Orientador: Cláudio Kitano / Banca: Edvaldo Assunção / Banca: Gilder Nader / Resumo: Atuadores piezelétricos flextensionais consistem de uma estrutura metálica flexível acoplada a uma piezocerâmica. A estrutura flexível deve amplificar os pequenos deslocamentos e/ou forças da piezocerâmica, e gerar grandes deslocamentos e/ou forças em diferentes pontos específicos de sua estrutura. Esses dispositivos constituem um mecanismo a estado sólido, sem partes móveis (como pinos ou juntas), sendo que seus deslocamentos/forças estão associados à flexibilidade/rigidez mecânica da estrutura metálica conectada à piezocerâmica. Outra classe de atuadores, mais geral, são os manipuladores multi-atuados, que constituem de uma estrutura multi-flexível acoplada a duas ou mais piezocerâmicas. Novamente, a estrutura multi-flexível atua como um transformador mecânico, amplificando e mudando a direção dos deslocamentos das piezocerâmicas. Tais dispositivos podem apresentar dois ou mais graus de liberdade, como o nano-posicionador XY (com dois graus de liberdade), a micro-garra (quatro graus de liberdade) e outros. Os atuadores piezoelétricos flextensionais e os manipuladores multi-atuados podem ser utilizados em manipulação celular, na manufatura de CIs, em micro-cirurgias, e em muitas outras aplicações. Atualmente, ambos os tipos de atuadores são projetados pela moderna técnica de otimização tipológica, um método computacional que combina algoritmos de otimização com o método de elementos finitos. A interferometria laser constitui uma técnica adequada para caracterizar ambos os tipos de atuadores, permitindo-se a medição de deslocamentos na faixa de poucos nanômetros à vários micrometros. Neste trabalho, utiliza-se um interferômetro de Michelson de baixo custo para medir o fator de calibração e a amplificação de deslocamentos de atuadores piezoelétricos flextensionais, bem como, a relação entre o deslocamento direto e cruzado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Piezoelectric flextensional actuators consist of a flexible metal frame attached to a piezoceramic. The flexible frames must amplify the small displacements and/or forces at different specific points of their structures. These are solid state type devices, without moving parts (such as pins or joints) and their displacements/forces are associated to the mechanical flexibility/stiffness of the metal structure connected to the piezoceramic. A more generic class of actuators, are the multi-actuated manipulators, which are compose of a multi-flexible structure attached to two or more piezoceramics. Similarly, the multi-flexible structure acts as a mechanical transformer amplifying and changing the direction of the piezoceramic displacements. Such devices may have two or more degrees of freedom, as the XY nano-positioner (with two degrees of freedom), the micro-jaw (four degrees of freedom) and others. Piezoelectric flextensional actuators and multi-actuated manipulators can be used in cell manipulation, manufacture of CIs, micro-surgery and many other applications. Currently, both types of actuators are designed by the modern topology optimization technique, a computational method that combines optimization algorithms with the finite element method. The laser interferometry is a suitable technique to characterize both types of actuators, enabling the measurement of displacements ranging from few nanometers to several micrometers. In this work, it was used a low cost Michelson interferometer to measure the calibration factor and the displacement amplification of flextensional piezoelectric actuators, as well as the relationship between the direct and the coupled displacements in multi-actuated manipulators. A new interferometric method, highly sensitive and suitable to operate under optical narrow band phase modulation is presented. In this method, the actuators are drive by a triangular... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-18Bitstream added on 2014-06-13T20:29:01Z : No. of bitstreams: 1 barbosa_faa_me_ilha.pdf: 3380301 bytes, checksum: 0446e5c41a7a0d566cf24a9a5a4461f4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Atuadores piezelétricos flextensionais consistem de uma estrutura metálica flexível acoplada a uma piezocerâmica. A estrutura flexível deve amplificar os pequenos deslocamentos e/ou forças da piezocerâmica, e gerar grandes deslocamentos e/ou forças em diferentes pontos específicos de sua estrutura. Esses dispositivos constituem um mecanismo a estado sólido, sem partes móveis (como pinos ou juntas), sendo que seus deslocamentos/forças estão associados à flexibilidade/rigidez mecânica da estrutura metálica conectada à piezocerâmica. Outra classe de atuadores, mais geral, são os manipuladores multi-atuados, que constituem de uma estrutura multi-flexível acoplada a duas ou mais piezocerâmicas. Novamente, a estrutura multi-flexível atua como um transformador mecânico, amplificando e mudando a direção dos deslocamentos das piezocerâmicas. Tais dispositivos podem apresentar dois ou mais graus de liberdade, como o nano-posicionador XY (com dois graus de liberdade), a micro-garra (quatro graus de liberdade) e outros. Os atuadores piezoelétricos flextensionais e os manipuladores multi-atuados podem ser utilizados em manipulação celular, na manufatura de CIs, em micro-cirurgias, e em muitas outras aplicações. Atualmente, ambos os tipos de atuadores são projetados pela moderna técnica de otimização tipológica, um método computacional que combina algoritmos de otimização com o método de elementos finitos. A interferometria laser constitui uma técnica adequada para caracterizar ambos os tipos de atuadores, permitindo-se a medição de deslocamentos na faixa de poucos nanômetros à vários micrometros. Neste trabalho, utiliza-se um interferômetro de Michelson de baixo custo para medir o fator de calibração e a amplificação de deslocamentos de atuadores piezoelétricos flextensionais, bem como, a relação entre o deslocamento direto e cruzado... / Piezoelectric flextensional actuators consist of a flexible metal frame attached to a piezoceramic. The flexible frames must amplify the small displacements and/or forces at different specific points of their structures. These are solid state type devices, without moving parts (such as pins or joints) and their displacements/forces are associated to the mechanical flexibility/stiffness of the metal structure connected to the piezoceramic. A more generic class of actuators, are the multi-actuated manipulators, which are compose of a multi-flexible structure attached to two or more piezoceramics. Similarly, the multi-flexible structure acts as a mechanical transformer amplifying and changing the direction of the piezoceramic displacements. Such devices may have two or more degrees of freedom, as the XY nano-positioner (with two degrees of freedom), the micro-jaw (four degrees of freedom) and others. Piezoelectric flextensional actuators and multi-actuated manipulators can be used in cell manipulation, manufacture of CIs, micro-surgery and many other applications. Currently, both types of actuators are designed by the modern topology optimization technique, a computational method that combines optimization algorithms with the finite element method. The laser interferometry is a suitable technique to characterize both types of actuators, enabling the measurement of displacements ranging from few nanometers to several micrometers. In this work, it was used a low cost Michelson interferometer to measure the calibration factor and the displacement amplification of flextensional piezoelectric actuators, as well as the relationship between the direct and the coupled displacements in multi-actuated manipulators. A new interferometric method, highly sensitive and suitable to operate under optical narrow band phase modulation is presented. In this method, the actuators are drive by a triangular... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:07:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ubiratan de Souza Passos Filho.pdf: 3285296 bytes, checksum: 055eca6f9eca0c9209c28f72ca7425a1 (MD5) Previous issue date: 2007-12-20 / The constraints of Optical Quality of Service (OQoS) in transparent optical networks are herein addressed through empirical cost functions and from an analytical method based on pump-probe model to calculate the impairments caused by Cross-Phase Modulation (XPM). The joint effect of group velocity dispersion (GVD) and nonlinear effects, like Cross-Phase Modulation (XPM) and Self-Phase Modulation (SPM), are considered through extensive numerical simulation in single and multi-span systems. A representative cost function is then found to encompass the physical impairments of a given link utilization (i.e., launched power, wavelength grid, number of active channels, etc). Finally, this link-based approach is used to demonstrate the simplification of the algorithms for Connection Admission Control (CAC) integrated to the algorithm of Routing and Wavelength Assignment (RWA) in dynamic lightpath provisioning with end-to-end optical QoS constraints at admission. The analytical model is used both to assess the approximated solution and to propose a CAC-WA based on on-line computation of XPM interference in networks built with dispersion compensated links. Comparisons with classical physical layer unaware WA are provided in order to show that the OQoS targets can be met with very limited increase in blocking probability / As restrições da Qualidade de Serviço Óptica (OQoS Optical Quality of Service) em redes ópticas transparentes estão aqui endereçadas por meio de funções custos empíricas e por acúmulo de interferência a partir de um método analítico baseado no modelo bombeiosonda. As funções empíricas consideram o efeito conjunto da dispersão de velocidade de grupo (GVD Group Velocity Dispersion) e efeitos não-lineares de Auto-Modulação de Fase (SPM Self-Phase Modulation) e Modulação Cruzada de Fase (XPM Cross-Phase Modulation). Essas funções são obtidas por tendências observadas em exaustivas simulações realizadas sobre sistemas com um único enlace e com multi-enlaces. Essa aproximação é utilizada para demonstrar um algoritmo simples de Controle de Admissão de Conexão (CAC Connection Admission Control) integrado ao algoritmo de atribuição e roteamento de comprimento de onda (RWA Routing and Wavelength Assignment) em aprovisionamento de caminhos ópticos dinâmicos em redes sem compensação de dispersão. O método analítico baseado no modelo bombeio-sonda (capaz apenas de avaliar o efeito do XPM) é inicialmente utilizado para avaliar o modelo baseado em custos calculados de maneira off-line. Entretanto, um CAC-WA é proposto baseando-se nos cálculos on-line realizados pelo método bombeiosonda sobre redes com compensação de dispersão. Comparando-se o desempenho com algoritmos clássicos de WA que não levam em consideração a camada física, os limites de OQoS são alcançados pelo CAC-WA com um modesto aumento da probabilidade de bloqueio

Orientadores: Helio Waldman, Darli Augusto de Arruda Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:25:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_FranciscoAugustodaCosta_M.pdf: 789247 bytes, checksum: 92fd6bcd2b896f2de173abbf3d6cbef7 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Comparamos o desempenho de quatro arquiteturas de recuperação de portadora tipo feedforward em receptores QPSK e 8-PSK coerentes com multiplexação de polarização e decodificação diferencial. Analisamos os cenários que apresentam desequilíbrio entre as SNRs nas duas polarizações, tal como ocorre em sistemas com PDL. Usando simulações de Monte Carlo, observamos que o método de estimação conjunta proposto apresenta penalidade em SNR de 1,1 dB de penalidade em SNR para uma razão largura de linha/ taxa de símbolo = 5 × 10-3, enquanto as outras três arquiteturas investigadas têm penalidade de 1,8 dB, 2,0 dB, e 3,9 dB para o formato de modulação QPSK. Para o formato 8-PSK, a arquitetura de recuperação conjunta apresenta 1,1 dB para uma razão largura de linha/ taxa de símbolo = 7, 5 × 10-4, enquanto as outras três arquiteturas têm penalidade 1,5 dB, 1,7 dB e 2,8 dB, para BER = 10-3 e um desequilíbrio em SNR de 3 dB. / Abstract: This work compares the performance of four feedforward carrier recovery architectures in coherent QPSK and 8-PSK receivers, with polarization multiplexing and differential decoding. We focused on the scenarios showing an SNR imbalance between orthogonal polarizations, as in PDL impaired systems. Using Monte Carlo simulations, we observed that the proposed joint estimation method yields an SNR penalty of 1.1 dB, for a laser linewidth/ baudrate ratio of 5×10-3, while the other three investigated architectures 1.8 dB, 2.0 dB and 3.9 dB, for the QPSK modulation format. As for 8-PSK, the proposed joint feedforward carrier recovery architecture exhibits a 1.1 dB SNR penalty for a laser linewidth/ baudrate ratio of 7.5 × 10-4, while the other three architectures 1.5 dB, 1.7 dB and 2.8 dB, for a BER = 10-3 and 3 dB SNR imbalance. Keywords: optical communication, coherent receiver, phase modulation. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Pedro Fernandes Tavares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-08T03:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abreu_NataliaPradode_D.pdf: 5325698 bytes, checksum: b2120bdd02b9ec07d7563695665add5e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta tese investiga a dinâmica longitudinal não-linear do feixe de elétrons de alta intensidade circulante no anel de armazenamento do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Em particular, analisamos os efeitos sobre os modos de oscilação coerentes instáveis e sobre as características de equilíbrio dos pacotes de elétrons decorrentes da manipulação da distribuição de densidade eletrônica no espaço de fase longitudinal, realizada por meio de dois mecanismos distintos: a modulação em fase dos campos estacionários aceleradores e o uso de cavidades harmônicas. Determinamos a viabilidade do uso de cada uma das técnicas estudadas visando melhorar as propriedades do feixe dadas as características específicas e parâmetros do anel de armazenamento Brasileiro. Observamos que a modulação em fase é um método capaz de amortecer modos de oscilação de pacotes acoplados (coupled bunch modes) do feixe de elétrons e apresentamos evidências teóricas e experimentais de que o mecanismo físico responsável por este amortecimento é o aumento da dispersão das frequências de oscilação incoerente dos elétrons dentro dos pacotes, efeito chamado de amortecimento Landau. Observamos também um aumento no tempo de vida do feixe de elétrons devido µa diluição da densidade