Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:56:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319293.pdf: 1712570 bytes, checksum: 7c4f22e83093a09cc2ca298229475f55 (MD5) Previous issue date: 2013 / Aerogéis óxidos são sólidos que presentam propriedades únicas que os tornam candidatos adequados para aplicações optoeletrônicas. Neste trabalho, aerogéis de óxido de estanho (SnOx) foram produzidos,tratados superficialmente e caracterizados. Os aerogés de óxido de estanho foram sintetizados utilizando uma rota de sol-gel. Num procedimento típico, o tetracloreto de estanho é solubilizado numa solução de co-solvente de H2O: EtOH. A reação é catalisada com a adição de óxido de propileno lentamente à solução, promovendo a reticulação da solução coloidal de partículas de óxido de estanho para produzir um gel monolítico (alcoolgel). Para a secagem dos géis utilizou-se a extração supercrítica com dióxido de carbono. Adsorção de nitrogênio (BET / BJH) foi utilizada para medir a área superfícial específica e a porosidade dos aerogéis. Difração de raios X (DRX) foi utilizada para caracterizar a fase cristalográfica dos nanocristais interligados na rede estrutural do aerogel. Foram utilizadas técnicas analíticas baseadas em feixes iônicos como Emissão de raios X Induzidos por Partículas (PIXE) e Espectrometria de Retroespalhamento Rutherford (RBS), pelas quais a composição elementar dos aerogéis foi avaliada. Fez-se uso da técnica de UV-Vis para se obter informações do bandgap, bandtailing, profundidade energética das impurezas e condutividade elétrica no material. Os aerogéis secos apresentam uma área superficial específica de cerca de 376 m.g-1, um volume de poro próximo 1 cm³.g-1 e uma densidade de apenas 0,065 g.cm-3. O tratamento das amostras foi realizado através das rotas química e térmica. Para esse tratamento utilizou-se soluções piranha com diferentes concentrações e ácido fluorídrico (HF) 40%, bem comotemperaturas entre 200 °C e 300 °C. Medidas de DRX indicaram o domínio da fase cassiterita (SnO2) no material, sem presença da fase romarchita (SnO). Mesmo após tratados os aerogéis continuaram apresentando bandgap elevado, mantendo-se a característica de isolamento. Pode-se concluir que o SnOx apresenta uma estrutura estequiométrica <br> / Abstract : Aerogels are solid oxides which have unique properties that make them suitable candidates for optoelectronic applications. In this work, aerogels of tin oxide (SnOx) were produced, superficially treated and characterized. The tin oxide aerogels were synthesized using a sol-gelprocess. In a typical procedure, the tin tetrachloride was solubilized in asolution of cosolvent H2O: EtOH. The reaction was catalyzed adding propylene oxide slowly to the solution, promoting the crosslinking of the colloidal particles of tin oxide to produce a monolithic gel (alcohol gel).Supercritical extraction with carbon dioxide was applied to dry the gels. Nitrogen adsorption (BET / BJH) was used to measure the specific surface area and the porosity of the aerogels. X-ray diffraction (XRD) was used to characterize the crystallographic phase of the nanocrystalsin the interconnected structural network of the aerogel. Analyticaltechniques based on ion beams with Particle Induced X-ray Emission(PIXE) and Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) were performed, in which the elemental composition of the aerogels wase valuated. It was made use of UV-Vis technique to estimate the bandgap, bandtailing, energetic depth impurities and electricconductivity of the aerogels. The dried aerogels presented a specificsurface area of about 376 mg-1, a pore volume of around 1 cm³. g-1 and adensity of 0.065 g.cm-3. The treatment of the samples was performedthrough chemical and thermal processes. To this treatment Piranha solutions were used with different concentrations and hydrofluoric acid(HF) 40% and temperatures between 200 °C and 300 °C. XRD measurements reported predominance of cassiterite phase (SnO2) in theXImaterial, without the presence of romarchite phase (SnO). Even after treated the aerogels keep showing high bandgap, keeping the characteristic of almost isolation. It can be concluded that the SnOxpresent stoichiometric structures.