Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06-29Bitstream added on 2014-06-13T19:45:06Z : No. of bitstreams: 1 aragao_bjg_dr_araiq.pdf: 5277233 bytes, checksum: f706ea4557c407c48802037155716b69 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O assunto deste trabalho é o envelhecimento acelerado e natural de fibras ópticas de sílica vítrea. Este envelhecimento envolveu uma fibra óptica não cabeada, fabricada em 2000, que foi envelhecida de duas formas. O objetivo dos dois tipos de envelhecimento foi investigar a influência da água molecular e da água dissolvida na sílica na confiabilidade mecânica da fibra óptica. Baseado nos parâmetros mecânicos, químicos e físicos analisados, foi verificado se o envelhecimento acelerado de fibra óptica pode ser comparado com o envelhecimento natural. Concluiu-se que o envelhecimento acelerado de até 50 dias apresenta semelhanças com o envelhecimento natural. Esse trabalho vem assim complementar outros trabalhos realizados envolvendo envelhecimento de fibras ópticas de sílica em meio aquoso, abordando, entretanto, um aspecto pouco investigado: a interação da água molecular com a estrutura da sílica próximo da superfície vítrea em baixas temperaturas. / This work deals with artificial ageing and with field ageing of vitreous silica optical fibers. Artificial ageing was done with a non cabled optical fiber, manufactured in the year 2000, which was exposed to two ageing conditions. The aim of the ageing treatments was to investigate the effect of molecular water and chemically dissolved water on the mechanical reliability of optical fibers. The purpose was to verify if artificial ageing is comparable to field ageing regarding the mechanical, chemical and physical parameters investigated. It was concluded that the artificial ageing treatment up to 50 days showed some similarities with field ageing. This work complements others on ageing of optical fibers in aqueous media, addressing a less investigated subject, namely the interaction of molecular water with silica structure at low temperature close to the fiber surface.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:25:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06894.pdf: 5004886 bytes, checksum: cd5287c06ff61cc0e61899d7fc6403fa (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11309.pdf: 7140218 bytes, checksum: 17ffc993ade041612736ec8898fd9475 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientador: Younés Messaddeq / Coorientador: Sidney José de Lima Ribeiro / Banca: Valmor Roberto Mastelaro / Banca: Cléber Renato Mendonça / Banca: Mauricio Antonio Pereira da Silva / Banca: Cid Bartolomeu de Araújo / Resumo: O trabalho apresenta o estudo sistemático de três famílias de vidros óxidos contendo altas concentrações de átomos pesados como potenciais materiais para aplicações fotônicas e geração de efeitos ópticos não lineares na região do infravermelho próximo e médio. Bem como a produção de fibras ópticas do tipo núcleo-casca e microestruturadas a base de vidros teluritos. Foram estudadas as seguintes composições vítreas: NaPO3-WO3-Bi2O3, Pb2P2O7-WO3 e TeO2-GeO2-K2O-Bi2O3. Todas as composições contêm altas concentrações de átomos pesados com o intuito de alargar a janela de transparência no infravermelho próximo, estendendo a borda de absorção entre 3 e 5 μm, além de aumentar os coeficientes ópticos não lineares do material. Foram produzidos vidros com boa qualidade óptica e termicamente estáveis e juntamente com as demais propriedades conferidas pela presença dos átomos pesados e elementos hiperpolarizáveis, confere a potencialidade dos vidros à aplicações em dispositivos ópticos operando na região do infravermelho. Através de estudos sistemáticos quanto ao comportamento térmico, estrurural e óptico, das amostras das famílias de vidros, os teluritos (a base de TeO2) apresentaram os maiores coeficientes ópticos não lineares e larga janela de transparência (até 5 μm), o que motivou a produção de fibras ópticas desses materiais. As preformas com estrutura núcleo-casca foram produzidas pelo método de sucção e sistematicamente caracterizadas quanto à uniformidade e centricidade do núcleo e quanto a qualidade da interface, utilizando fluorescência Raman de íons Tm3+ no núcleo. Foram produzidas fibras ópticas de índice degrau multimodo, com atenuação de 11,9 dB/m em 633 nm. Também foram produzidas preformas microestruturadas com três furos triangulares pela técnica de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The thesis present the systematic study of three oxide glasses families containing high concentration of heavy atoms as potential materials for photonic applications and generation of non linear optical effects in the near and medium infrared region. Further the production of core-cladding and microstructured types of optical fibers based on tellurite glasses. Has been studied the following vitreous compositions: NaPO3-WO3-Bi2O3, Pb2P2O7- WO3 e TeO2-GeO2-K2O-Bi2O3. All compositions contain high amount of heavy atoms to increase the transparency window until near infrared region, extending the multiphonon absorption edge between 3 and 5 μm, and at the same time increasing the material non linear coefficients. Either, has been produced glasses with good optical quality and thermally stable, and with the remaining properties conferred by the presence of heavy atoms and hyperpolarizability elements, gives to theses glasses the potentiality for applications in optical devices operating in the infrared region. Based on the systematic studies about the thermal, structural and optical behavior of the glass families, it was chosen the tellurite glasses to produce optical fibers, due the largest nonlinear coefficients and wide transparency window (up to 5μm). The core-cladding preforms was produced by sucking method and systematically characterized about the core uniformity and concentricity, and also the interface quality by Tm3+ Raman fluorescence containing in the core. It been produced a multimode step index optical fiber with an attenuation of 11.9 dB/m at 633 nm. Were also produced microstructured preform with three holes by drilling technique, based on previous studies in our group with chalcogenide glasses. From theoretical calculations about the ideal dimensions of the microstructured optical fibers for an... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Younès Messaddeq / Banca: Norberto Aranha / Banca: Oscar Peitl Filho / Banca: Carlos Kenichi Suzuki / Banca: Joceli Maria Giacomini Angelini / Resumo: O assunto deste trabalho é o envelhecimento acelerado e natural de fibras ópticas de sílica vítrea. Este envelhecimento envolveu uma fibra óptica não cabeada, fabricada em 2000, que foi envelhecida de duas formas. O objetivo dos dois tipos de envelhecimento foi investigar a influência da água molecular e da água dissolvida na sílica na confiabilidade mecânica da fibra óptica. Baseado nos parâmetros mecânicos, químicos e físicos analisados, foi verificado se o envelhecimento acelerado de fibra óptica pode ser comparado com o envelhecimento natural. Concluiu-se que o envelhecimento acelerado de até 50 dias apresenta semelhanças com o envelhecimento natural. Esse trabalho vem assim complementar outros trabalhos realizados envolvendo envelhecimento de fibras ópticas de sílica em meio aquoso, abordando, entretanto, um aspecto pouco investigado: a interação da água molecular com a estrutura da sílica próximo da superfície vítrea em baixas temperaturas. / Abstract: This work deals with artificial ageing and with field ageing of vitreous silica optical fibers. Artificial ageing was done with a non cabled optical fiber, manufactured in the year 2000, which was exposed to two ageing conditions. The aim of the ageing treatments was to investigate the effect of molecular water and chemically dissolved water on the mechanical reliability of optical fibers. The purpose was to verify if artificial ageing is comparable to field ageing regarding the mechanical, chemical and physical parameters investigated. It was concluded that the artificial ageing treatment up to 50 days showed some similarities with field ageing. This work complements others on ageing of optical fibers in aqueous media, addressing a less investigated subject, namely the interaction of molecular water with silica structure at low temperature close to the fiber surface. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:25:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06894.pdf: 5004886 bytes, checksum: cd5287c06ff61cc0e61899d7fc6403fa (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11309.pdf: 7140218 bytes, checksum: 17ffc993ade041612736ec8898fd9475 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

[pt] Os amplificadores a fibra dopada com érbio (EDFAs) têm se mostrado como uma alternativa bastante atraente para aumentar a capacidade de sistemas de comunicações por fibras ópticas operando na terceira janela de transmissão de fibras convencionais (lambda = 1.55 mi m). Consideráveis esforços têm sido direcionados ao aprimoramento do desempenho desses dispositivos. O potencial de aplicação em telecomunicações é grande e motiva o estudo do desempenho dos enlaces com o uso de EDFAs. A maior parte das contribuições teóricas sobre influência de amplificadores ópticos no desempenho dos receptores consiste de métodos que são fáceis de usar mas muito aproximado - o que pode conduzir a estimativas bastantes imprecisas -, ou muito precisos mas de utilização extremamente difícil - devido a uma complexidade inerente. São apresentados modelos para a simulação de sistemas de comunicações ópticos digitais que consideram as perdas no sinal e as distorções da forma de onda devidas ao efeito combinado do chirping do laser, da dispersão da fibra e da largura de banda finita do receptor. É proposta uma nova abordagem para o cálculo da taxa de erro do sistema e da sensibilidade, que possui a precisão e a simplicidade desejadas. O método desenvolvido considera a interferência intersimbólica (causada pelas distorções) e das contribuições de ruídos dos amplificadores, utilizando-se o método semi-analítico. Esses modelos e o método desenvolvido foram utilizados para introduzir a simulação de sistemas ópticos com EDFAs em um programa já existente de análise de sistemas. Foram realizadas simulações para avaliar as contribuições dos diversos parâmetros dos EDFAs e as implicações de algumas propriedades do sistema no desempenho total do sistema óptico. A comparação com resultados de análises rigorosas, encontrados na literatura, validou a abordagem proposta. / [en] Erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) have shown to be a very attractive alternative to improve the capacity of optical-fiber communications systems operating in the third transmission window of conventional fibers (lambda = 1.55 mi m). Considered efforts have been made towards the performance enhancement of these devices. The possible application potential in telecommunications is indeed large, and has simulated the study of system performance using EDFAs. Most of the previous theoretic contribuitions on the influence of optical amplifiers in the receiver performance consist of methods that are either easy to use but over-approximated - what can lead to quite inaccurate evaluations - or very precise but extremely difficult to use - due to some inherent complexity. Models for the simulation of digital optical communication systems are presented, which account for signal loss and distortion - due to laser chirping, fiber dispersion and detector finite bandwidth. A new semi-analytical method for the evaluation of bit-error rate (BER) and receiver sensitivity is introduced, which possesses the desired accuracy and simplicity. It takes into account the presence of inter-symbol interference (due to signal distortion) and the optical amplifier noises. These modesl and the developed method jhave been the used for introducing simulation of optical systems with EDFAs into a previously existing system evaluation software package. A numbe of simulations was carried out in order to estimate the contribution of EDFA parameters and implications of some system properties in the final performance of the optical system. The comparison with results from rigorous analysis, found in the literature, has validated the proposed approach.

[pt] A utilização de redes de Bragg com chirp em fibra, para compensação dos efeitos da dispersão cromática, é uma técnica promissora que permite o aumento progressivo da capacidade de canalização dos sistemas ópticos. Dentre as diversas técnicas para a compensação da dispersão, sendo propostas nos tempos correntes, o emprego da rede de Bragg em fibra tem se mostrado o mais exequível em virtude de serem passivas, relativamente fáceis de fabricar, de boa reprodutibilidade e alto grau de integrabilidade aos sistemas. Este trabalho mostra a aplicação desse dispositivo em experimentos de compensação de dispersão com o emprego de modulação direta e externa em diferentes taxas de transmissão. / [en] The use of in-fibre Bragg gratings with dispersion compensating purposes, is a promissing technique for the increasing optical systems bitrate pace development. Among the various dispersion compensation techniques, in-fibre Bragg gratings had proven, to be the most feasible. They are passive, higly reproducible, relatively easy to fabricate at reasonable costs and have a good degree of integrability. This dissertation exploits significant aspects of the Bragg fibre grating fabrication and its employment as dispersion compensation device.

M.Ing. (Electrical and Electronic Engineering) / An experimental study of a multi-point optic fibre sensor for monitoring temperature changes is presented. The multi-point optic fibre sensor is made of a serial array of weak-reflectivity identical gratings. The weak-reflectivity identical gratings form the interferometric cavities UV printed on the single mode fibre. The ability to measure temperatures changes at different cavities along the serial array is particularly interesting for the monitoring of power transformers, high temperature furnaces and jet engines. Changes in temperature in each respective cavity is measured based on the spectral shift in the phase of the light from each respective cavity. The performance of the multi-point fibre sensor system is evaluated. Further, a theoretical and experimental investigation of a serial array composed of two cavities of different lengths is conducted. This investigation is aimed at measuring the impact of the overlap of the two distinct cavities in their respective frequency domain and determining the accuracy of the measurement. The result found shows that the sensor phase response is no more linear to temperature changes. It is also found that the nonlinear response of the sensor to temperature changes increases with the magnitude of the overlap.