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Texturização em superfícies de titânio grau 2 irradiadas com laser de pulsos ultracurtos / Texturing in titanium grade 2 surface irradiated with ultrashort pulse laserNOGUEIRA, ALESSANDRO F. 11 June 2015 (has links)
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No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-06-11T17:54:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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\"Desenvolvimento de um amplificador de pulsos ultracurtos de Cr:LiSAF para um sistema laser híbrido de alta potência\" / Development of a Cr:LISAF ultrashort pulse amplifier for a high hybrid laser systemRicardo Elgul Samad 20 April 2006 (has links)
Foi desenvolvida e construída uma cavidade bombeadora para um meio de ganho de Cr:LiSAF na forma de bastão, bombeado por duas lâmpadas, visando sua operação como amplificador de pulsos ultracurtos a taxas de repetição elevadas, e com redução da carga térmica sobre o meio de ganho. A cavidade e o meio de ganho foram caracterizados sob operação como laser e como amplificador de pulsos ultracurtos. Atuando como laser, obtivemos 30 Hz de taxa de repetição e 20 W de potência média, resultado inédito, e ganho máximo de 1,5 por passagem. Alterando as características do bombeamento, foi possível operar o laser a 8 Hz e 16 W de potência média, com ganho máximo de 3,6 por passagem. A cavidade bombeadora, na configuração de maior ganho, foi integrada e sincronizada a um sistema Chirped Pulse Amplification baseado em cristais de Ti:Safira, concebido e construído visando a sua conjugação com o amplificador de Cr:LiSAF. O amplficiador introduziu um fator de amplificação de 150 em pulsos de 20 ps, produzindo pulsos com potência de pico de 0,5 TW. Também foi apresentada uma nova técnica para medida do limiar de ablação por pulsos ultracurtos, e sua teoria analítica foi desenvolvida. Esta técnica foi utilizada na determinação do limiar de ablação de cristais de Cr:LiSAF no regime de 20 ps. / We have developed and built a pumping cavity for a Cr:LiSAF rod, pumped by two flashlamps, in order to operate it as an ultrashort laser pulse amplifier at the highest possible repetition rate, under reduced thermal load. The pumping cavity and the gain medium were characterized under laser and ultrashort pulse amplifier operation. Operating as a laser, 30 Hz repetition rate and 20 W average power were obtained for the first time at a maximum gain per pass of 1.5. Changing the pumping characteristics, the laser provided 16 W at 8 Hz repetition rate, at a maximum gain of 3.6. The cavity, in the highest gain configuration, was integrated and synchronized to a Ti:Sapphire Chirped Pulse Amplification system, conceived and built to comprise the Cr:LiSAF amplifier. The amplifier provided amplification by a factor 150 to the 20 ps stretched pulses, resulting in pulses with 0.5 TW of peak power. Also, a new technique to measure ultrashort pulses ablation threshold was presented, and its analytical theory was developed. This technique was used to determine the ablation threshold for Cr:LiSAF crystals in the 20 ps regime.
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Ablação de pele queimada com laser de pulsos ultra-curtos para promoção da cicatrização. Avaliação por tomografia por coerência óptica, histologia, µATR-FTIR e microscopia não-linear / Ablation of burned skin with ultra-short pulses laser to promote healing. Evaluation by optical coherence tomography, histology, µATR-FTIR and Nonlinear MicroscopySANTOS, MOISES O. dos 09 October 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As queimaduras causam alterações na estrutura anatômica da pele associadas a trauma. As queimaduras podem ser classificadas em lesões de primeiro, segundo e terceiro grau. As queimaduras de terceiro grau têm sido grande foco de pesquisas em busca de tratamentos mais conservadores e de maior rapidez no reparo para um resultado funcional e estético satisfatório. O tratamento convencional consiste no uso de medicamentos tópicos e no enxerto de pele natural ou sintética. Alternativamente, a terapia laser utiliza o processo de ablação para remoção do tecido queimado necrosado, devido ao não contato mecânico, à rapidez na aplicação e alcance a áreas de difícil acesso. Deste modo, a proposta deste estudo é avaliar a viabilidade de utilizar lasers de femtossegundos de altíssima intensidade como coadjuvante no tratamento de pacientes queimados. Para o estudo, foram utilizados 25 ratos da raça Wistar, divididos em grupos de 5 animais: grupos pele sadia, pele queimada, dois tipos de tratamento (desbridamento cirúrgico ou ablação a laser de femtossegundos) e em quatro tempos de acompanhamento do processo cicatricial. Três regiões do dorso dos animais foram expostas a fonte de vapor causando queimadura de terceiro grau. No terceiro dia após a queimadura, uma das regiões foi ablacionada com laser de altíssima intensidade de pulsos ultracurtos ( λ = 785nm, 90 fs, 2 kHz e 10 μJ/pulso); outra recebeu o desbridamento cirúrgico; e a última foi considerada o controle de queimadura. As regiões foram analisados por tomografia por coerência óptica (OCT), histologia, reflectância total atenuada por espectroscopia no infravermelho usando transformada de Fourier (μATR-FTIR), microscopia de fluorescência por excitação de dois fótons (TPEFM) e a técnica de geração de segundo harmônico (SHG), nos dias 3, 5, 7 e 14 após os tratamentos. Os resultados mostraram que nas condições de irradiação utilizadas foi possível obter remoção de debris de queimadura de terceiro grau. As técnicas utilizadas para caracterização do tecido permitiram verificar que em todos os tratamentos houve a promoção da reparação tecidual. No décimo quarto dia, a curva de regeneração mostrou que o coeficiente de atenuação do tecido ablacionado a laser converge para os valores da pele sadia, porém as fibras de colágeno ainda não atingiram a mesma organização das fibras presentes na pele sadia. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Microusinagem de dielétricos com pulsos laser de femtossegundos / Micromachining of dieletrics with femtosecond laser pulsesMACHADO, LEANDRO M. 09 October 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho foi utilizado o método de regressão do diâmetro para a medida do limiar de ablação nos materiais Suprasil, BK7, Safira e Ti:Safira por pulsos de femtossegundos. Através de medidas dos limiares de ablação para pulsos únicos e pulsos sobrepostos, quantificou-se o parâmetro de incubação para cada dielétrico. Essas medidas preliminares serviram para validação do método denominado Diagonal Scan ou D-scan. Para tanto, o método D-scan teve seu formalismo expandido o que possibilitou a quantificação da sobreposição de pulsos durante o seu uso. A simplicidade e rapidez do método D-scan permitiram que o limiar de ablação no BK7 fosse medido para diferentes larguras temporais e sobreposições. O limiar de ablação para pulsos únicos em função da largura temporal dos pulsos foi comparado com uma simulação teórica. A partir do conhecimento do parâmetro de incubação desenvolveu-se uma metodologia de usinagem em dielétricos que considera a sobreposição de pulsos durante a ablação. Isso permitiu a fabricação de microcanais para uso em microfluídica em BK7. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP / FAPESP:08/00284-0
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Controle das características geométricas de nanopartículas de prata através da conformação temporal de pulsos ultracurtos utilizando algoritmos genéticos / Control of the geometric characteristics of silver nanoparticles by ultrashort pulses temporal shaping using genetic algorithmsCORDEIRO, THIAGO da S. 09 October 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho utilizou pulsos laser ultracurtos para modificar, de forma controlada, as características dimensionais de nanopartículas de prata em solução aquosa. Para atingir este objetivo foram empregados algoritmos genéticos e circuitos microfluídicos. Utilizou-se um conformador temporal de pulsos ultracurtos para criar diversos perfis temporais de pulsos que irradiaram soluções de nanopartículas de prata. Estes perfis temporais foram ajustados em tempo real, visando otimizar o resultado do experimento, quantificada pela diminuição do diâmetro médio das nanopartículas nas soluções irradiadas. Uma vez que cada experimento de minimização do diâmetro das nanopartículas exigiu centenas de medidas, sua realização foi possível em decorrência da utilização de um circuito microfluídico construído especialmente para este trabalho. Neste circuito é possível utilizar pequenas quantidades de amostra, levando a curtos tempos de irradiação e medição, além da evidente economia de amostras. Para a realização deste trabalho foi elaborado e testado um algoritmo genético interfaceado a diversos equipamentos, incluindo um filtro acustóptico dispersivo programável que modifica as características temporais dos pulsos ultracurtos, através da introdução de componentes de fases espectrais nestes pulsos. Utilizando o algoritmo genético e o filtro acustóptico dispersivo programável foram realizados experimentos de encurtamento da duração temporal dos pulsos ultracurtos provenientes do sistema laser, resultando na obtenção de pulsos com durações próximas às limitadas por transformada de Fourier. Além disso, foram realizados experimentos para a otimização do processo evolutivo do algoritmo genético escrito em Labview. Os experimentos de irradiação de soluções de nanopartículas de prata mostraram que, ao conformar a duração dos pulsos utilizados nas irradiações, pôde-se controlar as dimensões destas nanopartículas, diminuindo seu tamanho médio por um fator 2. Esses experimentos caracterizam a irradiação de nanopartículas por lasers de pulsos ultracurtos como uma importante técnica de controle de características de nanopartículas. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Caracterização da lipoproteína de baixa densidade (LDL) por meios espectroscópicos / Characterization of low density lipoprotein (LDL) by spectroscopic methodsSICCHIERI, LETICIA B. 09 October 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente trabalho tem como objetivo avaliar se o complexo Európio- Clorotetraciclina (EuCTc) ou o corante Tioflavina T (ThT) podem atuar como biossensores precisos e eficientes de colesterol numa fração específica, através de procedimentos simples. Para isso estudaram-se as propriedades ópticas do complexo EuCTc e ThT na presença da Lipoproteína de Baixa Densidade (LDL) em seu estado nativo e em seu estado oxidado. O primeiro estudo realizado verificou a melhor razão molar entre o Európio e a Clorotetraciclina, em seguida verificou-se a influência da diálise da LDL na emissão do complexo EuCTc, para obtenção de um protocolo para quantificação da concentração da LDL. Foram traçadas as curvas de calibração da emissão do complexo EuCTc com várias concentrações da LDL nativa, LDL oxidada com íons de Cobre e LDL oxidada com íons de Ferro. Em seguida obteve-se o tempo de vida do íon Európio no complexo EuCTc na presença de diferentes concentrações de LDL nativa e LDL oxidada por íons de Cobre. Na segunda parte do trabalho estudou-se a emissão do corante Tioflavina T na presença da LDL nativa e LDL oxidada. Na terceira etapa as propriedades ópticas dos biossensores EuCTc e ThT foram investigadas na presença do plasma sanguíneo e foram comparadas às emissões do complexo EuCTc e o corante ThT com a LDL ultracentrifugada, para verificar a possibilidade de quantificar a LDL diretamente no plasma sanguíneo. Na última etapa do trabalho desenvolveu-se uma nova metodologia para oxidar a partícula de LDL a partir da irradiação com laser de pulsos ultracurtos, a fim de produzir uma oxidação branda da partícula de LDL e controlada. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Texturização em superfícies de titânio grau 2 irradiadas com laser de pulsos ultracurtos / Texturing in titanium grade 2 surface irradiated with ultrashort pulse laserNOGUEIRA, ALESSANDRO F. 11 June 2015 (has links)
Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-06-11T17:54:41Z
No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-06-11T17:54:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A texturização por microusinagem a laser é uma importante alternativa para que se consiga melhorar a ligação de aderência entre materiais compósitos e o titânio, aplicados em componentes estruturais na indústria aeronáutica. A execução de texturização em chapas de titânio deve-se ao fato de que a técnica de junção preferida para muitos materiais compósitos é a ligação adesiva. Neste trabalho foram realizadas texturizações em chapas de titânio utilizando laser com pulsos ultracurtos de largura temporal da ordem de femtossegundos. Tal processo resultou em mínima transferência de calor para o material, evitando assim deformação superficial da chapa de titânio bem como a formação de material ressolidificado na região ablacionada. Estes inconvenientes ocorreram na utilização do laser chaveado com pulsos de nanossegundos. Foram executadas três tipos de texturizações utilizando laser com pulsos de femtossegundos, com variações nas distâncias entre as linhas usinadas. Pela análise das superfícies obtidas, detectou-se que a molhabilidade aumenta quando há o aumento da distância entre as linhas da texturização. Avançando nas análises, pela perfilometria óptica das superfícies texturizadas observou-se que há sensível aumento do volume disponível para penetração do adesivo estrutural quando são diminuídas as distâncias entre as linhas texturizadas. Nos ensaios de tração realizados observou-se que há o aumento da resistência ao cisalhamento da junta adesiva com a diminuição da distância entre as linhas texturizadas. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Three Aspects of Photoionization in Ultrashort PulsesAzizi, Sajad 09 November 2023 (has links)
This document is Sajad Azizi's doctoral thesis titled 'Three Aspects of Photoionization in Ultrashort Pulses.' The research was conducted under the supervision of Prof. Dr. Jan Michael Rost at the Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems.:Contents
1 Introduction 1
1.1 Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Thesis outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Fundamental Concepts 5
2.1 Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2 Introduction to strong field ionization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.1 From the photoelectric effect to strong-field ionization . . . . . . . . . 6
2.3 Non-relativistic time-dependent Hamiltonian . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3.1 Dipole approximation and choice of gauges . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.2 Interaction of an electron with a classical field . . . . . . . . . . . . . 12
2.4 Ultrashort laser pulse shaping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.4.1 Fourier-limited pulse: Gaussian envelope . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4.2 Modulated pulse: sinusoidal phase modulation . . . . . . . . . . . . . 18
2.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3 Controlling Non-adiabatic Photoionization with Ultrashort Pulses 20
3.1 Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2 Introduction to non-adiabatic ionization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2.1 Intuitive picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.2.2 Mathematical picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.3 Non-adiabatic ionization with tailored laser pulses . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.3.1 Ionization by single Gaussian pulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.3.2 Sensitivity of non-adiabatic photoionization to the modulation phase . 28
3.3.3 The role of the catalyzing state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.3.4 Second-order perturbation theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3.5 Pulse optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4 Time-dependent Perturbation Theory for Ultrashort Pulses 37
4.1 Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.2 Introduction to time-dependent perturbation theory . . . . . . . . . . . . . . 39
4.2.1 Higher order time-dependent perturbation theory . . . . . . . . . . . . 42
4.2.2 Perturbation theory in shaped short laser pulse . . . . . . . . . . . . . 45
4.3 Application I: non-adiabatic ionization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.3.1 Slowly varying envelope approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.3.2 Zero-photon transition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.3.3 Zero-photon ionization probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.3.4 Oscillation in zero-photon transition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.4 Application II: interference stabilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.4.1 Third-order time-dependent perturbation theory . . . . . . . . . . . . 61
4.4.2 Ionization probability and stabilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5 Molecular Photoionization Time Delay 65
5.1 Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.2 Introduction to time delay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
5.2.1 Time delay in scattering scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
5.2.2 Asymptotic behavior of ⟨r⟩ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5.3 Photoionization time delay from a scattering theory perspective . . . . . . . 74
5.3.1 Asymptotic solutions and scattering matrix . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.3.2 Energy normalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.3.3 Boundary condition and final molecular wavefunction . . . . . . . . . 79
5.3.4 Matrix element and photoionization time delay . . . . . . . . . . . . . 81
5.3.5 Two-center system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.4 Photoionization time delay from a wavepacket perspective . . . . . . . . . . 87
5.4.1 Partial time delay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.4.2 Photoelectron wavepacket and photoionization time delay . . . . . . . 92
5.4.3 Anisotropic potential and half-collision checking . . . . . . . . . . . . 94
5.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
6 Conclusions and Outlook 97
A Renormalized Numerov Method 101
A.1 Introduction to Numerov method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
A.1.1 Eigenvalue calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
A.2 Johnson renormalized Numerov method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
A.2.1 Proper initialization for extreme values of potential . . . . . . . . . . . 108
A.2.2 Matching point and bound states solutions . . . . . . . . . . . . . . . 110
A.2.3 Discretized continuum states solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
A.2.4 Continuum states solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
B Derivation of the Asymptotic Behavior of ⟨r⟩ 114
C Classical Time Delay 117
D Temporal Airy Pulse 119
E Numerical Details of Perturbation Theory 122
F Atomic Units
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Produção de nanopartículas de Au induzida por pulsos laser de femtossegundos formatados / Gold nanoparticles production induced by shaped femtosecond laser pulsesFerreira, Paulo Henrique Dias 27 October 2011 (has links)
Neste trabalho investigamos a dinâmica de formação de nanopartículas de Au por pulsos de femtossegundos formatados (800 nm, 30 fs, 1 kHz e 2 mJ), induzida pela ionização da molécula de quitosana. Inicialmente desenvolvemos um sistema de formatação de pulsos ultracurtos que faz uso de um modulador espacial de luz, constituído por um arranjo linear de cristais líquidos, com o qual somos capazes de impor distintas modulações de fase ao pulso laser. Para monitorar o processo de produção de nanopartículas, montamos um sistema de excitação (pulsos de femtossegundos) e prova (luz branca), o qual permite a observação em tempo real do aparecimento da banda de plásmon e, consequentemente, da dinâmica de formação das nanopartículas. Resultados obtidos para pulsos não formatados (limitados por Transformada de Fourier) demonstraram que a formação de nanopartículas deve-se à ionização não linear da quitosana, a qual está relacionada à oxidação do grupo hidroxila para o grupo carbonila. Medidas de microscopia eletrônica de transmissão forneceram os tamanhos (entre 20 e 100 nm) e formatos (esferas, pirâmides, hexágonos, bastões, etc) das nanopartículas geradas. Ainda, nossos resultados revelaram que esta ionização é iniciada por absorção multifotônica, mais especificamente por absorção de 4 fótons. Utilizando pulsos formatados com fase espectrais constante, degrau e cossenoidal com diferentes frequências, investigamos a influência destes na formação de nanopartículas. Concluímos que os pulsos mais longos são mais favoráveis ao processo de ionização, e consequente redução dos íons de Au para a formação de nanopartículas metálicas. Este comportamento se deve, provavelmente, à redistribuição da energia absorvida para os modos vibracionais, o que é mais provável para pulsos