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:20:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:36Z : No. of bitstreams: 1 000858535.pdf: 28861453 bytes, checksum: 71fa8b116bf6f4421bda43fd38b639c9 (MD5) / A interferometria óptica é uma técnica amplamente reconhecida por sua sensibilidade extremamente elevada para a medição de diversas grandezas físicas. Em particular, quando aplicada à medição de deslocamentos mecânicos, permite a detecção de movimentos micrométricos e manométricos em sólidos. Nesta dissertação, emprega-se um interferômetro de Michelson homódino para caracterizar atuadores piezoelétricos flextensionais e manipuladores piezoelétricos multi-atuados. Este trabalho se insere na linha de pesquisas desenvolvidas no laboratório de Optoeletrônica da FEIS-UNESP, dedicadas à concepção de novas técnicas de detecção interferométrica de fase óptica. Dentre as diversas famílias de métodos publicados na literatura, os métodos de demodulação baseados na análise do espectro do sinal fotodetectado têm recebido especial atenção na FEIS. Embora eficientes, estes métodos apresentam resolução limitada, não são capazes de caracterizar atuadores não-lineares e operam somente com formas de onda senoidais. Propõe-se, nesta dissertação, um método de detecção de fase óptica denominado de Método de Segmentação do Sinal Amostrado, o qual é implementado no domínio do tempo. Este método, viabilizado pelos importantes recursos das técnicas de processamento digital de sinais, foi potencializado pela automatização das medições. Comparado aos procedimentos aplicados a experimentos anteriores na FEIS, cada medição equivale a 2500 medições no sistema antigo, permitindo o levantamento da curva de linearidade de um atuador com uma única medição. Além dessa, o método apresenta outras vantagens: é homódino, opera em malha-aberta, é imune ao desvanecimento do sinal, tem excelente resolução, ampla faixa dinâmica, opera com dispositivos não-lineares, detecta sinais com formas de onda arbitrárias, permite medir magnitude e fase do deslocamento... / A interferometria óptica é uma técnica amplamente reconhecida por sua sensibilidade extremamente elevada para a medição de diversas grandezas físicas. Em particular, quando aplicada à medição de deslocamentos mecânicos, permite a detecção de movimentos micrométricos e manométricos em sólidos. Nesta dissertação, emprega-se um interferômetro de Michelson homódino para caracterizar atuadores piezoelétricos flextensionais e manipuladores piezoelétricos multi-atuados. Este trabalho se insere na linha de pesquisas desenvolvidas no laboratório de Optoeletrônica da FEIS-UNESP, dedicadas à concepção de novas técnicas de detecção interferométrica de fase óptica. Dentre as diversas famílias de métodos publicados na literatura, os métodos de demodulação baseados na análise do espectro do sinal fotodetectado têm recebido especial atenção na FEIS. Embora eficientes, estes métodos apresentam resolução limitada, não são capazes de caracterizar atuadores não-lineares e operam somente com formas de onda senoidais. Propõe-se, nesta dissertação, um método de detecção de fase óptica denominado de Método de Segmentação do Sinal Amostrado, o qual é implementado no domínio do tempo. Este método, viabilizado pelos importantes recursos das técnicas de processamento digital de sinais, foi potencializado pela automatização das medições. Comparado aos procedimentos aplicados a experimentos anteriores na FEIS, cada medição equivale a 2500 medições no sistema antigo, permitindo o levantamento da curva de linearidade de um atuador com uma única medição. Além dessa, o método apresenta outras vantagens: é homódino, opera em malha-aberta, é imune ao desvanecimento do sinal, tem excelente resolução, ampla faixa dinâmica, opera com dispositivos não-lineares, detecta sinais com formas de onda arbitrárias, permite medir magnitude e fase do deslocamento ...

[pt] Reflectometria óptica de baixa coerência tem se tornado uma importante ferramenta para a caracterização de componentes ópticos e optoeletrônicos integrados, cujas dimensões são micrométricos. Este trabalho inclui os princípios básicos de reflectometria, um estudo aprofundado de reflectometria óptica de baixa coerência, uma revisão das técnicas demonstradas na literatura cientifíca e suas resoluções e, principalmente, uma nova topologia na montagem experimental. Esta nova topologia permite que as mediadas sejam feitas de maneira mais simples e eficaz. A resolução obtida ficou tão boa que permitiu a visualização dos modos de propagação TE E TM na cavidade de um laser semicondutor. / [en] Optical low Coherence Reflectometry has become an important tool for the characterization of optical and integrated optoeletronics components of dimensions on the micrometer scale. This work includes the basic principles of reflectometry, a detailed study of optical low coherence reflectometry, a review of the techniques reported in the literature and a new scheme for the experimental set-up. This new scheme has proved to be simpler and more efficient. In addition the high resolution achieved allowed the visual observation of the TE and TM propagation modes in the semiconductior cavity.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-28T03:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348692.pdf: 24012343 bytes, checksum: 003edba4fdbb43128dfbf525d1a32aab (MD5) Previous issue date: 2017 / Atualmente, o agronegócio representa 1,8% do PIB brasileiro, cerca de 88,5 bilhões de reais. Apesar da incorporação de tecnologias de ponta, a perda na produção de ovos férteis ainda é significativa, sendo superior a 1%. Apenas nos Estados Unidos, essa fração corresponde a cerca de 90 milhões de ovos descartados anualmente. Essa perda se deve principalmente a infecções que acometem o embrião através das porosidades da casca, levando-o a morte prematura e tornando o ovo impróprio até mesmo para consumo humano. A indústria agrícola já oferece diferentes alternativas para realizar a sanitização de ovos de incubação, porém ainda não existe uma solução totalmente consolidada. Dentre as diversas possibilidades, a pulverização de água aquecida com altas concentrações de sanitizante representa a solução mais vantajosa, principalmente por consumir pouca água, evitar a contaminação entre os ovos e permitir o reaproveitamento do fluido sanitizante. Existe a patente de uma máquina líder no mercado nacional para sanitização de alimentos que, embora já automatize grande parte do processo, ainda possui etapas manuais para medição da concentração de cloro e pH. Este projeto aborda o desenvolvimento de um protótipo para automatizar o controle da concentração de cloro, pH e turbidez dessa máquina, incluindo soluções para componentes de hardware e de software necessários para a análise química da água. O projeto aqui apresentado foi baseado em análise por injeção de fluxo, utilizando a técnica de multi-comutação, bombas peristálticas para dosar os reagentes, um fotômetro baseado em LED RGB e uma matriz de fotodiodos para detecção. Por conveniência, foi utilizada uma plataforma de desenvolvimento Arduino para aquisição de dados, comando e controle do protótipo. Além de ter demonstrado, do ponto de vista de engenharia, a viabilidade da proposta de melhoria da máquina, o trabalho representa um grande passo na melhoria da qualidade de vida dos operadores da máquina e eficiência no processo. / Abstract : Nowadays, the agricultural business represents 1.8% of the Brazilian GDP, that is about 88.5 bilions of reais. Despite the incorporations of state-of-art technology, the loss in fertile egg production is still significative, being higher than 1%. Just in the United States, this fraction corresponds to about 90 millions annually discarted eggs. Such loss is mainly due to infections that attack the fetus through the porosities of the eggshell, either killing it or making the egg improper for human consumption. The agricultural industry offers different alternatives to provide proper sanitization of eggs for incubation, though, there is not a consolidated solution for that problem. Among the many possiblities, the pulverization of hot water with high concentrations of sanitizer represents the more advantageous solution, mainly due to the reduced use of water, avoidance of contamination between the eggs and enabling the re-use of the sanitizing fluids. There is a patent for a national market leader machine for sanitizing food, that, even though, it automatizes the majority of the internal processes, it still have manual operations to measure chlorine concentration and pH. This project addresses the development of a prototype to automatize the chlorine, pH and turbidity control in that aforementioned machine, including solutions for the hardware components and software necessary to provide the chemical analysis of the water. The project that is presented here is based in flow injection analysis, using a multi-switching technique, peristaltic pumps for dosing the reagents, and RGB LED and fotodiode array based fotometer for detection. For convenience, it is used an Arduino development platform to acquire data, drive and control the prototype. In addition to having demonstrated, from the engineering point of view, the viability of the proposed upgrade for the machine, this work presents a large leap on the improvement of the operations quality of life and efficiency in the whole process.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-26Bitstream added on 2014-06-13T18:47:44Z : No. of bitstreams: 1 marcal_lap_dr_ilha.pdf: 3255431 bytes, checksum: 7faadf9c1d2cab597239196934558007 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta tese, cinco novas técnicas de demodulação de fase óptica são propostas, as quais constituem versões melhoradas do método espectral J1...J4 clássico. As técnicas são adequadas para uso com sistemas interferométricos de dois feixes, homódinos, operando em malha aberta e sob excitação senoidal. As novas técnicas, aqui denominadas de métodos J1/J3A, J1...J3, Jm/Jm+2 e J0...J3, para medição do índice de modulação de fase, e, um novo método de medição da fase quase-estática, são de fácil implementação, não sendo afetadas pelo desvanecimento de sinal detectado, instabilidade da fonte óptica e visibilidade das franjas de interferência, possibilitando medições em tempo real. Os novos métodos espectrais foram avaliados com ruído branco, 1/f2 e fase quase-estática aleatória, usando o Matlab. Além disso, simulações dinâmicas realizadas no Simulink evidenciaram as vantagens dos novos métodos, que também foram testados em dois experimentos distintos: o primeiro foi direcionado à medições de tensões elétricas senoidais, usando um sensor óptico de tensão (SOT), baseado numa célula Pockels de cristal de niobato de lítio; o segundo, foi dedicado à medições de amplitudes de deslocamentos nanométricos de um atuador piezoelétrico flextensional (APF), usando-se um interferômetro de Michelson. Por ser um sistema que pode ser modelado analiticamente, o SOT serviu para validar os novos métodos espectrais. A caracterização de APF’s usando os novos métodos ópticos é a aplicação relevante desta tese. Medições de deslocamentos no APF, desde a faixa subnanométrica até a micrométrica, realizadas usando-se os métodos J0...J3 e Jm/Jm+2, permitiram analisar sua linearidade e resposta em freqüência, as quais foram comparadas com os resultados obtidos com um analisador de impedâncias vetorial. Ambos os resultados experimentais,... / In this work, five novel optical phase demodulation techniques are proposed, which overcome some of the limitations of the J1…J4 classical method. These improved techniques are applied with two beams, homodyne, open loop and sinusoidal phase modulation interferometer systems. These new techniques, named in this work as “J1/J3A, J1...J3, Jm/Jm+2 and J0...J3 methods,” which are applied to phase modulation index measurements, and “the novel method for quasi-static phase measurements,” are of simple implementation, and are unaffected by signal fading, laser source instabilities or changes in fringe visibility. In addition they allow real time measurements. The new methods were evaluated with white noise, 1/f2 noise and random fading, using Matlab/Simulink, making evident their advantages in relation to the classical methods. These methods were also tested in two experiments: the first one, corresponds to an optical voltage sensor (OVS), based on lithium niobate Pockels cell; the second one, refers to the measurement of nanometric displacement amplitudes of a piezoelectric flextensional actuator (PFA), by using a Michelson interferometer. Because the OVS has an analytic response, it was suitable to validate the new spectral methods. The characterization of the PFA by using the new optical methods is the main application of this thesis. PFA displacements, from sub-nanometer up to micrometer range were detected by applying the J0…J3 and Jm/Jm+2 methods. By measuring the PFA displacements, the linearity and frequency response of the PFA were evaluated. To confirm the observed frequencies of resonance an impedance analyzer was used to measure the magnitude and phase of the PFA admittance. Results obtained for the OVS and PFA systems, with the new methods and those produced by the J1...J4, J1...J6-neg, J1...J6-pos and J0...J2 classic methods, ...(Complete abstract, click electronic access below)

[pt] Este trabalho consiste no estudo de dispositivos eletroluminescentes orgânicos (OLEDs) onde as camadas emissoras de luz são oriundas dos complexos lantanídeos. A estrutura dos OLEDs fabricados é constituida a partir de uma heterojunção de três materiais orgânicos, onde o 1-(3- metilfenil)-1,2,3,4 tetrahidroquinolina-6-carboxialdeido- 1,1 -difenilhidrazona (MTCD) é utilizado como camada transportadora de buracos, o tris(8-hidroxiquinolinolato) de alumínio (III) (Alq3) como camada transportadora de elétrons e como camadas emissoras de luz são utilizados os complexos lantanídeos tipo [TR(TTA)3(TPPO)2], onde TR3+ são o Sm, Eu ou Gd. Foi estudado, também, a possibilidade de utilizar os complexos [Eu(btfa)3bipy] e [Tb(DPM)3] como materiais emissores. As camadas orgânicas foram depositadas termicamente uma após a outra sobre substratos de vidro recobertos por um filme de oxido de estanho e índio (ITO) e no final é depositado um filme de alumínio. A emissão luminosa destes OLEDs contém as transições eletrônicas dos íons de Sm3+ e Eu3+, enquanto que no caso do dispositivo fabricado com o complexo de gadolínio a emissão detectada é devida à eletrofosforescência molecular do ligante TTA. Usando uma mistura dos complexos de Sm e Eu indicada por [SmxEuy(TTA)3(TPPO)2], observamos que é possível controlar a cor da luz emitida através da variação da tensão aplicada ao dispositivo. Na caraterização elétrica encontramos que a curva j-V pode ser descrita pela relação j infinito Vm+1, que corresponde ao modelo de condução elétrica limitada por cargas aprisionadas. Para calcular o gap óptico dos materiais orgânicos foram realizadas medidas de absorção óptica enquanto que utilizando a espectroscopia de fluorescência, foi possível estudar o efeito da irradiação ultravioleta na degradação dos materiais orgânicos utilizados. Com o intuito de melhorar a injeção dos elétrons nos OLEDs, filmes de carbono amorfo (a-C:N e a- SiC:N) foram depositados por pulverização catódica assistida por radiofrequência (rf-sputtering) sobre as camadas orgânicas. A presença do filme de a-C:N incrementa efetivamente a densidade de corrente. Utilizando o modelo de bandas rígidas, é possível demonstrar que isto se deve a uma redução na altura da barreira para a injeção dos elétrons. Como resultado adicional mostramos que os filmes de carbono amorfo apresentam também o fenômeno da eletroluminescência, a temperatura ambiente e para baixos valores da tensão, que os tornam atraentes candidatos para novos dispositivos optoeletrônicos. / [en] In this work, electroluminescent organic devices (OLEDs), where the emitting layers are lanthanide complexes, have been studied. The OLEDs structure was an heterojunction with three organic materials, where the 1-(3-methylphenil)- 1,2,3,4 tetrahydroquinoline-6-carboxyaldehyde-1,1- diphenylhydrazone (MTCD) is used as the hole transporting layer, the tris 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq3) as the electron transporting layer, while the lanthanide complexes [TR(TTA)3(TPPO)2], where TR3+ are Sm, Eu or Gd, were used as the emitting layers. Also, the [Eu(btfa)3bipy] and [Tb(DPM)3] complexes was analyzed for a possible emitting layer employment. The organic layers were successively deposited onto glass substrate coated with indium tin oxide film (ITO) with an Al electrode cap layer. Spectral analysis shown that the emitted light correspond to electronic transitions arising from the of Sm3+ and Eu3+ ions, while for the gadolinium complex it is found that the emission corresponds to the molecular electrophosphorescence of the TTA ligand. Using a [SmxEuy (TTA)3(TPPO)2] blend complex, it was shown that is possible to obtain a voltage-controlled emission color OLED. For the majority of the fabricated devices the electrical characterization shown that the j-V curve can be described by the j infinit Vm+1 relation, that correspond to a trapped- charge-limited (TCL) conduction model. Optical absorption measurement were performed in order to calculate the optical band gap and through the fluorescence spectroscopy the effect of ultraviolet irradiation in the degradation of the organic materials have been also studied. Finally, in order to increase the electron injection in the fabricated devices, amorphous carbon films (a-C:N and a-SiC:N), were deposited by sputtering onto organic layer, just before the Al electrode. It was found that the presence of the a-C:N layer increases the current density. This fact can be explained by using the rigid band model that shows a barrier height reduction for the electron injection when the a-C:N layer is introduced between the Alq3 and the Al. Furthermore, it was also shown that these particular amorphous carbon films present themselves the electroluminescence phenomena at room temperature and with low voltages, which opens new possibilities for their applications in novel optoelectronic devices.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-10-31Bitstream added on 2014-06-13T19:08:04Z : No. of bitstreams: 1 pereira_fc_me_ilha.pdf: 2358565 bytes, checksum: 4d967db226fa8d0d0a3f5e5792731645 (MD5) / O grupo de estudos do Laboratório de Optoeletrônica (LOE) da FEIS-UNESP trabalha há vários anos na área de interferometria óptica. A expressão geral da transmissão (razão entre o retardo de fase e a tensão aplicada) de um modulador eletro-óptico de intensidades é idêntica à expressão do sinal fotodetectado na saída de um interferômetro de dois feixes. Em 2012, um novo método de detecção interferométrica de fase óptica foi desenvolvido no LOE, sendo denominado de método de segmentação do sinal amostrado (SSA). Este método é imune ao fenômeno de desvanecimento, é capaz de mensurar o valor da diferença de fase quase-estática entre os braços do interferômetro, consegue medir o tempo de atraso entre o estímulo e a resposta, é pouco sensível ao ruído eletrônico, apresenta excelente resolução, tem ampla faixa dinâmica, permite caracterizar dispositivos não-lineares e pode operar com uma grande variedade de sinais periódicos não-senoidais. Beneficiando-se dessas informações, promoveu-se uma adaptação do método SSA para fins de se implementar um sensor óptico de tensão (SOT) elevada, a base do efeito eletro-óptico linear em cristais de niobato de lítio. O trabalho desenvolvido nesta dissertação se insere nesta linha de pesquisa, porém, ao contrário de trabalhos pregressos realizados no LOE, onde o sinal fotodetectado era amostrado por um osciloscópio digital e processado em microcomputador, agora, empregam-se processadores digitais de sinais (DSPs) tanto para amostrar quanto processar o sinal. Operando-se com a placa eZdspF28335, de ponto-flutuante, foram executadas medições da forma de onda de sinais de alta tensão, em 60 Hz e com elevado conteúdo de harmônicas superiores. Desta forma, gráficos de linearidade (relação entre o retardo induzido versus tensão elétrica aplicada)... / The Optoelectronic Laboratory (OEL) research group has been working for many years in the optical interferometry field. The general expression for the transmission (phase shift and drive voltage ratio) of an electro optic amplitude modulator is identical to the photo-detected signal