Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-05-29Bitstream added on 2014-06-13T20:49:11Z : No. of bitstreams: 1 lima_ra_me_ilha.pdf: 2147608 bytes, checksum: ffed1e67ca6abfae1bf18b6925796fec (MD5) / Os transformadores de potencial baseados em tecnologia óptica têm sido desenvolvidos com as finalidades de melhorar o desempenho da proteção e medição dos sistemas elétricos de potência, para monitorar a tarifação do consumo ou a qualidade da energia desses sistemas. Apesar da tecnologia já consolidada dos transformadores para instrumentos convencionais, as versões ópticas possuem diversas vantagens, tais como: medições mais precisas, menor peso, reduzida necessidade de manutenção, facilidade na isolação física e galvânica, maiores faixa dinâmica e largura de banda, além dos enlaces de transmissão e recepção de sinais serem menos susceptíveis às interferências eletromagnéticas. Esses transformadores de potencial podem ser projetados em torno dos moduladores eletro-ópticos de amplitude que, por sua vez, podem ser baseados no efeito eletro-óptico em cristais que apresentam essa propriedade, em que a diferença de fase óptica induzida entre os modos ordinário e extraordinário pode ser relacionada à tensão elétrica aplicada. As medições foram realizadas para duas diferentes configurações: a primeira, dedicada a medir baixas tensões, apresenta campo elétrico externo aplicado na direção Z e propagação óptica na direção X dos eixos principais do cristal. Na segunda configuração, voltada para a medição de tensões mais elevadas (kV), a célula Pockels apresenta campo elétrico externo aplicado na direção Y e propagação óptica na direção Z (eixo óptico) do cristal. Para ambas as configurações foram usados cristais eletro-ópticos de Niobato de Lítio. Nesta dissertação de mestrado, relata-se a aplicação de diferentes formas de ondas periódicas à célula Pockels, a fim de realizar a medição óptica dessas funções comparando-se, posteriormente, os sinais de entrada e saída. Fazendo uso do... / Optical voltage transformers have been developed in order to enhance the performance of protection and measurement circuits in electric power systems, to monitor energy tax revenues and power quality of these systems. Although the technology for conventional instrument transformers has been consolidated for years, optical versions of these devices have several advantages, such as: more accurate measurements, lower weight, reduced maintenance requirements, easer insulation and isolation, higher dynamic range and bandwidth, and less susceptibility to electromagnetic interference when optical fiber links between transmitter and receiver are used. Such optical voltage transformers can be designed based on amplitude electro-optical modulator principle, and on Pockels cell devices. In turn, this last can be built according to the electro-optic effect in non-centro-symmetrical crystals, where the induced induced optical phase shift between ordinary and methods extraordinary modes can be directly related to applied voltage. Measurements were performed for two different sensor configurations: the first one is dedicated to measuring low voltages (few hundred of volts), in which the external electric field is applied in the Z direction (optical axis) and the optical propagation is in the X direction of principal axes of the crystal. In the second configuration, dedicated to measuring higher voltages (tens of kV), the external electric field is applied in the Y direction and optical propagation is in the Z direction of the crystal. For both configurations Lithium Niobate crystals were used. In this dissertation, the Pockels cell is driven by periodic waveform voltages, the photo detected signal is acquired and computationally processed, and the comparison between input and demodulated signals are compared. By using the Sampled Piece-Wise... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Cláudio Kitano / Banca: Ricardo Tokio Higuti / Banca: Josemir Coelho Santos / Resumo: Os transformadores de potencial baseados em tecnologia óptica têm sido desenvolvidos com as finalidades de melhorar o desempenho da proteção e medição dos sistemas elétricos de potência, para monitorar a tarifação do consumo ou a qualidade da energia desses sistemas. Apesar da tecnologia já consolidada dos transformadores para instrumentos convencionais, as versões ópticas possuem diversas vantagens, tais como: medições mais precisas, menor peso, reduzida necessidade de manutenção, facilidade na isolação física e galvânica, maiores faixa dinâmica e largura de