, detecta sinais com formas de onda arbitrárias, permite medir magnitude e fase do deslocamento ... / Mestre

Orientador: Angel Fidel Vilche Peña / Banca: Celso Xavier Cardoso / Banca: Agda Eunice de Souza Albas / Banca: Renivaldo José dos Santos / Resumo: A visão de um céu estrelado numa noite límpida tem fascinado a Humanidade desde os tempos pré-históricos. O homem começou a "fazer ciência" a partir do momento em que se perguntou o que eram as estrelas e porque estavam ali, desenhando a aparência do céu e tentando predizer os fenômenos celestes. A partir do momento em que Galileu apontou sua luneta para o céu, iniciou-se uma estreita relação entre a evolução dos instrumentos astronômicos, a tecnologia, a história e a ciência. Seu ato deu suporte às ideias de Nicolau Copérnico, que nos tirou da idade das trevas e nos guiou ao Renascimento, culminando com a teoria da Gravitação Universal de Newton. Atualmente, muitas pesquisas têm sido realizadas dentro da temática da melhoria do ensino de Ciências. No entanto, a História da Ciência ensinada nos Ensinos Fundamental e Médio, e até no superior, apresenta problemas, como erros factuais e conceituais. A fim de proporcionar melhor compreensão do fenômeno, este trabalho pretende-se explorar a utilização de uma caixa de experiências através da utilização de um material didático para a Astronomia, chamado de Caixa Experimentoteca, relacionado com a teoria da Astronomia que é ensinada no Ensino Médio / Abstract: The sight of a starry sky on a clear night has fascinated humanity since prehistoric times. The man began to "do sciense" from the moment we wondered what were the stars and why they were there, drawing the appearance of the sky and trying to predict the celestial phenomena. From the time when Galileo pointed his telescope to the sky, began a close relationship between the evolution of astronomical instruments, technology, history and science. His act gave guided us to the Renaissance, culminating in the theory of universal gravitation Newton. Currently, many researches have been conducted within the theme of improving the teaching of science. However, the History of Science taught in Elementary and High School, and even on top, presentes problems as factual and conceptual errors. In order to provide better understanding of the phenomenon, this study intends to explore the use of a box of experiences through the use of educational material for Astronomy, called Experimentoteca case, related of astronomy that is taught in high school / Mestre

Orientador: Oseas Valente de Alvilez Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-22T20:34:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amaral_SergioFerreirado_D.pdf: 11781477 bytes, checksum: bf97c1857f3fb8368f7ddada32ab1484 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Neste trabalho, foi analisado a relação entre o índice de refração com o número de Abbe e a composição química do vidro óptico, visando desenvolver um sistema aplicativo para a fabricação de componentes ópticos utilizados na instrumentação científica. Como resultado desta análise, foi estabelecido um modelo matemático, que expressa esta relação e que serviu como base para o desenvolvimento de um software em linguagem BASIC, compatível com microcomputador PC com configuração mínima 640 Mbytes de memória RAM e disco rígido de 80 MB. A abrangência do programa de simulação desenvolvido, vai do índice de refração de 1,3000 à 2,2000 e do número de Abbe de 15 à 105 e com composições químicas variando de no mínimo 4 elementos até 10 elementos na sua formulação / Abstract: In this work, the relationship between the refraction coeficient with the Abbe number and the chemical composition of the optical glass was analysed, aiming at development of a system to the manufacturing of optical components for cientific instrumention applications. As a result of this analysis, it was established a mathematical model showing this relationship. A BASIC language PC compatible software with a minimun configuration of 640 Kbyte memory RAM and a 80 MB hard disc was developed based on the analysis mentioned above. The coeficients of the simulation program ranges from a refraction coeficient os 1.3000 up to 2.2000, the Abbe number from 15 up to 105 with the chemical composition ranging from a minimum of 4 up to 10 elements in its formulation / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Busnardo Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:18:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Balloni_AntonioJose_D.pdf: 4042496 bytes, checksum: 0d4a4c93fbe34ae0e5659671fea14b86 (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Foi observada experimentalmente a existência de cavitons estacionários em um plasma de argônio, produzido e aquecido por um campo de rf e confinado por um sistema de espelhos magnéticos. Os cavitons são observados simultaneamente na densidade dos elétrons Ne (depressão) , na temperatura dos elétrons Te (pico) , no potencial de flutuação Vf (depressão) e nos campos eletromagnéticos de rf Erf (pico) .São estáveis no tempo, altamente localizados no espaço e existe um equilíbrio entre a força ponderomotriz e a força termocinética. A localização dos cavitons está associada a ondas estacionárias ao longo do eixo de simetria do sistema. Sua largura Dz é da ordem de 2 a 4 cm, com DNe/Ne* ~100% e DTe/Te* ~200% . Um modelo matemático, baseado no modelo de Morales [The Phys. of Fluids, 20,1135(1977)], mostrou a existência de cavitons estacionários no tempo e no espaço, com a amplitude final bastante próxima da medida / Abstract: We report the experimental observation of cavitons in a Argon plasma, produced and heated by an rf field and confined by a magnetic mirror system. The cavitons are simultaneously observed in the electron density Ne (dip), the electron temperature Te (peak) , the floating potential Vf (dip) and in the rf electromagnetics fields (peak) .They are stable in time, sharply localized and stationary in space and there is an equilibrium between the ponderomotive force and thermokinetic forces. The localization of the cavitons is associated with stationary waves along the axis of symmetry of the system. Their widths Dz is of the order 2.0 to 4.0 cm, DNe/Ne* ~100% and DTe/Te* ~200%. We modified Morales model for cavitons [The Phys. of Fluids, 20,1135(1977)] and obtained cavitons stationary in time and space, with a reasonable prediction for the final