mais longos. Assim, o método apresentado pode abrir novas maneiras para a formação de nanopartículas de metálicas, as quais podem ser mais exploradas dos pontos de vista aplicado e fundamental. / In this work we have studied the synthesis of Au nanoparticles using shaped ultrashort pulses (800 nm, 30 fs, 1 kHz and 2 mJ), induced by the ionization of the chitosan. Initially we developed a pulse shaping setup that uses a spatial light modulator (liquid crystals array), with which we are able to impose distinct phase mask to the laser pulse. In order to monitor the nanoparticles production process, we used a pump-probe system, consisting of femtosecond pulses (pump) and white light (probe), which allows the observation of the plasmon band enhancement and hence the nanoparticles formation dynamics. The results obtained by Fourier Transform limited pulses have shown that the nanoparticles formation is due to the nonlinear ionization of chitosan, which is related to hydroxyl group oxidation to the carbonyl group. Transmission electron microscopy measurements provided the sizes (20-100 nm) and shapes (spheres, pyramids, hexagons, rods, etc.) of the produced nanoparticles. Moreover, our results revealed that ionization is initiated by multiphoton absorption, more specifically by four photons absorption. Using pulses shaped with constant, step and cossenoidal (with different frequencies) spectral phase masks, we investigated their influence in the nanoparticles formation. We conclude that longer pulses are more favorable to the ionization process and, consequently, to the gold ions reduction for the synthesis of the metallic nanoparticles. This behavior is probably due to the redistribution of the absorbed energy to the vibrational modes, which is more likely for longer pulses. Therefore, the approach presented here can open new ways to produce metallic nanoparticles, which can be further explored from applied and fundamental points of view.
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"Otimização de pulsos ultracurtos via absorção de dois fótons" / Ultrashort pulse optimization via two-photon absorptionSilva, Daniel Luiz da 31 March 2005 (has links)
Este trabalho teve como objetivo a montagem de um sistema de otimização de pulsos ultracurtos (oscilador laser modelocked de 15 fs), através de uma técnica de formatação de pulsos via absorção de dois fótons em compostos orgânicos. Está técnica utiliza uma estratégia evolucionária baseada em um algoritmo genético, onde se controla o formato do pulso pela deformação imposta a um espelho deformável, conjuntamente com o monitoramento de um sinal de realimentação. Desta forma, este sistema permite tanto a otimização do processo de absorção de dois fótons, quanto a otimização do próprio pulso do sistema laser. Após a montagem inicial do sistema de formatação de pulsos, foram implementados três métodos de otimização via monitoramento do processo de absorção de dois fótons, sendo que dois deles foram desenvolvidos nesta dissertação. Os métodos diferem entre si pelo emprego de distintos sinais de realimentação para o processo de otimização: (i) intensidade da fluorescência excitada por dois fótons; (ii) variação da transmitância não linear dos compostos orgânicos devido à absorção de dois fótons; e (iii) intensidade do efeito de lente térmica apresentada pelos compostos orgânicos após a absorção de dois fótons. Os três métodos de otimização apresentaram resultados similares e satisfatórios, aproximando a largura temporal do pulso ao final do processo de otimização da largura temporal dada pelo limite da transformada de Fourier, medidas através de técnicas de autocorrelação. Estes resultados apontam para a validade do uso dos métodos por nós desenvolvidos como alternativas para processos de otimização de pulsos ultracurtos. / In this work it is described the implementation of an ultrashort pulse optimization system (15 fs modelocked oscillator) that employs pulse shaping methods via two-photon absorption in organic materials. This technique uses an evolutionary strategy based on a Genetic Algorithm, where the pulse shape is controlled by a deformable mirror, while a feedback signal is monitored. In this way, this system allows both, the two-photon absorption process and pulse optimization. After the accomplishment of the pulse shaping system, we have implemented three distinct optimization methods via two-photon absorption monitoring, being two of them proposed in the present dissertation. These three methods differs from each other by the use of different feedback signals for the optimization process: (i) intensity of the two-photon excited fluorescence; (ii) nonlinear transmittance change in organic compounds due to the two-photon absorption; and (iii) intensity of the thermal lens effect. All optimization methods presented similar and satisfactory results, leading the ultrashort pulse, in the end of the optimization process, close to the Fourier transformed limit. In such cases, the pulse duration were determined through the autocorrelation technique. These results indicates that the new methods proposed here can be used as an alternative for both, pulse optimization and control of two-photon absorption process, specially for nonfluorescent samples.
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