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[en] APPLICATIONS OF FIBER BRAGG GRATING SENSORS IN THE MEASUREMENT OF PH AND OF STRAIN IN HARD THIN FILMS / [pt] APLICAÇÕES DE SENSORES A REDE DE BRAGG EM FIBRAS ÓPTICAS NA MEDIÇÃO DE PH E DEFORMAÇÃO DE FILMES FINOS DE ALTA DUREZASULLY MILENA MEJIA QUINTERO 07 November 2006 (has links)
[pt] Este trabalho versa sobre duas diferentes aplicações de
sensores a redes de
Bragg em fibra óptica. A primeira consiste no
desenvolvimento de uma técnica
de sensoriamento do pH empregando fibra óptica, que visa a
monitoração
contínua e permanente deste parâmetro em poços de petróleo
depletados e de
injeção. Nesta aplicação, as redes de Bragg são acopladas,
através de um
mecanismo transdutor, a sistemas poliméricos que respondem
a alterações do pH
apresentando uma variação expressiva de seu volume. O
tempo de resposta e o
fator de inchamento do sistema polimérico foram
caracterizados para valores de
pH 3, 4, 5, e 6, em soluções aquosas contendo sais
dissolvidos em concentrações
típicas das encontradas em águas de formação. As medições
foram realizadas a
temperaturas e pressões ambientes, assim como na presença
de óleo, e após a
pressurização do sistema polimérico até 5000 psi.
Diferentes mecanismos
transdutores foram projetados e construídos, e suas
respostas, avaliadas em
soluções aquosas com composição similar à das águas de
formação. Foram
estimadas a sensibilidade da técnica e as principais
fontes de incerteza na
medição do pH. Procurou-se também avaliar a funcionalidade
dos mecanismos
transdutores visando uma futura instalação em poço. Na
segunda aplicação, é
proposta uma técnica para a medição in situ da tensão
residual induzida em
filmes finos de alta dureza durante sua deposição em
câmaras de sputtering
assitido por rádio-frequência e campo magnético. A técnica
é constituída por
uma viga em aço engastada, tendo uma de suas faces
instrumentada com um
conjunto de redes de Bragg a fibra óptica, enquanto a face
oposta é exposta ao
fluxo de íons do material a ser depositado. O sistema
sensor é instalado em uma
câmara que opera sob alto vácuo, enquanto os aparelhos de
leitura permanecem
no exterior. A resposta do protótipo em função de
variações do campo
magnético e da temperatura no interior da câmara foi
levantada. Em seguinda,
foram realizadas medições da deformação da viga durante a
deposição de filmes
de sílica, de óxido de titânio-índio, e de carbeto de
silício. A tensão residual dos filmes foi calculada e
comparada com resultados de medições de curvatura do
substrato realizadas empregando um perfilômetro. Tensões
residuais de 6 MPa
até 0,2 Gpa foram obtidas durante as diferentes deposições. / [en] This work treats of two different applications of optical
fiber Bragg grating
sensors. The first application consists of a pH sensing
technique that employs
optical fiber to permanent and continuously monitor the pH
in depleted and
injection oil wells. In this application, the Bragg
gratings are coupled by a
transduction mechanism to a polymeric system which
responds to pH variations
with a large volume change. The response time as well as
the swelling factor of
the polymeric system at pH 3, 4, 5, and 6 have been
characterized in aqueous
solutions with dissolved salts in concentrations typical
of those found in
formation waters. Experiments have been carried out at
room temperature and
pressures, in the presence of oil, and after
pressurization up to 5000 psi. Several
mechanisms of transduction have been designed,
constructed, and tested in
solutions similar to the formation waters. The sensitivity
of the technique and the
main sources of uncertainties related to the pH
measurement have been
investigated. Also, the functionality of the mechanisms
has been evaluated
aiming at a future installation in the petroleum wells.
The second application
investigated is a technique for in situ measurement of the
residual stress induced
in hard thin films during deposition by RF magnetron
sputtering. The sensing
technique consists of a cantilever steel beam. One of the
surfaces of the beam is
instrumented using optical fiber Bragg gratings; the
opposite face is exposed to
the ion flux that originates the thin film. The sensing
system is installed in a
vacuum chamber while the interrogating apparatus remains
outside. The
prototype has been characterized with respect to
variations of the magnetic field
and the temperature inside the chamber. Measurements of
the beam strain have
been carried out during deposition of silica, indium-
titanium oxide, and silicon
carbide thin films. The residual stresses have been
calculated and the results
compared with data obtained using perfilometry. Residual
stress values varying
from 6 MPa up to 200 MPa have been obtained during the
different deposition processes.
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[en] DISTINGUISHING BETWEEN ALCOHOLIC AND NON ALCOHOLIC BEVERAGES IN THE FLOW MEASUREMENT SYSTEM DURING FILLING / [pt] DIFERENCIAÇÃO DE BEBIDAS ALCOÓLICAS E NÃO-ALCOÓLICAS NO SISTEMA DE MEDIÇÃO DE VAZÃO (SMV) DURANTE O ENVASEBIANCA GONCALVES MOREIRA 28 March 2006 (has links)
[pt] De acordo com os cálculos do Sindicato Nacional da
Indústria de Cerveja
(Sindicerv), os estados e o governo federal perdiam
anualmente cerca de R$ 720
milhões em arrecadação, devido à sonegação praticada por
alguns fabricantes de
cerveja. Um elemento facilitador para esse tipo de
sonegação é o método
atualmente utilizado pela Receita Federal para o controle
da quantidade de volume
produzido, que envolve apenas o controle de notas fiscais
de vendas, o que tem
sido uma grande fonte de erros e prejuízo, tanto para as
empresas, quanto para o
governo. Em 2001, com o objetivo de criar mecanismos que
auxiliem no controle
de arrecadação de impostos, o governo federal publicou a
Medida Provisória no
2.158-35, obrigando os fabricantes a instalar um Sistema
de Medição de Vazão
(SMV) em todas as linhas de engarrafamento, na entrada de
cada enchedora. O
SMV seria usado inicialmente apenas no monitoramento. Além
de medir a
quantidade de bebida produzida, o SMV é, por meio de um
sistema de
condutivímetro elétrico, responsável por detectar o tipo
de líquido que está sendo
envasado. Nesta dissertação, são avaliadas possíveis
técnicas de diferenciação de
bebidas alcoólicas e não-alcoólicas, visando atribuir
maior confiança à Receita
Federal e aos consumidores. Além da condutividade, foram
avaliadas a
densimetria e a potenciometria. Devido a problemas
encontrados nestas três (3)
técnicas, resolveu-se testar a eficiência de um sensor à
fibra óptica de índice de
refração para a diferenciação de bebidas. A principal
vantagem deste sensor é
tornar a sonegação mais difícil, pois, ao contrário do
condutivímetro, não sofre
influência eletromagnética externa. As incertezas de
medição dos valores obtidos
para condutividade e índice de refração foram calculadas.
Os resultados da
presente dissertação são suficientemente significativos
para substanciar a
recomendação de uma revisão da Medida Provisória no 2.158-
35. Parte desta dissertação foi financiada, através do
Convênio referência FINEP n°
22.01.0692.00, pelo Programa Tecnologia Industrial Básica
e Serviços
Tecnológicos para a Inovação e Competitividade
MCT/FINEP/FNDCT/Fundo
Verde Amarelo, um programa cooperativo universidade-
empresa. / [en] According to the Brazilian Sindicato Nacional da Indústria
de Cerveja (Sindicerv),
about R$ 720 million a year used to be lost due to federal
and state tax evasion by some
beer manufacturers. Tax evasion used to be eased by the
method used by the Brazilian
federal revenue service (Receita Federal) to monitor the
amount of beer manufactured,
which was solely based on sales receipts, resulting in
large losses for the government and
companies. In 2001, in order to create mechanisms to help
in tax collection, the Federal
government issued the Medida Provisória no 2.158-35,
making it mandatory for the
manufacturers to install a Flow Measurement System in all
bottling lines, at the beginning
of the beverage filler. The system was to be initially
used as a monitoring device. In
addition to measuring the amount of beverage manufactured,
the Flow Measurement
System is also responsible for detecting the type of
beverage being bottled or canned by
means of an electrical conductivity sensor. This and other
possible methods for
distinguishing between alcoholic and non alcoholic
beverages in the Flow Measurement
System are evaluated in this dissertation, in order to
increase reliability for the Receita
Federal and the consumers. In addition to the
conductivity, density and pH measurements
were also evaluated. Due to problems found in these three
(3) techniques, an index of
refraction optical fiber sensor was also tested for
distinguishing between beverages. The
main advantage of this sensor is that it makes tax evasion
more difficult because, as
opposed to the conductivity sensor, it is not affected by
external electromagnetic
interference. The uncertainty in measurement of the
conductivity and index of refraction
results were calculated. This dissertation` results are
sufficiently significant to
substantiate the recommendation that the Medida Provisória
no 2.158-35 be revised. Part
of this dissertation was financed by the Convênio
referência FINEP n° 22.01.0692.00 of
the Programa Tecnologia Industrial Básica e Serviços
Tecnológicos para a Inovação e
Competitividade MCT/FINEP/FNDCT/Fundo Verde Amarelo, a
university-company
cooperative program.