amplitude / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Carlos Alfredo Arguello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T16:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NunesFilho_Evaristo_M.pdf: 1231645 bytes, checksum: 3b36c1a375c3c73ba766e8fda16af54e (MD5) Previous issue date: 1977 / Resumo: Neste trabalho, realizamos o estudo da luminescência do íon Mn2+ no vidro A12O3, MnO, SiO2, nas regiões de temperatura onde ocorre ordenamento magnetico de curto e longo alcance ( ~ 30 K e 3 K respectivamente ). Verificamos a estas temperaturas dois shifts em energia do maxímo da banda de luminescencia ( ~ 125 cm-1 a 30 K e 225 cm-1 a 3 K ), o segundo acompanhado de uma abrupta elevação da intensidade do espectro de luminescência. Na interpretação dos resultados é utilizado o modêlo de Neel para particulas finas antiferromagneticas, assim como os dados de Graaf, nesta amostra. Os resultados são interpretados com auxílio desta teoria e um modêlo é elaborado para explicar os shifts. Argumentos de simetria explicam o aumento na intensidade como devido a quebra das regras de seleção, provocada pela contração anisotropica a ~ 3 K / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Luiz Otavio Saraiva Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T21:02:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_LuizClaudioMarangonide_D.pdf: 9710529 bytes, checksum: 4fc22426f2b4d1d845715c4742df71a2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Scanners são dispositivos que defletem um feixe luminoso e transfonnam um feixe puntual em uma linha de varredura, com amplitude e freqüência controladas. Diversos equipamentos utilizam este padrão luminoso para codificar ou decodificar infonnações, exemplos mais comuns são os leitores de código de barras de bancada, utilizados em supennercados, e as impressoras laser. V ários fenômenos podem ser empregados para defletir um feixe luminoso. Neste trabalho, os scanners utilizam o princípio da reflexão da luz por um espelho em movimento hannônico e ressonante sob ação de forças de origem eletromagnética. Tais forças são geradas pela interação de correntes induzi das na annadura, com o campo magnético produzido por ímãs pennanentes. A principal vantagem deste tipo de scanner é a ausência de conexões elétricas entre as partes móveis e fixas do dispositivo, o que simplifica o processo de fabricação e o toma mais robusto e menos suceptível a falhas. Parte dos scanners similares existentes atualmente são dispositivos eletro-mecânicos complexos, fabricados em série. Trabalhos anteriores demonstraram a viabilidade da geometria planar e da utilização de processos de fabricação em lotes, derivados da microeletrônica, neste tipo de scanner. Os protótipos fabricados, embora funcionais, apresentaram consumo de potência acima da média para este tipo de dispositivo, o que demonstrava a necessidade de melhorias em seu projeto. O processo de fabricação, embora confiável, foi desenvolvido com materiais e métodos baseados no Silício e originários da microeletrônica, o que dificultava sua implantação em indústrias em território nacional. Neste trabalho, foram pr9postos aprimoramentos à tecnologia dos scanners ressonantes planares atuados por indução para tomar seu desempenho compatível com o d~ dispositivos similares, e também para viabilizar sua fabricação utilizando materiais e métodos disponíveis no país. Uma metodologia de projeto, em conjunto com uma série de contribuições ao modelo, foi proposta e avaliada. Para viabilizar a fabricação propôs-se a utilização do Bronze-fosforoso, como material estrutural, e a utilização de foto-fabricação, como processo de fabricação. As contribuições propostas neste trabalho possibilitaram a redução do consumo de potência de 2, 2 W para cerca de 5 m W por grau óptico, e o aumento da freqüência de operação do circuito de cerca de 1 kHz para 4 kHz, com um ângulo de deflexão óptico típico de 20° pico-a-pico, parâmetros compatíveis com os de dispositivos similares, mas mecanicamente mais complexos e fabricados por processo serial / Abstract: Scanners are devices that deftects a light beam and converts a spot light in a well controlled amplitude and frequency scan line. Several applications uses the generated pattem to code or decode data, common examples ar,e barcode readers, and laser printers. A light beam can be deftected by different means. In this work, the scanner deftects the light by reftection in a moving mirror, in a resonant and harmonic movement, subjected to forces of electromagnetic nature. Such forces are generated by the interaction between an induced current in the armature, and a magnetic field, generated by permanent magnets. The main advantage of this kind of scanner is the absence of electrical connections between the mobile, and fixed parts of the device, that simplifies the fabrication process, and make its more reliable and less fault susceptible. Part of the similar devices available today are complex eIectro-mechanical devices, manufactured by serial processo Earlier works established that the planar geometry, and the use of batch fabrication process, derived from microelectronics, are feasible with this kind of device. A1though functional, the earlier prototypes presented a high power consumption, that shown the demand for an improved designo The Silicon-based fabrication process adopted makes the use of materiaIs and methods that are not readily accessible to the Brazilian industry. In this work improvements were proposed to the induction actuated planar resonant scanners technology. The goal was to make its performance compatible with the performance of similar devices, and to enable its fabrication using materiaIs and methods available to the Brazilian industry. A design m~thodology, and a set of model contributions were proposed and validated. The use of Phosphor-bronze, as structural material, and the photqfabrication process, as the machining method, were proposed as an option to the Silicon-based fabrication method. The contributions ofthis work had enabled the reduction ofthe power consumptlon from 2,2 W to about 5 m W per optical degree, and an increase in the working frequency from 1 kHz to 4kHz, with a optical deftection angle of about 20° peak-to-peak. Such parameters are fully compatible with similar devices, mechanically more complexes and manufactured by serial processes / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica