La Neuromyélite Optique (NMO) est une maladie auto-immune démyélinisante, rare et grave, du système nerveux central (SNC). Elle est caractérisée par une démyélinisation et une perte axonale ciblant principalement le nerf optique et la moelle épinière. La découverte d'un auto-anticorps (IgG-NMO) dirigé contre l'aquaporine-4 (AQP4), un canal hydrique exprimé par l'astrocyte, a été une étape clé dans la compréhension de la physiopathologie de la NMO, actuellement définie comme une astrocytopathie. La pathogénicité de l'IgG-NMO a été démontrée : il induit une internalisation d'AQP4 et des transporteurs au glutamate, provoquant une altération de la fonction astrocytaire. Cependant les mécanismes permettant de lier la dysfonction astrocytaire aux altérations caractéristiques de la NMO, notamment la démyélinisation, restent méconnus. Les astrocytes sont des cellules gliales essentielles à l'établissement et au maintien de l'homéostasie du SNC. Ils permettent la régulation des flux hydriques et ioniques, le contrôle extracellulaire des neuromédiateurs ainsi que l'apport de métabolites énergétiques aux neurones et aux oligodendrocytes. Ils sont aussi caractérisés par une très forte expression de connexines (Cx), des molécules transmembranaires s'assemblant sous une forme hexamérique : le connexon. Les connexines forment soit des hémicanaux, permettant l'échange de petites molécules entre les milieux intra- et extra-cellulaires, soit des jonctions communicantes par la juxtaposition de connexons appartenant à deux cellules, assurant le couplage intercellulaire avec le passage de petites molécules et d'ions (ATP, glutamate, lactate, calcium). Les fonctions hemicanal et jonction communicante sont fortement régulées en condition physiologique et altérées en condition pathologique, notamment en contexte neuroinflammatoire. Nous émettons l'hypothèse que les IgG-NMO altèrent l'expression et la fonction des connexines, et conduisent ainsi à la production d'un environnement toxique pour les oligodendrocytes et la myéline, et délétère pour le fonctionnement neuronal. Mon projet de thèse avait trois objectifs : i) la caractérisation du phénotype astrocytaire induit par les IgGNMO ; ii) l'identification d'altérations des connexines et leur implication dans la pathologie ; iii) la mise en évidence d'altérations de la transmission synaptique induites par les IgG-NMO et l'implication de connexines dans cet effet. Des modèles de cultures primaires gliales traitées par des IgG-NMO issue d'une cohorte de patients m'ont permis de caractériser le phénotype acquis par les astrocytes, et de proposer le concept d'un astrocyte réactif spécifique de pathologie. Les astrocytes réactifs spécifiques de la NMO induisent un milieu inflammatoire spécifique et toxique, provoquant une démyélinisation. Grâce au développement d'une coculture gliale et neuronale produisant des neurones myélinisés, et à l'utilisation de peptides inhibiteurs des Cx, j'ai pu montrer que les NMO-IgG ont un effet démyélinisant et que celui-ci implique les Cx. La démyélinisation est en effet associée à des modifications structurales et fonctionnelles des Cx astrocytaires, observées à la fois in vitro et dans notre modèle in vivo, le rat-NMO. Enfin, la mise en place d'une étude électrophysiologique en potentiel de champs local sur des tranches d'hippocampe de rats m'a permis d'étudier l'effet des IgG-NMO sur la transmission glutamatergique basale. J'ai pu mettre en évidence un effet dépresseur des IgG-NMO, partiellement bloqué par un inhibiteur de connexines, la carbenoxolone. Comme il a déjà été démontré par des études cliniques dans des pathologies neurodégénératives, l'utilisation de modulateurs de Cx semble être une voie thérapeutique prometteuse afin de prévenir la démyélinisation et les altérations du fonctionnement neuronal de la NMO / Neuromyelitis Optica (NMO) is a rare and severe auto-immune demyelinating disease of the central nervous system (CNS). It is characterized by demyelination and axonal loss targeted to the optic nerve dans the spinal cord. The identification of a specific autoantibody (NMO-IgG) directed against the astrocytic protein AQP4 was a key step in the understanding of NMO physiopathology: it is now considered as an astrocytopathy. NMO-IgG is also a biomarker of NMO, and its pathogenicity has been demonstrated. NMO-IgG induce an internalization of AQP4 together with other membrane proteins such à glutamate transport GLT1. This could alter astrocyte functions but the mechanisms connecting astrocytopathy and demyelination remain unclear. Astrocytes are abundant glial cells crucial for the establishment and the maintenance of CNS homeostasis. They regulate water flux and ion homeostasis and control extracellular volume and neurotransmitter concentrations. They also provide neurons and oligodendrocytes with energy substrates. Astrocytes are characterized by a high expression of connexins (Cx), transmembrane proteins assembling in hexameric form, called connexon. Cx form either hemichannels, unopposed connexon at the membrane, allowing the exchange of small molecules (<1,2kDa e.g. glutamate, ATP) and ions (Ca2+, K+) between extra- and intra-cellular compartments. Cx also form gap junctions, formed by the juxtaposition of two connexons at the membrane of two different cells, and allow the quick cell to cell exchange of small molecules, metabolites and ions (e.g. glucose, lactate, Ca2+). Hemichannel and gap junction functions are tightly regulated under physiological conditions and can be altered in pathological condition for example during neuroinflammation. We proposed that NMO-IgG by altering connexins expression and/or function could lead to the production of a toxic environment for oligodendrocytes and myelin but also for neuronal functioning. This feature of astrocyte dysfunction could participate to NMO alterations. My thesis project had three main goals: i) the characterisation of astrocyte phenotype induced buy NMO-IgG, ii) the identification of connexins alterations and their implication NMO physiopathology, iii) the highlight of synaptic alterations induced by NMO-IgG and the involvement of connexins in this effect. Primary glial cell cultures treated with NMO-IgG from a cohort of NMO patients, were used to characterize astrocyte phenotype and we proposed the concept of a specific reactive dysfunctioning astrocyte induced by NMO-IgG. Those astrocytes, called “NMO-astrocytes” are responsible for the production of a proinflammatory toxic microenvironment for oligodendrocytes and leading to demyelination. With the development of a myelinated culture model, composed of glial cells and neurons with myelinated axons, together with the use of specific inhibitors of Cx functions, we showed that NMO-IgG induced demyelination involved connexin dysfunction. In fact, demyelination was associated with structural and functional alterations of astrocytic connexins observed both in vitro and in vivo in the NMO-rat model. Electrophysiological recording of basal glutamatergic synaptic activity in the rat hippocampus showed a strong depression of synaptic responses induced by NMO-IgG. Connexins could be implicated in this alteration since blocking all connexins with carbenoxolone blocked NMO-IgG effect

A adaptação dos cimentos endodônticos, Ketac-Endo, AH Plus e Endomethásone, à dentina radicular submetida à ação prévia dos agentes de limpeza final laser de Er:YAG, EDTA a 17% e Solução Salina Fisiológica a 0,9% foi estudada pelas microscopias óptica e eletrônica de varredura. Foram empregados 90 caninos humanos extraídos, que após instrumentação pela técnica escalonada de memória e irrigação com hipoclorito de sódio a 1%, foram divididos em três grupos de 30, de acordo com o agente de limpeza final empregado. No grupo A, empregou-se o laser de Er:YAG intracanal, com parâmetros de 100mJ (energia real de 44mJ), 10pps, durante dez segundos, sob refrigeração a ar, com movimentos circulares no sentido apicocoronário, seguido de irrigação com 20ml de solução salina fisiológica a 0,9%. No grupo B, empregaram-se 5ml de EDTA a 17% durante cinco minutos, seguido de irrigação com solução salina fisiolólgica a 0,9%. No grupo C, empregaram-se 20ml de Solução Salina Fisiológica a 0,9%. Após secagem, os canais radiculares foram armazenados em solução salina fisiológica a 0,9% durante 48 horas. Cada grupo foi então dividido em três subgrupos de dez,de acordo com o cimento endodôntico. Os 90 canais radiculares foram obturados pela técnica clássica, seguida da condensação lateral ativa da guta-percha. Após comprovação radiográfica da obturação os canais foram vedados com Cimpat no terço cervical e forame apical, e as raízes armazenadas em solução salina fisiológica a 0,9% em umidade de 100% a 37oC, durante 30 dias. Em seguida, foram seccionadas transversalmente a 5mm do ápice radicular, fotografadas com aumento de quatro vezes e submetidas à análise em microscopia óptica. Para a análise em microscopia eletrônica de varredura, as secções apicais foram moldadas em silicona Aquasil e os moldes obtidos foram metalizados e fotografados em aumentos que variaram de 50 a 200 vezes. As fotos obtidas pelas microscopias foram escaneadas e transferidas para um programa de medida de área (SigmaScan) para mensuração das áreas preenchidas pelos materiais obturadores e das possíveis fendas entre material obturador e parede do canal radicular. Diante dos resultados obtidos com a metodologia empregada e da discussão apresentada pudemos concluir que: 1- Os agentes de limpeza final empregados exerceram efeito diferenciado na adaptação dos cimentos testados. O laser de Er:YAG interferiu na adaptação de todos os cimentos, o EDTA melhorou a adaptação do Endomethásone e do AH Plus em relação ao laser de Er:YAG e à solução salina fisiológica a 0,9% e a solução salina fisiológica melhorou a adaptação do Ketac-Endo, em ambas microscopias empregadas. 2- O Endomethásone apresentou a pior adaptação entre os cimentos e o AH Plus apresentou a melhor adaptação com EDTA na microscopia eletrônica de varredura. 3- A associação das microscopias óptica e eletrônica de varredura mostrou ser um método confiável na detecção das fendas, sendo que a microscopia eletrônica de varredura propiciou melhor visualização. 4- Todos os cimentos testados apresentaram alteração dimensional, verificando-se contração para o Ketac-Endo, expansão para o Endomethásone e AH-Plus, sendo que o AH Plus mostrou-se mais próximo da estabilidade dimensional. / The adaptation of endodontic sealers, Ketac-Endo, AH Plus and Endomethásone to dentinal root submitted to the previous action of final Er:YAG laser cleaning agents, EDTA at 17% and a saline solution at 0.9% was studied by Optical and Scanning Electron Microscopy. Ninety extracted human canines were employed, and following the step back technique preparation and irrigation with sodium hypochlorite solution they were divided into three groups with thirty teeth each, according to the final cleaning agent used. In group A, Er:YAG laser was used intracanal, with the following parameters: 100mJ (real energy 44mJ), 10pps, for 10 seconds under air cooling with circular movements in apicocervical direction and the canals were irrigated with 20ml saline solution at 0.9%. In group B, 5ml of EDTA at 17% irrigated the root canals for 5 minutes, followed by a saline solution at 0.9%. In group C, a saline solution at 0.9% was employed to irrigate the root canals. After drying, the roots were stored in a saline solution at 0.9% for 48 hours. Each group was divided into three subgroups of ten, according to the selected endodontic sealer. The ninety root canals were filled through standard technique, followed by gutta-percha lateral condensation. Following radiographic filling proof, the root canals were sealed with Cimpat in the cervical third and at the apical foramen, and the roots stored in a 0.9% saline solution at 37oC and 100% humidity for 30 days. Afterwards, they were transversally secctioned at 5mm to the root apex, and photographed with a 4x magnification, and submitted to optical microscopic analysis. Before the Scanning Electron Microscopic analysis, the apical root sections were molded with Aquasil and the obtained replicas metallized and photographed with 50x and 200x magnifications. The resulting images, in both microscopies, were scanned and transferred to the area measurement software program (SigmaScan) to measure the areas filled by endodontic materials and the failed areas between the endodontic material and the root canal walls. Through the results with the selected methodology and by means of the presented discussion, we could conclude that: 1- The final cleaning agents employed in the root canals presented different effects in the adaptation of the endodontic sealers. The Er:YAG laser was harmful to the adaptation of all the endodontic sealers; the EDTA improved the adaptation of Endomethásone and AH Plus and the 0.9% saline solution improved the adaptation of Ketac-Endo in both microscopies. 2- Endomethásone presented the worst adaptation compared to the other sealers and AH Plus presented the best adaptation with EDTA by Scanning Electron Microscopic analysis. 3- The Optical Microscopy associated with the Scanning Electron Microscopy proved to be a safe method in detecting filling failures, being, the Scanning Electron Microscopy the best. 4- All endodontic sealers presented dimensional alterations, Ketac-Endo presented contraction, Endomethásone and AH Plus presented expansion, being, AH Plus closer to dimensional stability.

Esta dissertação apresenta um estudo experimental sobre o transporte de massa de nanopartículas magnéticas induzido por um gradiente de temperatura, denominado termodifusão. A técnica de Varredura-Z é utilizada para gerar o aumento de temperatura na região irradiada pelo laser Gaussiano e formar o gradiente de temperatura. A sequente migração de nanopartículas é caracterizada pelo gradiente de concentração gerado no estado estacionário do fluxo de partículas, definindo o coeficiente Soret ST. O objetivo deste trabalho é verificar a variação de ST com o tamanho médio d0 das nanopartículas de ferrofluidos eletrostaticamente carregados em solução ácida. A dependência de ST com d0 surge do coeficiente de difusão de massa, explicando a dependência linear encontrada experimentalmente. Nestes materiais, a migração de nanopartículas ocorre para a região quente da amostra. Mostramos que este comportamento ocorre pela diminuição da carga superficial da nanopartícula na parte mais quente da amostra, diminuindo a repulsão eletrostática. A influência dos íons presentes na solução é obtida através da mudança na amplitude de ST com a diminuição do pH na amostra. Uma previsão teórica, baseada na eletrostática da dupla camada elétrica, concorda com estes dados considerando alta blindagem eletrostática das nanopartículas e a diminuição da carga superficial com o aumento da temperatura. / This dissertation presents an experimental study about the mass transport of magnetic nanoparticles induced by a temperature gradient, called thermodiffusion. The Z-scan technique is used to generate the temperature increasing in the region irradiated by the Gaussian laser beam and create the temperature gradient. The following nanoparticles migration is characterized by the concentration gradient of the stationary particles flux, defining the Soret coefficient ST. The aim of this work is to obtain the variation of ST with the average size d0 of electrostatically charged ferrofluid nanoparticles in acidic solution. The ST dependence with d0 comes from the mass diffusion coefficient, in agreement with the linear dependence found experimentally. In these materials the nanoparticles migration occurs to the hot region of the sample. We show that this behavior is owing to the reduction of the nanoparticle´s surface charge in the hottest region of the sample, decreasing electrostatic repulsion. The influence of the ions from solution is obtained through the change in ST amplitude with reduction of the samples pH. A theoretical prediction, based in the electrostatic of the double layer, agrees with this data considering a high screening of the nanoparticles and decreasing of the surface charge with temperature increasing.

O fenômeno da superradiância é caracterizado por um processo de ordenamento das transições dos dipolos atômicos em amostras excitadas, moderadamente densas, decorrente das correlações induzidas entre os átomos desenvolvidas pela radiação coerente emitida pelos próprios átomos. O processo superradiante que é iniciado a partir de uma total desordem em t = 0 atinge um ordenamento máximo em um tempo &tau; &alpha; N-1, gerando um pulso de radiação de intensidade seguindo a lei do sech2 e com pico proporcional à N2, e em seguida os dipolos relaxam para um equilíbrio desordenado. Neste trabalho, tratamos a interação de dois modos de uma cavidade, &omega;a e &omega;b, e uma amplificação, com um sistema de N átomos de dois níveis, com frequência de transição atômica &omega;0 de forma que interaja ressonantemente com &omega;a e dispersivamente com &omega;b, responsável pelo acoplamento entre os átomos. Para enterdemos como a lei do sech2 será afetada pela interação direta entre os átomos, utilizamos o método das perturbações via de pequenas rotações não-lineares para obtermos o hamiltoniano efetivo do sistema com uma forma mais explícita da interação dipolar entre os átomos. Por fim, após escrevermos a equação mestra do sistema, utilizamos a aproximação de campo médio e o método dos invariantes de Lewis-Riesenfeld para chegar aos principais aspectos deste fenômeno no sistema. / The superradiant phenomena is characterized by atomic dipoles ordering process in excited samples moderately denses, that occours due to the atomic induced correlations developed not directly but by the coherent radiation emitted by atoms themselves. The superradiant process evolves from a total disorder at t = 0, attain a maximum order in a time &tau; &alpha; N-1 creating a radiation pulse whose intensity follows the sech2 law and its peak is proportional to N2, thereafter the dipoles relax to a disordered equilibrium state. In this essay, we deal with the interaction between two cavity modes &omega;a and &omega;b and a classical pump with a system of N two-level atoms, whose atomic transition frequencies &omega;0. We consider a resonant interaction between atoms and mode &omega;a and a dispersive coupling of atoms with mode &omega;b, which couple the atomic sample, and the classical pump. In order to obtain how sech2 law changes, we use the method of nonlinear small rotations to obtain effective Hamiltonian, expliciting dipolar interaction between atoms. Finally, after write the effective master equation, we use the mean-field approximation and Lewis and Riesenfeld method to obtain the mean features of this phenomena to our system.

[pt] Nesta dissertação descrevemos a preparação de nanopartículas (NPs) de ouro através do aquecimento de filmes finos de ouro depositados em substratos de soda-lime pela técnica Magnetron Sputtering. Foi realizado um estudo para cinco espessuras diferentes variando entre (6–20) nm. Descrevemos também a caracterização morfológica e óptica (linear e não-linear) das nanopartículas formadas. Os resultados indicaram que a temperatura é de fundamental importância na formação das NPs, tendo sido realizado um estudo para formação a diferentes temperaturas. As amostras foram caracterizadas estruturalmente pela microscopia de força atômica (AFM) e microscopia eletrônica de varredura de emissão de campo (FESEM). Para o processamento das imagens geradas pelas microscopias utilizou-se uma análise de imagem (IA) antes da extração dos atributos morfológicos envolvendo as etapas de pré-processamento, segmentação, pós-processamento e medida. Para o processamento e extração de atributos, utilizou-se o Software KS400. As partículas possuem dimensões nanométricas com forma aproximadamente esféricas e diâmetros médios em torno de 13 nm para NPs formadas pelo aquecimento de filmes finos de 6 nm de espessura à 600° C por 4 minutos. As caracterizações ópticas lineares e não-lineares das NPs em estudo foram realizadas através das técnicas de espectroscopia UV-Vis e varredura z (Z-SCAN) em 800 nm respectivamente. No estudo da não-linearidade óptica foram determinados os índices de refração não linear (n2) e a absorção não- linear (a2) das NPs de ouro. Os resultados revelaram altos índices de refração não- linear, assim como uma inversão de sinal na absorção não-linear e no índice de refração não-linear quando os filmes finos de ouro são submetidos a um aquecimento a 600°C por 4 minutos. / [en] In this dissertation we describe the preparation of gold nanoparticles (NPs) by heating gold thin films of thicknesses between (6-20) nm, previously deposited on soda-lime substrates by Magnetron Sputtering. Also described are the morphological and optical (linear and nonlinear) characterization of the NPs. The tempertature dependence of the formation process of the NPs was investigated. The samples were structurally characterized by Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy, High Resolution (FESEM). We used an image analysis (IA) before extraction of morphological features involving the steps of preprocessing, segmentation, post-processing and measurement. For the processing and extraction of attributes, we used the software KS400. The particles have nanometers dimensions with approximately spherical shape and diameters around 13 nm for NPs formed by heating 6 nm thick thin films at 600 ° C for 4 minutes. The linear and nonlinear optical characterization of the NPs were performed through the techniques of UV-Vis spectroscopy and (TM-EZ at 532 nm, respectively. The non-linear optical characterization yielded the nonlinear refractive index (n2) and nonlinear absorption (a2) of the gold NPs formed. The results revealed high linear refractive indices, as well as a sign inversion of the nonlinear absorption when the NPs were formed.