eletrônica, o que diminui a probabilidade de espalhamento elétron-elétron dentro dos pacotes, reduzindo assim a contribuição Touschek para a taxa de perda de elétrons. Atualmente a modulação em fase é utilizada rotineiramente em turno de usuários no anel de armazenamento do LNLS. Uma análise teórica assim como simulações da ação de cavidades harmônicas passivas no anel do LNLS mostram que efeitos semelhantes são observados, no que se refere µa estabilização de oscilações do feixe e ao aumento do tempo de vida, através dos mesmos mecanismos físicos presentes ao modularmos a fase dos campos de radiofrequência (RF). Há no entanto diferenças importantes nas características dos dois métodos: apesar da efficiência de operação dessas cavidades depender fortemente da corrente total armazenada, a distribuição natural de energias do feixe de elétron não é modificada, diferentemente do que ocorre quando usamos a modulação em fase; o aumento do tempo de vida em ambos os casos é muito parecido (da ordem de 30%) mas a cavidade harmônica, para determinados parâmetros de operação do anel de armazenamento, poder tornar o amortecimento de modos de oscilação de pacotes acoplados 16 vezes maior, enquanto que a modulação em fase aumenta o amortecimento por um fator 1.5 / Abstract: This work investigates the nonlinear longitudinal dynamics of an intense electron beam at the Brazilian Synchrotron Light Source (LNLS electron storage ring). Our main interest lies in the effects of the longitudinal electron density manipulation (by means of RF phase modulation or through the use of harmonic cavities) on the beam Touschek lifetime, coupled bunch instabilities and the steady state characteristics of the circulating bunches. We also determine the viability of each technique and optimize their results given the specific needs and parameters of the Brazilian storage ring. We show that phase modulation is efficient in damping coupled bunch instabilities of the circulating electron beam and present theoretical and experimental evidences that an increased spread of the electrons incoherent frequency inside the bunches is the physical mechanism responsible for this damping, also called Landau damping. We show, as well, an increase in the overall beam lifetime due to the dilution of the particle density inside the bunches, which decreases the probability of electron-electron scattering thus reducing the Touschek contribution to the electron loss rate. Since 2004, phase modulation has been used routinely during users shifts at the LNLS storage ring. The effects of the presence a set of passive harmonic cavities were studied theoretically and using a simulation program. Similar effects, related to the damping of instabilities and increasing in lifetime, are also obtained when using passive harmonic cavities by the same physical mechanisms observed when using phase modulation. There are, however, some important differences between the two methods (harmonics cavities and phase modulation): even though the optimum conditions for operation of these cavities varies strongly with the stored current, this devices does not modify the natural energy distribution of the electron beam as observed when using phase modulation. Also, the increase in lifetime using both methods is similar (around 30%), but harmonics cavities can enhance the damping of coupled bunch modes by a factor of 16 while phase modulation provides an increase in damping by a factor 1.5 / Doutorado / Física Geral / Doutor em Ciências

Orientador: Evandro Conforti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T04:49:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_Peterson_M.pdf: 5254230 bytes, checksum: 811832dc531fcd6bcc9edf29f71bf219 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Modulações ópticas avançadas como DQPSK e QAM tem sido escolhidas por serem formatos multiniveis (dois bits ou mais por símbolo), aumentando a eficiência espectral de sistemas ópticos. Entretanto, o amplificador óptico a semicondutor (SOA) indicado principalmente para aplicações de media distancia (da ordem de 20 km), pode degradar o sinal DQPSK e QAM. Sistemas de fase modulada (como o DQPSK) são afetados principalmente por SPM e XPM, devido ao ruído de fase não-linear adicionado a fase óptica do sinal. Visando analisar estes problemas, apresenta-se um estudo sobre os sinais NRZ-DQPSK e 16-QAM amplificados pelo SOA, bem como outros fatores que degradam tais sistemas, através de simulações com os softwares comerciais OptiSystem e VPItransmissionMaker. Nas simulações, resultados foram obtidos estando em acordo com a teoria e em acordo com o capitulo 3. Para o sistema DQPSK, o SOA degradou o sinal em todos cenários propostos para avaliar o sistema. O sinal NRZ-DQPSK apresentou maior penalidade quando o ganho do SOA foi de 20 dB. Efeitos não-lineares juntamente com a dispersão cromática limitam fortemente a distancia do enlace, e ao