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[en] POLARIZATION EFFECTS IN OPTICAL FIBER COMMUNICATIONS SYSTEMS / [pt] EFEITOS DA POLARIZAÇÃO DA LUZ EM SISTEMAS DE COMUNICAÇÕES POR FIBRA ÓPTICAALEXANDRE BESSA DOS SANTOS 06 September 2005 (has links)
[pt] Os efeitos que causam limitações nas comunicações ópticas
referentes a
polarização se resumem essencialmente na Dispersão dos
Modos de Polarização
(PMD), nas Perdas Dependentes da Polarização (PDL), e no
Ganho Dependente
da Polarização (PDG). Estes efeitos podem aparecer na
transmissão de forma
isolada ou combinada, gerando distorções no sinal.
Primeiramente estes efeitos
foram estudados individualmente, cada efeito sendo
analisado e quantificado sob
diversos aspectos. Através de uma analise teórica e
experimental foi proposto
uma nova técnica de medida de penalidade de potência
envolvendo os efeitos
estudados. Depois de um estudo detalhado sobre os efeitos
isolados, analisou-se
os efeitos combinados de PMD e PDL. Diversos emuladores de
PMD, elementos
com PDL variável e emuladores de PMD e PDL fizeram parte
de um longo
estudo sobre estes efeitos combinados. Procurou-se
ressaltar a importância e os
cuidados necessários que se deve tomar para a construção
de um emulador de
PMD. Na última etapa, foram estudados os efeitos de PMD e
PDG oriundos de
um sistema utilizando amplificação Raman. Desta forma foi
possível evidenciar,
caracterizar e relacionar os efeitos da polarização nas
fibras ópticas. / [en] The polarization effects that cause limitations in optical
communications
are essentially the Polarization Mode Dispersion (PMD),
the Polarization
Dependent Loss (PDL), and the Polarization Dependent Gain
(PDG). These
effects can appear either isolated or in combinations,
generating signal
distortion. These effects were first investigated
individually under different
experimental situations and then combined effects were
studied. A new
technique for measuring the power penalties corresponding
to these effects was
proposed. The combined effects of PMD and PDL in PMD
emulators were
evaluated and quantified. Thumb rules for the manufacture
of PDL-free
emulators were proposed. The effects of PMD and PDG
originated from Raman
amplification were also studied and compared with
theoretical predictions.
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Conception, fabrication et caractérisation d'un amplificateur de puissance à base de verres spéciaux pour les sources LIDAR / Design, fabrication and characterization of a power amplifier based on special glasses for LIDAR sourcesScarpignato, Gerardo Cristian 26 March 2014 (has links)
L'objectif de ce travail de recherche est l'étude, la réalisation et la caractérisation d'un amplificateur de puissance à base de verres spéciaux devant être inséré dans un dispositif laser impulsionnel à cohérence élevée opérant a la longueur d'onde de 1550 nm en configuration MOPA (Master Oscillator Power Amplifier). Il aura pour fonction d'amplifier le signal provenant d'un laser source afin de pouvoir le propager sur des distances élevées sans pour autant dégrader ses caractéristiques spectrales ou sa cohérence. Le dispositif ainsi obtenu sera utilisé comme source laser pour des systèmes LIDAR compact pouvant soit être embarqués à bord d'avions ou de voitures; soit être utilisés dans des stations météorologiques ou des aéroports. Un tel projet représente une innovation majeure dans le domaine des capteurs laser fonctionnant en espace libre. Il s'agit en effet de réaliser des dispositifs compacts qui n'existent pour l'instant pas aussi bien de façon commerciale que des les laboratoires de recherche. / The objective of the present research is the study, fabrication and characterization of a power amplifier based on special glasses to be implemented as an embedded module inside a pulsed laser device with high coherence working at 1550 nm wavelength. The optical amplifier represents the second module of a laser in configuration MOPA (Master Oscillator Power Amplifier). The device must amplify the signal proceeding from a seed laser and allow the propagation of the signal at high distances while maintaining the spectral characteristics of the high coherent source. The device obtained with this approach will be employed as a source for a monitoring LIDAR system, which will be installed in train monitoring portals. The results can be extended to other applications as well, such as aeroplanes, meteorological stations or airports. The current research work is intended to contribute to the fabrication of compact devices that seems not be still available even in laboratories. / Lo scopo della presente ricerca `e lo studio, la realizzazione e la caratter-izzazione di un amplificatore di potenza a base di vetri speciali da utiliz-zare come modulo da implementare all’interno di un dispositivo laser adimpulsi ad elevata coerenza operante alla lunghezza d’onda di 1550 nm.L’amplificatore ottico rappresenta il secondo modulo di un laser in configu-razione MOPA (Master Oscillator Power Amplifier): esso ha la funzione diamplificare il segnale proveniente da un laser “seed” e permette di propa-gare il suo segnale ad elevate distanze, mantenendo tuttavia le caratteris-tiche spettrali di elevata coerenza della sorgente. Il dispositivo cos`ı ottenutosar`a utilizzato come sorgente per un sistema LIDAR di rilevazione a bordodi aerei, autoveicoli e stazioni meteorologiche o aeroporti. Questi sistemisembrano non essere ancora disponibili neanche a livello dei laboratori diricerca.
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Performances of Raman and Brillouin fiber-based sensing of temperature and strain in harsh environments / Performances des capteurs à fibre optique basés sur la diffusion Raman et Brillouin pour des mesures de températures et déformations en environnement sévèreCangialosi, Chiara 19 May 2016 (has links)
La Thèse a été réalisée en cotutelle entre l’Université Jean Monnet de Saint Etienne (France) et l’université de Palerme (Italie) et en collaboration avec l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (ANDRA). Le travail de recherche concerne l'étude des capteurs répartis à fibres optiques (utilisant la lumière rétrodiffusée Raman et Brillouin) destinés à l’observation et à la surveillance des ouvrages dédiés au stockage géologique de déchets radioactifs de haute activité et moyenne activité à vie longue (projet CIGEO : centre industriel de stockage géologique). Dans ce contexte, les fibres optiques sont envisagées en tant qu’élément sensible de capteurs pour la mesure de paramètres environnementaux tels que la température ou la déformation. Les conditions environnementales extrêmes d’exploitation entrainent la dégradation des propriétés de la fibre optique et des performances du capteur. La réponse des capteurs Brillouin et Raman est influencée par la présence de rayonnement y et d’hydrogène dans l’atmosphère Cigéo. Dans les deux cas, une diminution de la transmission linéique de la fibre optique est observée. Ce phénomène est dû à l’atténuation induite par radiation (RIA) ou par hydrogène (HIA) réduisant ainsi la portée de la mesure. En outre le rayonnement y et l’hydrogène provoquent des erreurs sur la mesure de température ou de déformation pour les deux types de capteurs. L’étude a permis d’établir les lignes directrices pour la sélection et le développement des capteurs repartis à fibre optique appropriés pour travailler dans l’environnement Cigéo / This PhD thesis is conducted in the joint supervision of both the University Jean Monnet of Saint Etienne (France) and the University of Palermo (Italy) in collaboration with the French national agency for the management of radioactive wastes (ANDRA). The aim of the Thesis is to evaluate the performances of distributed optical fiber sensors (based on Raman and Brillouin scattering technologies) that will be employed for monitoring industrial site for deep geological disposal for high and long-lived intermediate level activity radioactive waste (HL-W and LL/IL-W, respectively), called Cigéo. In this context, the distributed optical fiber sensors will provide a time and spatial cartography of the strain and temperature inside the disposal cell. The severe environment of Cigéo requires the sensor evaluation taking into account the resulting degradation of the sensing optical fiber. The sensor response is affected by y-rays and hydrogen presences inside the storage cells. In both cases a decrease of the optical fiber transmission, due to the radiation or hydrogen induced attenuation (RIA or HIA) is observed and limits the sensing distance range of the sensor. Moreover, the two different environment constraints lead to errors in the temperature or strain evaluation for both sensor technologies. This Thesis work establishes the guidelines to select and design distributed optical fiber sensors suitable to operate in radiation environment such as Cigéo one
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Mise en œuvre, instrumentation, validation et modélisation d’un système d’injection RTM pour la fabrication de structures composites de hautes performances / Implementation, instrumentation, validation and modeling of RTM injection system for the manufacturing of structural high performances compositesWaris, Marc 24 December 2012 (has links)
Les matériaux composites ont connu ces dernières années une forte croissance, croissance aujourd'hui renforcée par les nouvelles normes européenne visant à diminuer les émissions CO2 d'ici 2020. La réalisation de pièces complexes peut poser de nombreuses problématiques de fabrication comme la formation de zones sèches, ou la création de distorsions géométriques. Les origines de ces problématiques sont souvent liées à un manque de connaissance et de maîtrise des phases d'imprégnation des renforts et de cuisson du matériau. L'amélioration de la robustesse des procédés nécessite d'avoir une connaissance fine des phénomènes physiques qui ont lieu lors de l'élaboration. Dans cette perspective, les procédés d'élaboration de matériaux composites ont été étudiés à travers la mise en place d'un démonstrateur de laboratoire dans le cadre du projet LCM Smart. Ce pilote d'injection a permis de valider des solutions d'instrumentation, à partir de capteurs innovants (OFS) développés en partenariat avec le laboratoire d'optique Hubert Curien.L'application de cette instrumentation dans le cadre du suivi du procédé RTM a démontré les capacités des OFS pour le suivi des caractéristiques physiques de la pièce (le front d'écoulement, la température, les déformations résiduelles et le degré de cuisson). La comparaison des caractéristiques mesurées avec des simulations numériques effectuées en collaboration avec ESI, a montré une bonne corrélation.Enfin, l'instrumentation a permis de mettre en évidence l’intérêt d’un outillage composite en HexTool pour la réduction des contraintes résiduelles liées à l'interaction outil/pièce. / A significant growth in production and consumption of composite materials can be seen recently; growth reinforced by the new European standards, aimed at reducing CO2 emissions by the year 2020.The producing of complex parts can cause many difficulties for manufacturing because of their geometries and / or their constituents (using of various materials). For example, dry zones or geometric distortion formation. The origins of these difficulties are often related to a lack of knowledge and control of the reinforcement's impregnation phases and material curing.Improving the robustness of the processes demands a detailed knowledge of physical phenomena that occur during the producing. For this, we studied the composite materials production through the implementation of a laboratory demonstrator in the project LCM Smart. This pilot injection was used to validate instrumentation solutions, from innovative sensors (OFS) developed in partnership with the optical laboratory Hubert Curien. The application of this instrumentation in the context of RTM process monitoring in the development of simple parts has demonstrated the capabilities of OFS to control physical characteristics of the part (the flow front, temperature, residual strain and curing degree). The comparison of the measured characteristics with numerical simulations carried out in collaboration with ESI showed a good correlation.Finally, instrumentation has demonstrated the capacity of composite tool made by HexTool to minimize the residual stresses due to the tool/part interaction.
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Estudo do impacto do gorjeio (chirp) de transiente sobre o desempenho de sistemas de transmissão óptica com pulsos NRZ / Study of the impact of transient chirp on the performance of optical transmission systems with NRZ pulsesFábio Donati Simões 10 April 2008 (has links)
Formatos de modulação com capacidade de ajuste às condições variáveis de propagação são de interesse para uso em redes ópticas reconfiguráveis. Alterações nos níveis de potência e no mapa de dispersão afetam o desempenho de sistemas de transmissão, limitando o alcance e a capacidade de reconfiguração da rede. Fornecer capacidade de ajuste dinâmico ao sinal transmitido, sem usar sistemas complexos de modulação ou de compensação variável de dispersão, é uma solução eficaz para se obter rendimento ótimo nas diversas condições de propagação na rede. Esta característica também é útil na instalação de redes convencionais, poupando tempo e reduzindo custos. Neste trabalho é proposto o formato de modulação NRZ com gorjeio sincronizado com o sinal como alternativa para sobrepujar as limitações impostas pelas redes reconfiguráveis. O sistema proposto tem o atrativo de permitir, além da capacidade de adaptação, a possibilidade de integração dos componentes ópticos do modulador num mesmo substrato. O desempenho do formato de modulação proposto foi analisado em diversas condições de propagação para sistemas a 10 Gbit/s, tanto em sistemas ponto-a-ponto como de longas distâncias. Esta análise foi feita por meio de modelagem matemática, simulações numéricas e experimentos em laboratório. Foi demonstrada a capacidade de ajuste a diversos mapas de dispersão e seus limites, bem como a compensação de efeitos da automodulação de fase causados por alterações no nível da potência do sinal. / Modulation formats with adjustment capability to the variable propagation conditions are of interest in reconfigurable optical networks. Changes in optical power levels and dispersion compensation map affect the transmission system performance, limiting the range and the network reconfiguration capability. To provide dynamical adjustment capability to the transmitted signal, using neither complex modulation systems nor variable dispersion compensation, is an effective solution to obtain optimal performance within the diverse network propagation conditions. This characteristic is also useful during conventional networks installation, saving time and reducing costs. In this work it is proposed the NRZ modulation format with signal synchronized chirp as an alternative to overcome the limitations imposed by the reconfigurable networks. The proposed system has the benefit of allowing, more than adaptation capability, the possibility of integration of the optical modulator\'s components in the same substrate. The proposed modulation format was analyzed under diverse propagation conditions for 10 Gbit/s, in point-to-point as well as long-haul systems. This analyses war performed by mathematical modeling, numerical simulations and laboratorial experiments. It was demonstrated the adjustment capability for diverse dispersion compensation maps and its limits as well as the compensation of the self-phase modulation effects due to changes in optical power levels.
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Sensor de força utilizando Fiber taper / Fiber taper based force sensorFelipe Bueno Hernandez 29 March 2016 (has links)
Este trabalho teve por objetivo desenvolver e caracterizar um sensor de força utilizando uma fibra óptica modificada pelo processo conhecido como Fiber tapering. A fibra quando modificada deixa exposto o campo evanescente, o que a torna sensível a influências externas, e a luz guiada na fibra pode vir a sofrer reflexão interna total frustrada ao entrar em contato com materiais. Ao envolver a região modificada por um material elastomérico, a área de contato e consequentemente a atenuação torna-se uma função da intensidade da força aplicada, possibilitando então relacionar a força a atenuação da luz. Baseando-se nesse efeito, foi criado um sensor de dimensões reduzidas, de rápida resposta, linear, altamente sensível e de boa repetibilidade. Foi criado também um circuito eletrônico utilizando amplificadores operacionais para a aquisição e processamento do sinal proveniente da fibra e selecionado um sensor comercial comum para a realização de experimentos e comparações. Ambos os sensores foram posicionados sobre uma balança de precisão e submetidos a diversos esforços obtendo-se dados sobre a resposta estática. Em seguida utilizando um shaker eletrodinâmico foram medidos os tempos de resposta a uma entrada degrau, e realizando esforços repetitivos foram analisados os desvios das medidas lidas pelos sensores. / The aim of this research was to develop and characterize a force sensor using a modified optical fiber by a process known as Fiber tapering. The modified fiber leaves the evanescent field exposed and prone to external influences and the guided light may suffer frustration of total internal reflection upon contact with materials. When covering the modified fiber section with an elastomeric material, the contact area and therefore the attenuation becomes a function of the applied pressure, making it possible to relate force to attenuation in light intensity. Based on this effect, a small sensor was created, having a quick response time, with high linearity, high sensitivity and good repeatability. Along with the sensor, an electronic circuit using operational amplifiers was designed for acquisition and processing of the signal obtained from the optical fiber. In addition, in order to perform experiments and comparisons, a standard force sensor was chosen. Both sensors were placed over a precision weighing scale and had different intensities of force applied on them, and after that, data regarding static measurements was gathered. The response time was obtained using an electrodynamic shaker and applying a step input. Furthermore, data was gathered about the deviations on the measurements by performing a repetitive set of compressions.
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Análise de amplificação Raman em fibras microestruturadas de baixa perdaAraujo, Alfredo Almeida de 13 February 2008 (has links)
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Previous issue date: 2008-02-13 / This dissertation aims to describe the basic characteristics of microstructured fibers, their concept and performance, and to investigate the application of a low loss microstructured fiber to the development of Raman amplifiers. An analysis of the use of these amplifiers in Telecommunication applications is described. To this end, simulations were carried out with these waveguides with the data of a real fiber described in the literature. Simulations were also carried out to determine the amplifier s net gain and noise figure and to establish the advantages of its use in a complete optical fiber span, including the compensation dispersion in the O band (1260-1360 nm). As a result, it was demonstrated that the microstructured fiber presents, in some aspects, a performance that is higher than that of conventional Raman amplifiers, and complementary to that of a commercial amplifiers, such as those based on Erbium doped fiber. / Esta dissertação tem como objetivo descrever as características básicas das fibras microestruturadas, seu conceito e desempenho, e investigar a aplicação de uma fibra microestruturada de baixa perda para o desenvolvimento de amplificadores Raman. Uma análise do uso destes em aplicações de Telecomunicações é descrita. Para isso, foram realizadas simulações destes guias de onda com dados de uma fibra real descrita na literatura. Também foram realizadas simulações para verificação do ganho líquido e figura de ruído de um amplificador baseado nesta fibra e das vantagens de seu uso em um enlace óptico completo, incluindo compensação de dispersão para sinais da banda O (1260-1360 nm). Como resultado, demonstrou-se um desempenho superior em alguns aspectos aos amplificadores Raman convencionais, e complementar aos amplificadores disponíveis atualmente no mercado, como os baseados em fibra dopada com Érbio.
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Desenvolvimento de plataformas ópticas para sensoriamento de amostras biológicas / Development of optical platforms for biological samples sensingOsório, Jonas Henrique, 1989- 07 October 2013 (has links)
Orientador: Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T00:40:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesta dissertação apresenta-se o desenvolvimento de sensores baseados em fibras ópticas para os quais se projeta a aplicação como sensores biológicos. A primeira montagem abordada é baseada na utilização de microfibras birrefringentes as quais são obtidas a partir do processo de afinamento de fibras ópticas convencionais lateralmente polidas. Tal configuração provém um sensor de índice de refração de altíssima sensibilidade ¿ (3.0 ± 0.2) x 104 nanometros por unidade de índice de refração ¿ mas de baixa robustez. A fim de se obter um sensor mais robusto, estuda se um sensor baseado em redes de período longo mecanicamente induzidas. Tal sensor é menos sensível que o primeiro ¿ (700 ± 30) nanometros por unidade de índice de refração ¿ mas permite a realização de medidas de monitoramento de pequenas variações de índice de refração ¿ como se mostra numa medida da evaporação de etanol quando dissolvido em água. Como variações de temperatura podem interferir nas medidas baseadas em variações de índices de refração, apresenta-se, também, uma configuração para sensoriamento baseada na associação de fibras birrefringentes, a qual permite o monitoramento de dois parâmetros físicos quaisquer (que são definidos de acordo com a escolha das fibras que compõem a configuração) e de forma independente. Uma medida de sensoriamento de temperatura para ambientes desconectados é apresentada para demonstrar a versatilidade do sensor. Finalmente, apresenta-se o início do desenvolvimento de configurações ópticas construídas a partir de um material biocompatível ¿ a seda ¿, o que amplia as possibilidades de aplicação dos sensores ópticos no sentido do desenvolvimento de biosensores / Abstract: In this dissertation, the development of fiber optic-based sensing platforms which can be projected to act as biological sensors is presented. Firstly, a setup which employs birefringent microfibers obtained from tapering down side-polished standard telecom optical fibers is exposed. This configuration provides a highly sensitive refractive index sensor ¿ (3.0 ± 0.2) x 104 nanometers per refractive index unit ¿ but with poor robustness. In order to obtain a more robust setup, a configuration which employs two in-series mechanically induced long-period gratings was studied. Although this setup presented lower sensitivity than the sensor obtained from birefringent microfibers ¿ (700 ± 30) nanometers per refractive index unit ¿, it allowed the performance of measurements for monitoring small refractive index variations. As temperature fluctuations can influence refractive index measurements, a setup in which two birefringent optical fibers are spliced in an in-series configuration for temperature sensing is also presented. By using this setup, it is also possible to independently sense two different physical parameters (which are defined according to the choice of the birefringent fibers to be used). Finally, it is presented the development of optical configurations by employing a biocompatible material: silk. The use of silk-based configurations is very promising since it broadens the optical biosensors applications possibilities / Mestrado / Física / Mestre em Física
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