Orientador : Carlos Kenichi Suzuki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:44:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ono_Eduardo_M.pdf: 3494337 bytes, checksum: 6a111a737f2e9b27797fca1dc7c3fe90 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Um novo processo VAD ("Vapor-phase Axial Deposition"), em desenvolvimento no Laboratório Ciclo Integrado do Quartzo - LIQC, FEM, UNICAMP, introduz uma série de inovações tecnológicas e maior viabilidade econômica sobre os atuais processos de fabricação de fibra óptica. Para a produção de uma fibra de alta qualidade, a uniformidade geométrica da preforma porosa, gerada na etapa de deposição do processo, possui grande relevância na uniformidade das características da fibra final, tais como a atenuação e a dispersão. Para o controle da geometria da preforma em deposição, desenvolveu-se um sistema em LabVIEW, para a plataforma PC, para atuar continuamente e em tempo real na etapa de deposição de modo a manter o diâmetro da preforma constante. Em sua essência, o sistema de controle realimentado, baseado no controlador PID, atua na velocidade do mecanismo de posicionamento da preforma em função do valor do diâmetro na região inferior da preforma. Esse diâmetro é obtido pelo processamento da imagem adquirida por uma câmera de vídeo CCD da região da preforma em deposição. Embora tenha sido desenvolvido para a escala laboratorial, o sistema mostrou bom desempenho e estabilidade, podendo ser empregado na produção industrial em grande escala de preformas para fibra óptica. Nesse sistema, variações dimensionais no diâmetro da preforma da ordem de 0,3 mm são corrigidos, obtendo-se uma precisão cinco vezes maior quando comparado a sistemas convencionais, favorecendo uma menor incidência de rejeitos de produção de preformas e, conseqüentemente, menor custo de produção / Abstract: An advanced V AD (Vapor-phase Axial Deposition) technique has been developed at Laboratory of Integrated Quartz Cycle - LIQC - FEM - UNICAMP. It introduces a series of technological innovations with a greater economical viability over actual optical fiber manufacturing processes. For a high quality optical fiber production, several steps and process parameters must be carefully set. The geometrical uniformity of the preform during the deposition stage is one of the most important parameter for the final uniformity, which determines the characteristics of the final fiber in terms of attenuation and dispersion. To control the preform geometry during the deposition, a computer system based on Lab VIEW platform was developed, to act continuously and in real time on the deposition stage, in order to maintain constant the preform diameter. In its essence, the feedback system, based on PID controller, acts on the speed of the preform positioning mechanism, according to the value of the diameter detected in. the deposition region. This diameter is obtained through the image processing grabbed from a CCD video camera. Although, it was developed in a laboratorial scale, the system showed a good performance and stability, which can be applied on an industrial mass production scale for fiber optics. In this system, dimensional variations in the order of 0.3 mm on the preform diameter can be corrected, that corresponds to a precision about 5 times better than that achieved by conventional industrial systems, with a benefit of a lower incidence of production rejects and, therefore, a lower production cost / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T18:28:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ogata_DanielaYuri_D.pdf: 15925695 bytes, checksum: ce71b31645d5bdbd2ec19e0019602390 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho foram investigados os parâmetros que afetam a dopagem durante o processo de deposição fase-vapor (V AD) da preforma porosa, e a sua possível correlação com as propriedades da sílica-germânia, utilizando técnicas de caracterização, tais como, o espalhamento de raios-X à baixo ângulo (SAXS), diftação de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de tluorescência de raios-X (FRX). Os resultados mostraram uma forte dependência de alguns parâmetros de deposição nas propriedades da preforma, particularmente a razão de gases H2/02, e a temperatura da superfície de deposição. Os parâmetros de deposição também afetam as flutuações na densidade eletrônica da preforma porosa na região de mícron e sub-mícron. Observou-se a deposição de germânia cristalina, que após a consolidação favorece a formação de "clusters" ricos em germânia. O entendimento dos parâmetros que afetam as propriedades da sílica-germânia abre perspectivas de grande relevância para introdução de inovações tecnológicas no