compensar a dispersão cromática no enlace com maior penalidade em 56 Gbps, o sinal NRZ-DQPSK pode trafegar por uma distancia 10 vezes maior (de 5 km para 50 km) com uma BER de 10-12. Para o sistema QAM, o sinal foi penalizado pelo SOA em todos os casos, e utilizando o SOA com ganho grampeado, os efeitos não-lineares foram minimizados, melhorando substancialmente o desempenho. Compensando a dispersão cromática e usando o SOA com ganho grampeado para o caso com maior penalidade, o sinal 16-QAM viajou a uma distancia 16 vezes maior (3 km e 50 km) / Abstract: High spectral efficiency is being achieved in modern optical fiber systems using multilevel optical modulation formats such us DQPSK and QAM, with more than one bit per symbol. However, amplifying devices such as the semiconductor optical amplifier (SOA) can degrade the DQPSK signal. In recent years SOAs have gained much attention (mainly in medium distance links, around 20 km) due to non-linear and fast switching potential applications (wavelength conversion, 3R regeneration, optical packet switching, etc.). In addition, the SOA under gain saturation further enhance deleterious nonlinear effects such as SPM, XGM, FWM, XPM. Phase modulated systems as DQPSK are affected mainly by SPM and XPM due to the nonlinear phase noise added to the controlled phase of the optical modulated signal. This work presents a study on the NRZ-DQPSK and 16-QAM signals when amplified by SOAs, analyzing the main factors degrading such systems through simulations using commercial OptiSystem and VPItransmissionMaker software. SOA showed degradation effects over DQPSK, with larger penalties to NRZ signals and optical gain over 20 dB. Non-linear effects and chromatic dispersion impose a maximum distance limit. In dispersion compensated links, 10 fold distances are achieved in relation to standard fibers (5 to 50 km) with BER= 10-12. For 16 QAM, the penalties are still high. However, gain clamped SOAs have better performance with a 16 fold distance increase (3 km to 50 km) / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Várias técnicas de cifragem óptica de imagens surgem a todo o momento devido à necessidade que se tem de transmitir informações de uma maneira segura e confiável. Nessas técnicas a informação é criptografada de tal modo que para conseguir recuperar a informação criptografada é necessário ter um conhecimento prévio da mesma chave que a criptografou, sendo esta chave única. Isto faz com que as técnicas sejam robustas. Estes processos de cifragem de imagem trabalham com a distribuição de fase obtida diretamente da imagem que se deseja criptografar e conseqüentemente a imagem decodificada também está em modulação de fase. Porém imagens em distribuição de fase não são visíveis ao olho humano. Para transformá-Ias em modulação de amplitude, a qual é visível ao olho humano, é utilizado o método de contraste de fase de Zernike. Propôs-se então um método para cifrar imagem binária apenas em modulação de amplitude. Após o processo de decodificação, a imagem obtida é reconhecida graças à capacidade do olho humano em discernir regiões contínuas de regiões aleatórias. Este método é de fácil implementação, podendo ser obtido utilizando apenas materiais de baixo custo como papéis, filmes plásticos, etc. Vários ataques foram realizados contra o processo de cifragem óptica de imagens utilizando máscara binária aleatória para analisar a robustez de tal processo. Este processo de cifragem não é robusto ao ataque do texto conhecido e ao ataque das cifras conhecidas. / Several optical encryption techniques have been developed due to the need to transmit information in a secure and reliable way. In these techniques the information is encrypted in a way that to recover the encrypted information is necessary to have a previous knowledge of the same mask that encrypted it, being this mask unique. Because of this, the techniques are robust. These image encryption methods work with the phase distribution obtained directly from the image that is intended to encrypt and consequently the decrypted image will also be in the phase modulation. But, images in a phase distribution are not visible for the human eyes. To transform them in an amplitude modulation, that is visible for the human eyes, it is used the Zernike phase contrast method. Then, it is proposed a method for encryption and decryption of information processed in a binary form in an amplitude modulation. After the decryption process, the image obtained is recognized because the human eyes are able to differentiate continuous, periodical regions to random pattern. This method has an easy implementation and it can be obtained using regular and inexpensive materials, like paper, plastic films, etc. Many attacks were realized against the proposed method to analyse if this method is robust. This method can not resist the known-plaintext attack and the known-ciphertext attack.

Orientador: Aldário Chrestani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T03:03:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magalhaes_EduardoCavalcanti_M.pdf: 2183276 bytes, checksum: 9f71d4d8e8faa9a702090adfeb4a9a6a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nos últimos anos, os amplificadores ópticos a semicondutor (SOA) têm sido foco de interesse em diversas aplicações. Uma das mais comuns é a de conversor de comprimentos de onda, onde o dispositivo transfere informação entre portadoras ópticas, sem a necessidade de passagem para o domínio elétrico. A mistura de quatro ondas (FWM), a modulação cruzada de ganho (XGM) e a modulação cruzada de fase (XPM) são os principais efeitos não-lineares que ocorrem no SOA e contribuem de forma distinta no processo de conversão. Estes efeitos, e, em particular, o XGM e o FWM, tornam-se proeminentes ao se submeter o dispositivo a elevados níveis de potência de entrada (regime de saturação). Com isso, conversão com ampla banda para sinais modulados em amplitude é relativamente simples para SOAs. Entretanto, estes tendem a falhar quando se utilizam canais modulados em fase, já que a informação não pode ser preservada pelo XGM ou XPM. Assim, este trabalho apresenta um estudo de caracterização empírica de um conversor de comprimentos de onda baseado no efeito FWM de um SOA utilizando-se canais modulados em fase por sinais senoidais de 10 GHz e chaveados (BPSK) a taxas de até 14 Gbps / Abstract: Recently semiconductor optical amplifiers (SOAs) have been the focus of interest in several applications. One of the most common SOA roles is as a wavelength converter, where the device transfers information content among optical carriers in the optical domain. Four wave mixing (FWM), cross-gain modulation (XGM), and cross-phase modulation (XPM) are major nonlinear effects that occur in SOAs and contribute differently in the process of wavelength conversion. These effects, in particular, XGM and FWM, become more prominent when subjecting the device to high levels of input power (saturation regime). SOAs can provide intensity-modulated carrier wavelength conversion with large conversion range. However, they tend to fail for phase modulated carriers since phase information cannot be preserved by either XGM or XPM. Thus, an empirical characterization of wavelength conversion for phase modulated channels based on SOA FWM properties is presented in this work. Phase modulation was implemented by using 10 GHz sinusoidal signals and by BPSK with rates up to 14 Gbps / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Várias técnicas de cifragem óptica de imagens surgem a todo o momento devido à necessidade que se tem de transmitir informações de uma maneira segura e confiável. Nessas técnicas a informação é criptografada de tal modo que para conseguir recuperar a informação criptografada é necessário ter um conhecimento prévio da mesma chave que a criptografou, sendo esta chave única. Isto faz com que as técnicas sejam robustas. Estes processos de cifragem de imagem trabalham com a distribuição de fase obtida diretamente da imagem que se deseja criptografar e conseqüentemente a imagem decodificada também está em modulação de fase. Porém imagens em distribuição de fase não são visíveis ao olho humano. Para transformá-Ias em modulação de amplitude, a qual é visível ao olho humano, é utilizado o método de contraste de fase de Zernike. Propôs-se então um método para cifrar imagem binária apenas em modulação de amplitude. Após o processo de decodificação, a imagem obtida é reconhecida graças à capacidade do olho humano em discernir regiões contínuas de regiões aleatórias. Este método é de fácil implementação, podendo ser obtido utilizando apenas materiais de baixo custo como papéis, filmes plásticos, etc. Vários ataques foram realizados contra o processo de cifragem óptica de imagens utilizando máscara binária aleatória para analisar a robustez de tal processo. Este processo de cifragem não é robusto ao ataque do texto conhecido e ao ataque das cifras conhecidas. / Several optical encryption techniques have been developed due to the need to transmit information in a secure and reliable way. In these techniques the information is encrypted in a way that to recover the encrypted information is necessary to have a previous knowledge of the same mask that encrypted it, being this mask unique. Because of this, the techniques are robust. These image encryption methods work with the phase distribution obtained directly from the image that is intended to encrypt and consequently the decrypted image will also be in the phase modulation. But, images in a phase distribution are not visible for the human eyes. To transform them in an amplitude modulation, that is visible for the human eyes, it is used the Zernike phase contrast method. Then, it is proposed a method for encryption and decryption of information processed in a binary form in an amplitude modulation. After the decryption process, the image obtained is recognized because the human eyes are able to differentiate continuous, periodical regions to random pattern. This method has an easy implementation and it can be obtained using regular and inexpensive materials, like paper, plastic films, etc. Many attacks were realized against the proposed method to analyse if this method is robust. This method can not resist the known-plaintext attack and the known-ciphertext attack.

Neste trabalho estudamos teórica e experimentalmente o efeito de Conjugação de Fase por Mistura Degenerada de Quatro Ondas (CFMD40) e Modulação Transversal de Fase em cristais dopados com Cr+3. Estudamos a CFMD40 em Al2O3:Cr+3 (rubi) e GdAlO3:Cr+3 com um laser de Ar (em λ=514nm) obtendo um bom acordo entre os resultados experimentais e os teóricos (nestes cálculos usamos os valores de n2 de um trabalho anterior [1]). O modelo teórico que fizemos explica muito bem o comportamento de saturação da eficiência da CFMD40 que não era compreendido em trabalhos anteriores [47,48.2]. Usando os mesmos valores de n2 obtivemos um bom acordo entre os resultados experimentais e teóricos para o efeito de Modulação Transversal de Fase. Também fizemos um modelo teórico para o efeito de Modulação Transversal de Fase em CFMD40 que explica nossas observações [2]. A não linearidade destes materiais foi investigada usando-se três técnicas experimentais diferentes [1.2] e por dois outros grupos [61.62] (para o rubi) através de mistura de duas ondas não degeneradas. Todas estas medidas estão em bom acordo. Na alexandrita (BeAl2O 4:Cr+3) estudamos o espectro de χ(3) (ou n2) em ressonância das linhas R. Nos atribuímos a forma assimétrica do espectro como sendo oriunda de duas contribuições para susceptibilidade, onde um termo é devido a interação ressonante com o sistema de dois níveis e o outro devido a mudança de polarizabilidade causada pela população do estado excitado (esta é a primeira vez que este efeito foi observado). / In this work we studied theoretical and experimentally the effects of Phase Conjugation by Degenerate Four Wave Mixing and Transversal Phase (PCD4WM) Modulation in Cr+3 doped crystals. We studied the PDC4WM in Al2O3:Cr+3 (ruby) and GdAlO3:Cr+3 with on Ar laser (at λ= 514 nm) and obtained a good agreement between our experimental and theoretical results (in these ca1culations we used the nonlinear refractive index n 2 values from a previous paper [1]. The theoretical model that we developed explains very well the saturation behaviour of the PDC4WM efficiency that was not understood in previous papers [47.48,2]. These values of n2 are also in good agreement with our results in Transverse Phase Modulation. We also developed a theoretical model for the effect of Transverse Phase Modulation in PCDFWM that explains our observations [2]. The nonlinearity ?n IND.2? from these materials was investigated by us using three different techniques [1.2], by other two groups [61.62] (for the ruby) in nondegenerate two-wave mixing and all those measurements are in good agreement. In alexandrite (BeAl2O4:Cr +3) we studied the χ(3) (or n2) spectrum in resonance with the R lines. We attributed the asymetric shape of the spectrum by the effect of two differents contributions, one term due to the resonant interaction of the two-level system and the other due to the polarizability change caused by excited state population (this is the first observation of this kind of effect.