[pt] Neste trabalho estudamos a viabilidade do desenvolvimento de um sistema laser de cristal líquido colestérico (CLC) acoplado a fibra óptica visando sua aplicação como um sensor de temperatura. Sensores laser de CLC acoplados a fibra óptica são atrativos devido às enormes vantagens que as fibras ópticas apresentam e à resposta de cristais líquidos a vários estímulos externos. A emissão laser de CLC ocorre na banda de menor energia da banda de reflexão, e corresponde a um comprimento de onda determinado pelo passo e pelo índice de refração extraordinário. Esses parâmetros podem ser alterados pela mudança da temperatura externa, proporcionando variações no comprimento de onda do laser de CLC. Essas variações no comprimento de onda do laser de CLC podem ser usadas para monitorar a temperatura. Obtivemos emissão laser estável num sistema laser CLC acoplado à fibra óptica quando bombeado pelo segundo harmônico de um laser de Nd:YAG e desenvolvemos uma técnica para ancorar o cristal líquido nas extremidades das fibras ópticas. A dependência da emissão laser com a temperatura foi investigada em duas situações, posicionando o laser de CLC entre fibras ópticas e em células de vidro. Diversos cristais líquidos foram estudados a fim de se otimizar a resposta do laser com a temperatura. Variações discretas na dependência do comprimento de onda da emissão laser foram observadas no sistema que utilizava as células de vidro. Associamos esse comportamento à dependência do ancoramento das moléculas do cristal líquido na superfície do vidro com a temperatura. / [en] In this work, we have studied the viability of developing a cholesteric liquid crystal (CLC) laser system coupled into an optical fiber aiming its application as temperature sensor. Sensors made of CLC laser coupled to optical fibers are a very attractive proposition due to the enormous advantages of the optical fibers and the response of the liquid crystal to various external stimuli. The laser emission occurs at the low energy edge of the reflection band, and the corresponding wavelength is determined by the pitch and the extraordinary refractive index. These parameters can be altered by a change in the external temperature, leading to variations in the wavelength of the CLC laser emission, which can be used to monitor the external temperature. We obtained a stable laser emission in a CLC laser system coupled into an optical fiber when pumped by the second harmonic of a Nd:YAG laser. A technique to anchor the liquid crystal at the optical fibers ends was developed. The temperature dependence of the laser emission was investigated in two situations, placing the CLC laser between optical fibers and into the glass cells. Several liquid crystals were studied in order to optimize the laser response with temperature. Discrete variations in the temperature dependence of the laser emission wavelength were observed when the glass cell system was used. We associated this behavior to a temperature dependence of the surface anchoring of the liquid crystal molecules in the glass surface.