at the output of a two-beam interferometer. In 2012, a new interferometry method for optical phase detection was developed at OEL, named Sampled Piece-Wise Signal (SPWS) method. This method, which is immune to fading, is used to measure the value of the quasi-static optical phase difference between the arms of the interferometer. The method has small influence from to electronic noise, provides excellent resolution, has a wide dynamic range, and allows the characterization of non-linear devices. Furthermore, the SPWS method is used to measure the time delay between stimulus and response and may operate with a wide variety of non-sinusoidal periodic signals. In this work the SPWS method is adjusted aiming the high voltage measurement by using an optical voltage sensor (OVT) based on the linear electro-optic effect in lithium niobate crystals. Unlike previous studies realized at OEL, where the photo-detected signal was acquired by a digital oscilloscope and processed with a microcomputer, a digital signal processor (DSPs) is employed for both signal acquisition and processing. Measurements of high voltage signal waveforms, at 60 Hz and with higher harmonic content, were performed using the eZdspF28335 card, with floating-point operation. Thus, OVT linearity (induced phase shift versus drive voltage) and frequency response curves were obtained. The spectrum of the high voltage signal was calculated, and hence, parameters such as THD (Total Harmonic Distortion) and IHD (Individual Harmonic Distortion) could be determined. Two different OVT configurations were tested... (Complete abstract click electronic access below)

[pt] Este trabalho apresenta alguns estudos experimentais sobre a geração de pulsos óticos curtos com lasers semicondutores e a deteção desses pulsos. Descreve-se inicialmente a geração de pulsos elétricos curtos com geradores a transistor avalanche e chaves fotocondutivas. Foi desenvolvido um modelo de circuito equivalente para lasers multi-modos, que permite simular com precisão a resposta ótica do dispositivo para diferentes condições de alimentação. Foram também desenvolvidos transformadores de impedância de larga banda passante. Linhas de transmissão de diversos tipos e substratos de diferentes constantes dielétricas foram empregados. Comprovou-se experimentalmente a melhoria da resposta ótica do laser a pulsos curtos de corrente com o uso desses transformadores, comparada com os arranjos convencionais. Mostrou-se também experimentalmente que os transformadores aqui desenvolvidos proporcionam um aumento significativo na largura de banda de sistemas de fotodetetores rápidos. São apresentados resultados experimentais de geração de pulsos óticos curtos com lasers semicondutores, usando-se as técnicas de mode-locking e chaveamento de ganho. Finalmente são sugeridas algumas técnicas alternativas para a medição indireta dos pulsos gerados pelo processo de mode-locking, e são mostrados alguns resultados preliminares. / [en] This work presents experimental studies on the generation of short duration optical pulses with semiconductor lasers and the detection of these pulses. The generation of high- speed electrical pulses with avalanche transistors and photoconductive switches is described. An equivalent circuit model for multimode lasers was developed, which permits simulating accurately the optical response of the devide under various bias conditions. Impedance transformers of large bandwidth were also developed. Transmission lines of several types and substrates with various dielectric constants were employed. A significant improvement of the optical response of the laser to short duration current pulses was experimentally observed with the use of the transformers, compared to conventional arrangements. It was also observed a significant increase in the bandwith of high- speed photodiode systems. Results are describe on the generation of short duration optical pulses with semiconductor lasers, using the techniques of mode-locking and gain switching. Finally, alternative high-speed techniques are suggested for the measurement of the pulses generated by mode-locking, and preliminary results are presented.

[pt] Neste trabalho é realizado um estudo sobre os transistores HEMT. A partir da geometria do dispositivo, espessuras e densidades de dopagem das camadas que compõem a heterojunção, são obtidas expressões analíticas para a característica IXV do componente bem como para o circuito equivalente de pequenos sinais na faixa de microondas. Posteriormente, os principais efeitos ópticos que ocorrem nos HETM´s são discutidos. O objetivo é determinar o comportamento do dispositivo quando este é iluminado com energia óptica. Ênfase especial é dada aos efeitos fotocondutivo e fotovoltaico. Finalmente, duas aplicações práticas explorando os mecanismos citados acima são apresentadas: sintonia óptica de um oscilador de microondas operando em 2 Ghz e controle óptico do ganho de um amplificador de microondas. / [en] In this work a study about HETMs transistors is carried out. Given the geometry of the device, thickness and doping densities of the layers that form the heterojunction, analytical expressions for the component´s IXV characteristics as well as for the small-signal microwave equivalent circuit are obtained. Later, the major photoffects that occur in HETM´s are discussed. The goal is to determine the behaviour of the device under optical illumination. Special emphasis is given for the photovoltaic and photoconductive effects. Finally, two pratical applications exploring the mechanisms cited above are presented: optical tuning of a 2 Ghz HETM oscillator and optical control of gain of a microwave HEMT amplifier.

[pt] A integração monolítica de um modulador com um guia de onda é de muito interesse para aplicação em comunicações ópticas pelo fato de que podemos diminuir as perdas por acoplamento óptico entre os dois dispositivos e usar moduladores curtos que operem em altas taxas de transmissão de dados. O crescimento epitaxial seletivo é uma das técnicas mais promissoras na atualidade para aplicação na integração monolítica de dispositivos semicondutores. Esta técnica permite controlar a espessura e a tensão das camadas crescidas seletivamente permitindo otimizar a integração e as características das estruturas dos dispositivos. A tese trata da implementação, do estudo e da aplicação do crescimento epitaxial seletivo por MOCVD de estruturas casadas e tensionadas de poços quânticos múltiplos de InGaAs/InAlAs para a fabricação de moduladores de amplitude baseados no efeito Stark e sua integração com guias de onda. O desempenho dos moduladores, baseados em estruturas de poços quânticos múltiplos de InGaAs/InAlAs que operam em 1,55 ym, é notavelmente melhorado quando é introduzida uma composição de 52% de Ga na liga e se tem um poço de ~100 A de espessura. Nesse caso, os moduladores possuem uma elevada figura de mérito e podem ser insensíveis à polarização. Nesse estudo foram crescidas várias amostras onde foi analisado o aumento na taxa de crescimento e a variação na composição das ligas de InGaAs e InAlAs em material bulk e em poços quânticos de InGaAs/InAlAs em função da geometria da máscara utilizada, i.e. diferentes larguras do dielétrico e largura da janela onde ocorre o crescimento fixo. Finalmente foram processados guias de onda cujas estruturas foram crescidas com a técnica de crescimento seletivo. Esses guias foram caracterizados por técnicas de campo próximo. / [en] The monolithic integration of a modulator with a waveguide is a lot of interest for application in optical communications for the fact in that can decrease the losses for optical joining between the two devices and to use short modulators that operate in high rates of transmission data. The selective growth is at the present time, one the more promising technique for application in the monolithic integration of semiconductors device. This technique allows to control the thickness and the stress of the grown layers allowing to improve the integration and the characteristics of the devices structures. These thesis is about the implementation, study and application of the selectuve growth by MOCVD of both match and tensile structures of multi quantum wells of inGaAs/InAlAs for the production of the amplitude modulators based on the Stark effect and its integration with waveguide. The performance of the modulators based on structures of multi quantum wells of InGaAs/InAlAs operating in 1,55 um, is notably improved whena Ga composition of 52% is used and the thickness of a quantum well is near to ~100 A. In that case, the modulators have a high figured of merit and they can be insensitive to the polarization. In this study, several samples was grown and the growing rate increase was analyzed and the variation of the composition in InGaAs and InAlAs in bulk alloys and in quantum wells of InGaAs/InAlAs in function of the window where the growth is spent. Finally, waveguides were processed whose structures were grown with the technique of selective growth. Those guides were characterized by the near field technique.