processo, aplicado ao desenvolvimento de fibras ópticas de ultra-baixa atenuação óptica, e dispositivos para óptica não-linear / Abstract: This research reports the study of deposition parameters of V AD (Vapor -phase Axial Deposition) silica-germanium and their correlation with structural properties. Characterization studies were conducted by small-angle X-ray scattering (SAXS), X-ray difftaction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM), and X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). The results show a strong correlation of deposition parameters and prefonn properties, particularly for H2/O2 ratios, and surface deposition temperatures. The deposition parameters also affect the electronic density fluctuation of porous preform in the range of micron and sub-micron order. Germania crystalline phase was observed in the soot prefonn. After consolidation process, the crystalline phase disappeared but nano-order "clusters" belonging to gennania-rich domains were detected by anomalous small angle scattering using synchrotron radiation. The understanding of deposition parameters and their correlation with silica-gennania properties opens relevant perspectives to develop new properties in silica-germania applied to an ultra-low attenuation optical fiber and non-linear optical devices / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T16:06:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes_ClaudiaCarvalho_M.pdf: 7074659 bytes, checksum: 4dec2d1e75a640341af023ba7541f5cb (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O sistema binário sílica titânia, SiO2-TiO2,apresenta grande interesse tecnológico devido as suas propriedades: ultra-baixo coeficiente de expansão térmico e alto índice de refração. As propriedades são dependentes da quantidade de dopante presente no material. A SiO2-TiO2 é usada na indústria de componentes fotônicos, tais como, lentes, micro-lentes, espelhos e fibras ópticas especiais. Um importante material óptico para litografia no extremo ultravioleta (EUVL) é caracterizado por concentrações próximas a 8 % em peso de TiO2, com estrutura amorfa e transparente num amplo espectro da região UV, visível e IV. A indústria óptico-eletrônica necessita de fibras ópticas sensoras com alto índice de refração. Este tipo de fibra pode ser obtido através da fabricação de uma fibra de SiO2-TiO2. Amostras com concentrações que variam de 1 a 14 % em peso TiO2 fabricadas pelo método do aerosol em chama foram caracterizadas quanto a suas propriedades estruturais e ópticas. As amostras com concentrações superiores a 7,5 % em peso apresentaram-se translúcidas ou opacas, e com estrutura octaédrica segundo dados de XANES (Absorção de Raios-X próximo à estrutura da borda). A difração de raios-X identificou a fase anatásio da titânia como estrutura octaédrica. Através de tratamentos térmicos a altas temperaturas em chama (> 1500 ºC) obtivemos amostras transparentes no visível, amorfa, contendo 8,2 % em peso. Foi obtido um material com índice de refração de 1,48 para concentração de 10 % em peso de TiO2. Portanto a SiO2-TiO2 é viável para a fabricação de uma fibra com alto índice de refração / Abstract: The binary SiO2-TiO2 system presents a great technological importance due to its special properties: ultra low thermal expansion and high refractive index. The properties depend on the amount of dopant present in material. The SiO2-TiO2 is used for the components of photonic industries, such as lenses, mirrors and special fiber optics. As an important optical material for extreme ultraviolet lithography (EUVL), it is characterized by concentrations of ~ 8 wt. % of TiO2, with amorphous structure and transparent for a large UV, visible and IR spectra. The optoelectronic industries needs optical fiber sensor that presents high refractive index. This kind of fiber can be produce by SiO2-TiO2 fiber production. Samples with concentrations varying in the range 1 to 14 wt. % TiO2 made by flame aerosol technique were characterized in terms of structural and optical properties. As-consolidated samples with concentrations up to 7.5 wt. % TiO2 presented itself translucent or opaque with octahedral structure, according to XANES data (X-ray absorption near-edge structure). The anatase phase of titania was identified by X-ray diffraction patterns. However, by high temperature flame heat treatments (> 1500 ºC), it was possible to obtain transparent SiO2-TiO2 materials in the visible range with concentration up to 8.2 wt. % TiO2. The material presents refractive index 1.48 with concentration about 10 wt. % TiO2. Therefore SiO2-TiO2 is feasible to fibers fabrication with high refractive index / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica