Orientador: Artemiro Scalabrin / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T00:49:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Algatti_MauricioAntonio_M.pdf: 1797718 bytes, checksum: 9f8fdad565c609da02024f7240a0d0e7 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Construímos um laser de CO2 operando em regime contínuo, sintonizável, por meio de uma rede de difração, em 100 linhas entre 9 e 11 mm. Este laser foi utilizado para bombear duas cavidades ópticas no IVL, sendo uma do tipo guia de onda e outra do tipo Fabry-Perot. Efetuamos medidas da intensidade do sinal IVL de saída variando-se a pressão do gás no interior da cavidade para as moléculas de 13CH2F2 e CH3OH. Comparações da dependência do sinal de saída IVL com a pressão do gás no interior da cavidade foram efetuadas para diversas linhas IVL entre as cavidades Fabry-Perot e guia de onda. Estudamos também as emissões laser da molécula deuterada, CD3OH quando bombeada pelas linhas da banda 10 P do laser de CO2 na cavidade Fabry-Perot. No capítulo I são apresentados os diversos tipos de laser IVL comumente utilizados na pesquisa, bem como um breve histórico a respeito das descobertas na área. No capítulo II apresentamos os cálculos das constantes de atenuação para os diferentes modos de propagação em diversos tipos de guias de onda. No capítulo III a molécula de CH3OH é caracterizada quanticamente, sendo apresentadas as transições laser cujos níveis de energia envolvidos foram identificados. No capítulo IV descrevem-se os lasers e as montagens experimentais utilizadas na tomada dos resultados apresentados, bem como a discussão dos mesmos. Nossas conclusões são apresentadas juntamente com sugestões para trabalhos futuros. Concluiu-se que a análise quantitativa da dinâmica dos lasers IVL estudados requer medidas de potência de saturação da absorção da radiação infravermelho, para as linhas de bombeio, caracterização do feixe de bombeio no interior da cavidade, bem como a caracterização dos coeficientes de transporte do meio ativo em função da pressão do gás no interior da cavidade, e ainda a caracterização óptica da cavidade laser quanto as perdas por propagação. Concluiu-se ainda a partir da literatura e de medidas efetuadas para as linhas de 96,5 mm, 232 mm e 392 mm da molécula de CH3OH, que o laser com cavidade Fabry-Perot oscila, para uma mesma potência de bombeio, a pressões mais altas que na cavidade guia de onda. Isto se deve ao processo de difusão, o qual constitui o principal mecanismo de desexcitação do nível inferior laser. No laser guia de onda este processo de desexcitação se dá principalmente através de colisões com a parede do guia. No apêndice I apresentamos o esquema detalhado das peças que constituem o laser de CO2. No apêndice II apresentamos algumas características do detetor Golay utilizado nas medidas. No apêndice III apresentamos um esquema da fonte de alimentação do laser de CO2 construída por nós / Abstract: A C02 laser tunable over 100 lines in the range from 9 to 11 mm was built. It was used to pump two FIR laser cavities, a waveguides and a Fabry-Perot type. We have measured the FIR laser output intensity as a function of the gas pressure for 13CH2F2 and CH3OH. Comparison of this pressure dependence for the two cavities was done for several lines. Laser emission from deuterated methanol CD3OH, pumped by the 10 P band lines of the CO2 laser was also studied. We have obtained FIR emission on 31 lines of which 21 have not been previously reported. Chapter I gives a summary of the laser configurations, commonly used in the FIR with a brief historical development of this research area. In chapter II we present numerical calculations that we have carried for the propagation¿s mode attenuation constants for several options of cylindrical waveguides. In chapter III we have studied those energy levels of the methanol molecule which play a role in the FIR laser action. Transitions which have already been assigned are indicated in a separate table. Chapter IV describes the lasers and experimental set up used in this work. We also discuss our results as well as we summarize the conclusions of our work and present suggestions for future work. It is shown that. a quantitative analysis of FIR lasers requires measurements of the saturation power of the IR pump radiation. characterization of the pump beam inside the cavity; the characterization of the transport coefficients of the active medium as a function of the gas pressure inside the cavity as well a knowledge of attenuation loss of the cavity for the FIR radiation. Using our results for the lines 96.5 mm, 232 mm and 392 mm and data given in literature we came to a conclusion that for the same pump power the Fabry-Perot cavity oscillates at higher pressure than the waveguides cavity. We credited this behaviour to the fact that main deexictation mechanism for the lower laser level is a diffusion process. Appendix I contains a detailed scheme of the CO2 laser. Appendix II gives the parameters of the Golay detector used in our measurements. In appendix III we present the scheme of the CO2 laser power supply which we have built / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Navin B. Patel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T01:26:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bull_DouglasJohn_D.pdf: 6736106 bytes, checksum: 05123630326734bc141f072bcce5bcb5 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador : Ester Maria Danielli Nicola, Jorge Humberto Nicola / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:02:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paschoal_JorgeRizzato_D.pdf: 1543004 bytes, checksum: 78b0e1c6363eafe83828e9b346ea30d6 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Neste trabalho, apresentamos resultados experimentais que comprovam a importância do grau de coerência da luz laser no processo de cicatrização estimulado por lasers. A comprovação experimental foi obtida através de estudo comparativo da ação bioestimuladora da luz laser, e da luz laser modificada para apresentar baixo grau de coerência. Os experimentos foram desenvolvidos em feridas padronizadas e obtidas através da aplicação de um "dedo frio" a nitrogênio líquido, no dorso de ratos. Os resultados são animadores para a possível aplicação clínica. Sob o ponto de vista técnico, apresentamos, nesta tese, um modelo baseado no significado físico da coerência óptica, que está relacionada com a ordenação das ondas eletromagnéticas do feixe de luz laser. O conhecimento básico da física do laser e da sua interação com o tecido biológico foi revisto e descrito de forma acessível aos profissionais interessados, esperando que possa servir como referência em futuros trabalhos na área / Abstract: The present work shows experimental data confirming the importance of light coherence in the process of wound healing stimulated by lasers. The results were obtained through a comparativa study of biostimulating effects obtained by the use of laser light and laser light with low degree of coherence. In this study we use standardized lesions resulting from the application of liquid N2 on the dorsal region of rats. The results seem to indicate good clinical applications in human beings. Concerning the technical aspect, this thesis also presents a theoretical model based on the importance of optical coherence wich is related to the ordenation of the eletromagnetical waves in the laser beam. The basic principies of laser physics and of its interaction with biological tissue are reviewed and described in an accessible way so that professionals interested on the matter can use it as a reference in further works / Doutorado / Cirurgia Geral / Doutor em Ciências Médicas

Orientador: Carlos Alberto da Silva Lima / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T09:55:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DinizNeto_OmardeOliveira_M.pdf: 1274356 bytes, checksum: b0818fd644d0f100714463672e4ad575 (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: Nessa tese após uma breve digressão sobre o tratamento quântico de um sólido cristalino (estrutura de bandas) dentro dos vários esquemas implementados até hoje, procuramos desenvolver um estudo de alguns aspectos dos efeitos de um campo eletromagnético intenso (laser) sobre um sólido cristalino. Usando um programa desenvolvido para o computador VAX-ll/780 calculamos inicialmente a estrutura de banda do sólido de Kronig-Penney, na ausência de campo. Explorando o uso de uma transformação unitária, o mesmo problema foi abordado agora levando em conta a presença do campo. Os resultados revelam um estreitamento do "gap", que é também constatado quando se procede cálculos similares dentro da aproximação de elétron quase-livre. Utilizando a informação especificamente obtida em nossos cálculos da estrutura de banda em presença do campo, i.e. a relação de dispersão, podemos calcular amassa efetiva dos elétrons num sólido de Kronig-Penney irradiado. Com isso foi-nos possível determinar também as modificações do coeficiente de absorção de um foton neste sólido, devido aos efeitos da ação de um campo de laser intenso. Nossos resultados são interpretáveis como conseqüências diretas do estreitamento da banda proibida que surge como o principal efeito da redução do potencial cristalino, devido ao campo eletromagnético intenso / Abstract: This Thesis is devoted to the study of some aspects of the crystalline solid x radiation field interaction. We start with a brief review of the quantum solid-state problem (band structure) as viewed by some of the major descriptive schemes already developed in this connection. We then move on to tackle some aspects of the even more elaborate problem of the quantum solid under the action of an intense laser field. By using a code developed for use our with VAX-ll/780 computer we have initially calculated the band structure of a Kronig-Penney solid, in the absence of the field. Then, we explored the use of a unitary transformation to approach the same problem but now taking into full account the presence of a laser field. Our results reveal the existence of a field induced gap narrowing which has also been confirmed in additional calculations within the quasi-free electron approximation. The information derived from our band structure calculations, namely the dispersion relation, was then used to compute the electron effective mass for an irradiated Kronig-Penney solid. We could, thereby, assess the modifications introduced by a strong laser on the one-photon absorption coefficient of the solid, as probed by an additional weak field. Our results are easily interpreted as direct consequences on the gap narrowing which seems to be main outcome of the intense field induced reduction of crystalline / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Artemio Scalabrin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T13:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_CarlosHenriquedeBrito_D.pdf: 3849023 bytes, checksum: 200d310d8d0e9bd68b6cdca12909730d (MD5) Previous issue date: 1983 / Resumo: Neste trabalho são apresentados novas técnicas desenvolvidas para produção de pulsos de duração ultracurta ( < 1 ns ) com lasers. A técnica de auto injeção aplicada aos lasers de NdYAG e de corante bombeado com lâmpada permitiu a obtenção de pulsos sincronizáveis, de baixo "jitter" ( < 1ns ) e duração tão curto como 200 ps, atingindo potência de pico de 100 MW. Com uso de compressão não linear com absorvedor saturável pulsos com 8 ps e 1 GW foram obtidos num laser a NdYAG, novamente em forma sincronizável e estável. No laser de corante bombeado com laser de Argônio obtivemos pulsos com 40 ps, sincronizáveis de 5700 Å a 6200 Å com potência média de 20 mW e uma taxa de repetição de 110MHz. Com o uso de uma cavidade em anel e em regime de acoplamento passivo de modos este laser forneceu pulsos com duração abaixo de 170 femtosegundos e potência de pico de 1,4 kW, em modo extraordinariamente estável. Com o laser de CO2 de descarga elétrica transversal, o uso do acoplamento passivo permitiu a obtenção de pulsos com duração de 1 ns e foi desenvolvido o projeto de um sistema para obtenção de pulsos de picosegundos baseado numa chave a semicondutor controlado por luz. Para cada um dos sistemas novos desenvolvidos foi elaborado um modelo teórico que permitisse otimizar o funcionamento e avaçar o entendimento de fenômenos envolvendo pulsos laser ultracurtos / Abstract: In this work we describe new techniques which have been developed for the generation of ultrashort duration laser pulses. The self injection technique used in conjunction with the NdYAG and flashpumped dye lasers allowed the obtention of subnanosecond pulses with very good synchronizability and jitter characteristics. Pulses with 200 ps and 100 MW peak power were obtained. The use of nonlinear pulse compression with an intracavity saturable absorber led to the generation of 8 ps, 1 GW pulses with the NdYAG laser, with much better performance than passive mode locking. With the argon laser pumped dye laser we generated 40 ps pulses tunable between 5700 Å and 6200 Å at an average power of 20 mW and repetition rate of 110 MHz. In the ring configuration with a saturable absorver this laser produced pulses shorter than 170 femtoseconds and peak power of 1.4 kW. With the transverse discharge CO2 laser we use passive mode locking to obtain 1ns pulses and designed an injection mode locking system based on a laser controlled semicondutor light gate capable of generating pulses as short as 50 ps in the infrared. For each of the new systems we developed a theoretical mode which allowed performance optimization and an improvement in the understanding of ultrashort laser pulse phenomena / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Navin B. Patel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T20:05:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morosini_MariaBenyZakia_M.pdf: 1511671 bytes, checksum: 23cd4bbd9cf7671ec5994ff498c4ecb3 (MD5) Previous issue date: 1975 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Antonio Rubens Britto de Castro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T21:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Frateschi_NewtonCesario_M.pdf: 1206138 bytes, checksum: 88ef3051795405029cd22e1d9b8e5040 (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: Desenvolvemos uma teoria de perturbação, baseada no esquema perturbativo de Au e Aharonov, para aplicação à equação de Helmholtz. Obtivemos, com esta teoria, o ganho modal num laser de heteroestrutura dupla, com perfil de índice de refração do tipo sech2, comparando os resultados com aqueles obtidos pelo "método do índice de refração efetivo". Testamos a teoria para aplicação a guias dielétricos cilíndricos, e portanto a fibras ópticas. Aplicamos a teoria no cálculo da corrente de limiar no laser "inverted gain profile" como função da energia do foton da emissão e da largura da região ativa. Discutimos soluções particulares para as equações elíticas que surgem na teoria de perturbação. Por último, baseado em resultados experimentais e nos estudos teóricos feitos neste trabalho sobre o laser "inverted gain profile" propomos um projeto de integração monolítica destes lasers num "laser-array", discutindo as características esperadas do seu funcionamento / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

M.Ing. / Data communications have increased tremendously over the last few years. Therefore, it is important to use the potential large bandwidth of the existing optical fibre network to satisfy the demand. Wavelength-division multiplexing (WDM) enables one to have several channels on a single fibre while the system remains transparent for the bit rate and format of the signals on the individual channels. Erbium doped fibre lasers have narrow linewidths and the wavelength is tunable over the optical amplifier wavelength range. They are therefore very attractive sources to test WDM systems. The exciting possibility of simultaneous laser action at predetermined wavelengths X,, X2, ... , X, makes the fibre laser a very important source for WDM systems. In this work we concentrated on two ring laser configurations. The first one uses a tunable Fabry-Perot filter, whereas the second one has a polarization filter for tunability and wavelength selection. The Fabry-Perot filter had a finesse of 167, a bandwidth of 30.0 GHz and a free spectral range of 5010 GHz. This laser configuration was tunable from 1546.52 nm to 1584.04 nm (37.52 nm) and the linewidth was less than 0.037 nm. The polarization filter comprised a 31X-polarization controller, two XJ4-polarization controllers, a X/2-polarization controller for wavelength tunability and a polarizer. This ring laser was tunable from 1559.59 nm to 1568.69 nm (9.1 nm) and had a linewidth of less than 0.037 nm. We obtained a slope efficiency of 17.6 % for the erbium doped fibre laser. For the first time computer software was developed that makes use of the Poincare sphere and Jones matrices to present the state of polarization and the operation of a polarization filter visually. The power spectra of both ring laser configurations were determined as a function of the output coupling using signal flow diagrams and the power equations for the ring laser. According to our knowledge, the influence of the output coupler on the finesse and the linewidth of the fibre ring laser has been studied for the first time.

The parameter space over which electron beams operate for pumping CO₂ lasers significantly extended. A repetitive pulsed power/electron beam system for the generation of 45 µs, 220 keV, electron beams for CO₂ lasers has been designed and implemented which can operate over a 6:1 impedance range. The system consists of a 150 kV – 250 kV modulator and a large area, (2.500 cm²) 5-20 mλ /cm² hot-cathode electron-beam gun. The system is designed and fabricated to be used in conjunction with an electron beam sustained laser and is capable of operating continuously at up to 10 pps. The following thesis examines, in detail, the experimental and theoretical investigation of the modulator/electron beam subsystems which comprise the electron beam system. Parameters of the CO₂ laser which determine the electron beam parameter space, and thus the modulator characteristics, are reviewed. Both cold-cathode and hot-cathode pulsed current parameters are reviewed, and the cathode characteristics upon which the hot-cathode was selected are discussed. The 132 thoriated tungsten filament, grid-controlled, hot-cathode gun used to generate the required 5-20 mλ/cm², 250 cm length source of electron beam with a spatial flatness of ± 10% is shown. Based on the hot-cathode electron beam gun design, the theoretical and practical design characteristics of the hollow-cathode, thyratron switched, 1800 J, 10 pps, 250 kV modulator are shown. Design equations which allow selection of the modulator operation range, and selection of the modulator matching resistors used to match the fixed impedance modulator to the 6:1 electron beam impedance range with a pulse droop of less then 0.7% and a pulse flatness of ± 10% are derived. Moreover, a detailed discussion of the circuit simulations used to both tune and optimize the modulator's impedance tapered, Transformer-coupled Type E PFN to the four electron beam operating ranges are shown. Practical layout and design and the grounding and shielding principles employed in the system. Component spacings required to insure reliable modulator operation at 250kV are also considered. The design and implementation of the 45 µs, SCR switched, transformer-coupled PFN based grid-pulser are discussed. The grid pulser characteristics including the 105-650 V, 28-166 A, pulse required to control the 5-20 mλ / cm²,hot-cathode current density are examined. Theoretical design equations are derived to allow, the Miller capacitance, and thus the time varying impedance of the grid-cathode region to be predicted. Circuit simulations showing the grid-pulser circuit interaction with the constant perveance, Miller capacitance dominated, grid-cathode load are discussed. Final layout of the SCR-switched, grid-pulser including design of the spiral inductors used for the PFN is reported. Specific layout details are shown which allow the grid pulser to operate reliably while floating at the 220 kV electron beam acceleration pulse. A discussion of the subsystem experimental integration phase conducted at Pulse Sciences, Inc. is also presented in the following thesis. Test results of the modulator and grid-pulser into their respective electron beam loads are compared with the circuit simulations. Relevant vacuum flashover physics issues found during the experimental integration of the modulator, grid-pulser, and electron-beam gun are considered. Specific discussions of the vacuum, gap and vacuum insulator physics which effect the operation of the large area electron beam gun are reported. Included in this discussion is the experimental cold- cathode conditioning procedure used to condition the electron-beam gun to 250 kV. In-situ, hot-cathode filament carburization and activation procedures developed during the integration phase of the program are also presented, with a short discussion of the background mass spectra measured during the experiments. Finally, the experimental characterization. of the spatial uniformity of the electron beam is reported along with a short summary of the investigation results.

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