Aquesta tesi presenta un pla de millores des de les xarxes d'accés existents basades en coure a xarxes de fibra òptica fins la llar de segona generació basades en xarxes òptiques passives per enrutament de longitud d'ona.El pla de millora es presenta en dues etapes, que despleguen fibra des de la central de commutació fins als usuaris finals de manera gradual, oferint també un increment en l'ample de banda disponible quan la fibra es va aproximant a l' usuari.Quan la xarxa està totalment desplegada i la fibra està present en tot l'enllaç entre la central i els usuaris, es presenten diferents topologies avançdades que són candidates a model de xarxa d'accés de fibra òptica de segona generació. Totes aquestes xarxes presentades estan basades en enrutament avançat per longitud d'ona així com en tècniques combinades de multiplexació per longitud d'ona i temps.Aquestes topologies avançades, juntament amb la utilització de fonts sintonitzables a la central de commutació permeten implementar un protocol d'accés al medi avançat que permet assignar ample de banda sota demanda a diferents àrees geogràfiques en temps real i depenent de la utilització de la xarxa.S'han dut a terme demostradors de laboratori per tal d'assegurar la connectivitat a nivell òptic i la correcta transmissió de dades i Aixa demostrar la validesa del pla de millora, així com de les topologies avançades,.Addicionalment, s'han desenvolupat models matemàtics i simulacions per tal de corroborar i mesurar les millores sobre el rendiment de la xarxa en aplicar el protocol d'accés al medi proposat, tot comparant-lo amb els protocols comercials existents per xarxes òptiques passives. / This thesis presents an upgrade path from the existing copper-based access networks to a second-generation fiber-to-the-home approach based on advanced wavelength-routed passive optical networks.The upgrade path is presented in two stages, which deploy fiber from the central office to the end users in a gradual manner, offering also incremental bandwidth to the user when the fiber is nearer the end customers.When the upgrade path is totally deployed and fiber is present in the entire link between the central office and the end users, several advanced topologies are presented as candidates for second-generation access networks. All of them are based on advanced wavelength routing profiles and combined wavelength / time multiplexing techniques.These advanced topologies, together with the use of tunable sources at the central office allow the implementation of an advanced media access control protocol that can assign bandwidth on demand to different geographic locations in real time depending on the network utilization.Laboratory testbeds have been implemented to corroborate optical connectivity and correct data transmission in order to verify the feasibility of the upgrade paths and advanced topologies. Additionally, mathematical models and networks simulations have been developed to corroborate and measure the improvements on network performance of the proposed media access control protocol in comparison with the existing protocols for commercial passive optical networks.

Over the last decade, many significant developments have been made to improve the active materials in a new generation of organic light emitting devices (OLEDs). Current OLED technology is focused on organo-transition metal complexes, which emit from the triplet excited state and exhibit bright phosphorescence. Efficient in devices have been reported using these luminescent materials, such as iridium and platinum complexes, however, rare metal abundance concerns, high price and toxicology have inspired the study of alternative phosphorescent materials, such as copper or silver complexes. In this research, novel copper complexes have been synthesized, such as trinuclear and mononuclear copper (I) complexes, using a range of ligands, such as alkynyl, phosphine alkynyl and pyridine ligands. The synthesised complexes have been characterised by with a range of techniques, such as UV/Vis absorption and emission spectroscopy, nuclear magnetic resonance (NMR), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), cyclic voltammetry (CV) and scanning electron microscopy (SEM). Most of the copper complexes have shown very interesting luminescent properties in solution and solid state and some of them were studied for future application in a device.

[pt] O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema de medição de deformações utilizando redes de Bragg em fibras ópticas. Experiências preliminares empregando um analisador de espectro óptico comprovaram que a relação entre deformação e translação espectral do sinal refletido pelo sensor é linear. Baseado neste princípio, foi proposto um circuito óptico para a demodulação do sinal. Este circuito, de construção simples e barata, utiliza uma rede de Bragg como sensor e outra, com largura espectral bem maior, como filtro óptico. Dois fotodetectores são responsáveis pela recepção do sinal e por tornar o sistema auto-compensável. Dois métodos de calibração do sistema, um numérico e outro experimental, são apresentados e testados. A partir dos resultados das experiências, sugestões são feitas no sentido de melhorar os métodos de calibração. A automatização das calibrações e medições é proposta e um método de separação de efeitos de temperatura e deformação mecânica é apresentado. / [en] The goal of the present work has been to develop a fiber Bragg grating strain sensor system. Experiments with an optical spectrum analyzer have confirmed that there is a linear relationship between the strain in the gratting and the shift of the central wave length reflected by the sensor. Based on this measurement principle, a simple and inexpensive optical circuit for demodulation of the sensor s reflected signal has been developed. Two photodetectors are employed in order to reduce the influence of power fluctuations of the optical source as well as of other losses. The measurement system has been calibrated both numerically and experimentally with satisfactory agreement. Suggestions are made in order to improve the calibration techniques, and a method for decoupling the temperature effects from the strain measurement is proposed.

[pt] O presente trabalho investiga a utilização de fibras ópticas em biossensoriamento e na indução de uma não-linearidade de segunda ordem para a construção de dispositivos sensores. O biossensor proposto tem por finalidade diagnosticar uma das doenças com maior incidência em países tropicais: a Dengue. Foi construído um sensor a fibra óptica que potencialmente é capaz de diagnosticar, num tempo curto, a presença do vírus da Dengue no sangue de um paciente infectado. Esse sensor usa nanopartículas de ouro, depositadas na extremidade de uma fibra óptica, que foram funcionalizadas com os anticorpos da Dengue (anti-NS1). O sensor é capaz de detectar o antígeno NS1 em diferentes concentrações com um limite de quantificação de 0.074 micrograma por mililitro, podendo ser explorado para uso na fase aguda da infecção.Outra vertente do trabalho é a possibilidade de se realizar modificações estruturais nas fibras ópticas com o intuito de alterar as propriedades ópticas da fibra. Através da técnica de polarização térmica, é possível gravar campos elétricos da ordem de 108 volts por metro no núcleo da fibra óptica, sendo possível utilizar as fibras polarizadas como moduladores de fase e de amplitude, seletores de pulso, chaves ópticas, voltímetros, entre outras. O trabalho de tese aqui descrito apresenta um estudo detalhado da polarização térmica em fibras ópticas através de simulações, utilizando o software COMSOL Multiphysics, considerando-se os diversos parâmetros envolvidos e geometrias diferentes de fibras, visando a obtenção de uma alta não-linearidade de segunda ordem. Além do mais, experimentos foram realizados a fim de se entender o mecanismo presente no processo de polarização térmica face aos resultados obtidos pela simulação. Buscou-se, também, entender o papel dos portadores de cargas presentes no material no processo de geração de não-linearidade de segunda ordem realizando-se experimentos de polarização óptica. / [en] The present work investigates the use of fiber optics in biosensing and the creation of a second order nonlinearity to be use in the development of sensor devices. The goal of the proposed biosensor is to diagnose one of the diseases with highest incidence in tropical countries: Dengue. Dengue is a dangerous disease that every year affects more and more people, despite the efforts made to deal with the transmitter, the mosquito Aedes aegypti. Furthermore, since Dengue symptoms resemble flu symptoms, wrong diagnoses are frequently made. As a consequence, wrong medicines may be prescribed, and that may lead the patient to death. Another problem in diagnosing Dengue is the long time is necessary for the laboratorial exams to give a result. In an attempt to offer a solution that could minimize these problems, an LSPR-based fiber optic sensor was adapted for antigen NS1 detection. This sensor is potentially able to perform a Dengue s virus diagnosis in a short period of time in an infected patient s blood. It uses gold nanoparticles that are functionalized with Dengue s antibodies. The antibody, anti-NS1, was immobilized in gold nanoparticles deposited at the endface of a multimode optical fiber. The LSPR sensor is able to detect different concentrations of the antigen NS1 with a limit of quantification equal to 0.074 microgram per milliliter, and may be used in the acute phase of the infection. Another part of the present work investigates the possibility of performing structural modifications in the optical fiber to change the optical properties of silica. Through the electro-thermal poling technique it is possible to record electric fields as high as 108 volts per meter in the core of the fiber, making possible the use of these modified fibers as phase and amplitude modulators, optical keys, pulse selectors, voltmeters, etc. This work also shows a very detailed study of electro-thermal poling in optical fiber through simulations, using the software Comsol Multiphysics, considering various parameters that are involved in the process in order to obtain high second order nonlinearity. Furthermore, experiments on eletro-optical poling were performed to investigate the mechanism involved in this poling process, in order to understand the role of the carriers present in the material in the generation of the second order nonlinearity.