banda, além dos enlaces de transmissão e recepção de sinais serem menos susceptíveis às interferências eletromagnéticas. Esses transformadores de potencial podem ser projetados em torno dos moduladores eletro-ópticos de amplitude que, por sua vez, podem ser baseados no efeito eletro-óptico em cristais que apresentam essa propriedade, em que a diferença de fase óptica induzida entre os modos ordinário e extraordinário pode ser relacionada à tensão elétrica aplicada. As medições foram realizadas para duas diferentes configurações: a primeira, dedicada a medir baixas tensões, apresenta campo elétrico externo aplicado na direção Z e propagação óptica na direção X dos eixos principais do cristal. Na segunda configuração, voltada para a medição de tensões mais elevadas (kV), a célula Pockels apresenta campo elétrico externo aplicado na direção Y e propagação óptica na direção Z (eixo óptico) do cristal. Para ambas as configurações foram usados cristais eletro-ópticos de Niobato de Lítio. Nesta dissertação de mestrado, relata-se a aplicação de diferentes formas de ondas periódicas à célula Pockels, a fim de realizar a medição óptica dessas funções comparando-se, posteriormente, os sinais de entrada e saída. Fazendo uso do... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Optical voltage transformers have been developed in order to enhance the performance of protection and measurement circuits in electric power systems, to monitor energy tax revenues and power quality of these systems. Although the technology for conventional instrument transformers has been consolidated for years, optical versions of these devices have several advantages, such as: more accurate measurements, lower weight, reduced maintenance requirements, easer insulation and isolation, higher dynamic range and bandwidth, and less susceptibility to electromagnetic interference when optical fiber links between transmitter and receiver are used. Such optical voltage transformers can be designed based on amplitude electro-optical modulator principle, and on Pockels cell devices. In turn, this last can be built according to the electro-optic effect in non-centro-symmetrical crystals, where the induced induced optical phase shift between ordinary and methods extraordinary modes can be directly related to applied voltage. Measurements were performed for two different sensor configurations: the first one is dedicated to measuring low voltages (few hundred of volts), in which the external electric field is applied in the Z direction (optical axis) and the optical propagation is in the X direction of principal axes of the crystal. In the second configuration, dedicated to measuring higher voltages (tens of kV), the external electric field is applied in the Y direction and optical propagation is in the Z direction of the crystal. For both configurations Lithium Niobate crystals were used. In this dissertation, the Pockels cell is driven by periodic waveform voltages, the photo detected signal is acquired and computationally processed, and the comparison between input and demodulated signals are compared. By using the Sampled Piece-Wise... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-01-15T14:53:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336697.pdf: 23130850 bytes, checksum: 730964306d35f2d28e6c9c47c30b8908 (MD5) Previous issue date: 2015 / A atmosfera terrestre é um meio não homogêneo e turbulento que provoca absorção, ree- missão e espalhamento da luz proveniente de estrelas. Esses efeitos sobre a luz distorcem a forma da frente de onda que chega aos telescópios na Terra. A Óptica Adaptativa é uma técnica utilizada para recuperar a qualidade da imagem de um telescópio. Novos métodos em Óptica Adaptativa precisam ser testados em laboratório antes de aplicá-los em um telescópio, para não desperdiçar tempo que poderia ser utilizado em observações astronômicas. O ambiente de observação recriado em laboratório precisa inserir as aberrações ópticas provocadas por esta turbulência atmosférica. Uma maneira de simular os efeitos da atmosfera terrestre sobre uma imagem é usar um Modulador Espacial de Luz - SLM (do inglês Spatial Light Modulator). De acordo com um modelo que descreve as perturbações introduzidas sobre a frente de onda pela atmosfera é possível reproduzir os efeitos da turbulência sobre um SLM e deformar a frente de onda em uma bancada óptica. O modelo de Kolmogorov caracteriza as distorções sobre a frente de onda em termos de flutuações dos índices de refração do ar provocados pela variação de propriedades físicas da atmosfera e pela turbulência dos ventos. Nesta dissertação mostro como é possível utilizar o SLM para simular os efeitos da turbulência atmosférica sobre uma imagem astronômica. Neste trabalho apresento como esse modulador espacial de luz pode ser utilizado para simular a turbulência atmosférica usando métodos criados para a Óptica Adaptativa.<br> / Abstract : The Earth s atmosphere is an inhomogeneous and turbulent medium that causes absorption, emission and scattering of the light from stars. These e?ects on the light distort the shape of the wavefront that reaches the Earth observatories. The Adaptive Optics is a technique used to retrieve the image quality of a telescope due to loss of resolution caused by the atmospheric turbulence. New methods in Adaptive Optics need to be tested in the laboratory before applying it in a telescope, which would require a time that could be used in astronomical observations. The observation environment recreated in the laboratory must introduce the optical aberrations caused by this atmospheric turbulence. One way to simulate the effects of the atmosphere on an image is to use a Spatial Light Modulator - SLM. According to a model describing the disturbances introduced on the wavefront by the atmosphere it is possible to reproduce the effects of turbulence with a SLM and produce a distortion of the wavefront in an optical bench. The Kolmogorov model of turbulence describes the distortions in the wavefront in terms of fluctuations in the refraction index of the air caused by the variation of physical properties of the atmosphere and the turbulence caused by the wind. In this thesis, I show how the SLM can be used to simulate the e?ects of atmospheric turbulence on an astronomical image using methods created for AO.

Orientadores: Evandro Conforti, Aldario Chrestiani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T18:01:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DomingosNeto_Adriano_M.pdf: 2092161 bytes, checksum: 2391c136c8cc8f682ef43ba978dd7571 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Nesta tese, no primeiro experimento, foi obtido o sinal de batimento a partir dos sinais ópticos de dois lasers de cavidade externa (um sintonizável e outro não sintonizável) misturados no fotodetetor. O laser 2 gera um sinal óptico de ?2 = 1,5416 µm enquanto que o laser 1 gera um sinal óptico de ?1 = 1,5496 µm. Para prevenir reflexões do sinal óptico ao laser são colocados isoladores ópticos. O comprimento de onda ?1 foi controlado através do controle de temperatura da cavidade externa do laser 1. A sintonia de ?2 foi realizada mecanicamente. Os dois sinais sofrem ajuste do estado de polarização (SOP) através dos polarizadores 1 e 2 colocados nos percursos dos dois sinais. Devido a menor pureza espectral do sinal do laser 1, o seu sinal passa pelo filtro óptico antes que os dois sinais (k\ e X2) sejam juntados peio acoplador direcional. Os sinais saídos do acoplador direciona! são misturados e detectados pelo fotodetetor cujo sinal de saída na freqüência de diferença (sinal de batimento), ¿ ¿ 1,28 GHz, é apresentado no analisador de espectro. Em outra saída, antes do fotodetetor, o sinal óptico pode ser conectado ao analisador de espectro óptico. Maior resolução da aproximação entre os espectros dos dois sinais ópticos, é conseguida usando o interferômetro Fabry-Perot. Na segunda parte desta tese comprovam-se, experimentalmente, as propriedades não lineares do amplificador óptico semicondutor (SOA) que, além de proporcionar amplificação para os sinais que se propagam pela fibra (> 10 dB), produz, devido a suas características não-lineares, a mistura de duas portadoras ópticas, distantes de 8 nm. O laser 1 do transmissor óptico (TO) foi diretamente modulado com um sinal de modulação na freqüência ¿TO = 250 MHz. Ao laser 2 do oscilador local (LO) foi imposta a modulação externa através do modulador Mach-Zehnder (MZ) na freqüência de modulação ¿LO = 400 MHz. O sinal, com as freqüências de modulação e componentes de intermodulação resultantes dessas freqüências (fw = 400 MHz, ¿ro = 250 MHz, ¿iF = ¿w - ¿ro = 150 MHz, ¿s = ¿w + ¿ro = 650 MHz, ¿s = ¿r - ¿iF = 500 MHz), é detectado na saída pelo fotodetetor e apresentado no analisador de espectro elétrico. Alternativamente o sinal de saída do SOA pode ser conectado ao analisador de espectro óptico antes de conectar o sinal óptico ao fotodetetor. Na seqüência, comprovam-se, experimentalmente, a mistura de duas portadoras ópticas, distantes de 8 nm e moduladas em ¿ro = VOO MHz e ¿w = 1 GHz. Após filtragem de uma das portadoras e detecção, o sinal detectado apresenta as freqüências ¿w = 1 GHz, fro = 700 MHz, ¿iF = ¿w - ¿TO = 300MHz, ¿s = ¿w+ ¿m= U GHz, f5 = & - ¿iF = 1,4 GHz. Note-se que a freqüência de /, = 1,7 GHz efs = 1,4 GHz encontram-se na faixa de microonda, o que prova ser possível a geração de sinais de microonda empregando amplificadores ópticos semicondutores. Nos dois experimentos os resultados obtidos concordam com a previsão teórica / Abstract: Recently, the development of techniques that allow optical transmission and generation of microwave and millimetre-wave signals have received significant attention, mainly due to the fact that considerably low-noise optical wavelenght-division multiplexed systems are available to transmit large amounts of data throughout many points interconnected by optical fibre before antenna radiation, improving overall system noise figure. Many techniques for transmission and reception in these systems require complex and costly schemes to achieve reasonable performance. In this work, a technique for microwave and, potentially, millimetre-wave generation, using commercially available devices, is proposed. Basically, a simple coherent-type system uses the cross-gain saturation property of semiconductor optical amplifiers to mix the fundamental and harmonic frequencies of a modulated local oscillator laser signal with those of an also modulated incoming optical carrier. By carefully choosing the optical signal modulation frequencies, components at the sum and difference frequencies can be observed within the microwave bandwidth after photodetection. This work demonstrates experimentally that the semiconductor optical amplifier cross-gain property can be used in the mixing of two 8-nm spaced modulated optical carriers. In a first experiment, the mixing property was investigated for one and two optical amplifiers. It was observed a superior performance for the two-amplifier set-up, since the detected sum and difference components, at 650 and 150 MHz, respectively, had a 20 dB power level gain in relation to the one amplifier application. The experiment was then repeated with different optical signal modulation frequencies and resulted in 1,7 GHz and 300 MHz for the sum and difference frequencies, respectively, despite the low power level for these components, mainly due to technical limitations / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa , Júlio César Rodrigues Fernandes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T03:17:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_AlexandrePassos_M.pdf: 2935936 bytes, checksum: 2bf660b1a9d7a183bc552d3db9da1b97 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O crescente aumento da demanda de tráfego de dados dos sistemas de comunicação ópticos em conjunto com a busca da integração e miniaturização cada vez maior dos componentes impulsionaram a fotônica integrada em silício como uma das tecnologias promissoras para a evolução das novas gerações de dispositivos ópticos. Esta tecnologia, além de possuir suas características de um alto contraste de índice de refração, capacidade de modulação óptica através de controle de temperatura ou por densidade de portadores, se utiliza da infra-estrutura de fabricação para a indústria de microeletrônica já desenvolvida nas últimas décadas. Neste cenário, este trabalho propõe o desenvolvimento de um modulador de fase fabricado com a tecnologia de fotônica integrada em silício para o formato de modulação DP-QPSK e que opere na banda C de comunicação óptica. Análises de simulações e experimentais foram realizadas para a validação do fluxo de desenvolvimento do circuito e de cada componentes utilizado individualmente / Abstract: The increasing demand for data in optical communication systems with a constant search for reduction of device dimensions boosted silicon photonics as a candidate technology to the following optical device generations. Besides having high refractive index contrast, modulation capabilities through thermal or by carrier density control, this technology takes advantage of the microelectronic infra-structure developed in the last decades to fabricate small optical components with high reliability. In this scenario, this dissertation proposes the design of a phase modulator in silicon photonic technology. This modulator is able to operate at C-band and make the DP-QPSK modulation. Simulation and experiment analysis were made to validate the design flow for the optical circuit and for each single component / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica