Orientador: Cesar Jose Bonjuani Pagan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:46:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NavarrodaCruz_DaniellaMariaFlorenzano_M.pdf: 6111367 bytes, checksum: 020f8faa113a083679dea2f3b1086b0a (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O emprego de filmes de diamante em dispositivos semicondutores promete um avanço tecnológico significativo na Industria de Eletrônica. Sua combinação única de propriedades, que supera a dos semicondutores utilizados atualmente, possibilita uma maior integração e velocidade de operação em circuitos feitos desse material. Nosso plano de trabalho consiste no crescimento de um monocristal de diamante depositado em um substrato de outro material. Forma mais útil do diamante na área de eletrônica. Para tal, propomos um método híbrido empregando, simultaneamente, filamento quente e laser. O filamento-quente responsável pela dissociação das espécies gasosas produz hidrogênio atômico e radicais precursores do diamante. O laser, utilizando para o aquecimento do substrato, favorece o crescimento do cristal em um área limitado por temperatura. No método proposto, o feixe laser passa por uma óptica de focalização de forma a atingir o substrato com um diâmetro de alguns micro ¿ correspondente aproximadamente ao diâmetro de um núcleo de diamante. O reator foi projetado de maneira a permitir a entrada da radiação laser sem a necessidade de um sistema óptico complexo. Para manter a temperatura necessária ao crescimento do cristal apenas na região de interesse o porta substrato foi confeccionado de material bom condutor térmico cujo interior passa um fluxo de água que transporta o calor para fora do sistema ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The use of diamond films for semiconductor devices promises a technological advance in Electronic Industry. It¿s unique combination of properties which overcome that of those semiconductors used nowadays allows a better integration and seed operation in circuits of this particular material. The subject of our Theses is about the growth of a single-crystal diamond on a non diamond substrate, the most useful form of diamond for the electronic field. Thus, we have proposed a hybrid method using, simultaneously, hot-filament and laser. The role of the hot-filament in to dissociate the inlet gas mixture. As a result, atomic hydrogen and diamond precursors radical, are found. A laser is used to heat the substrate, helping the crystal growth in a temperature limited area. For the proposed method, the laser beam passes though an optical system, focusing the substrate within an area of 5 to 10 microns in diameter, which is similar to a diamond nucleus. The chamber has been developed in order to permit the radiation inlet with no need of a complex optical system. To keep the desire temperature for the crystal growth, at the corresponding area, the sample mount has been made of a good heat conductor which allows a water flow into its interior, taking the heat away. So, it provides a temperature gradient, causing the desired effect ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lucila Helena Deliesposte Cescato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-26T09:59:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_LeandroLeite_M.pdf: 3663517 bytes, checksum: 7cbc47ab6b6803c14a2cfe4f07ab7920 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O tema deste trabalho de mestrado é o desenvolvimento de componentes ópticos difrativos em relevo de alta frequência espacial. Este desenvolvimento pode ser dividido em três etapas: projeto, processo de gravação das microestruturas em relevo e caracterização do componente. O projeto é realizado utilizando-se programas que resolvem numericamente as equações de Maxwell, com condições de contorno apropriadas, considerando-se a viabilidade dos materiais e estruturas. A gravação é realizada utilizando exposições holográficas em fotorresinas positivas associadas à técnicas de litografia. A caracterização das microestruturas é feita via microscopia eletrônica de varredura enquanto que a medida de suas propriedades ópticas é feita através de sistemas específicos para cada componente. Foram desenvolvidos quatro tipos de componentes ópticos difrativos: lâmina de onda, divisor de polarização, filtro difrativo e polarizador de grade. Alguns deles como o divisor de polarização e o polarizador de grade apresentaram desempenho bastante promissores, aproximando-se do desemprenho de componentes similares comerciais. Durante este trabalho de mestrado obteve-se não apenas o desenvolvimento de cada etapa individual do processo de fabricação de componentes ópticos difrativos, mas montou-se o processo completo, interligando-se as etapas. Os componentes obtidos demonstram a viabilidade desta linha de pesquisa que pode gerar produtos comercializáveis no futuro próximo / Abstract: The subject of this thesis is the development of relief diffractive optical components with high spatial frequency. This development can be divided in three steps: design, recording of relief microstructures and the characterization of the components. The design is made by considering the feasibility of structures and materials and using Softwares to calculate the diffraction efficiencies. The recording is made by holographic exposures in positive photoresist films associated with lithographic techniques. The microstructure is characterized using scanning electron microscopy while the measurement of the optical properties is performed in specific setups developed for each component. Four types of diffractive optical components have been developed: wave-plate, polarizing beam splitter, diffractive filter and wire-grid polarizer. Some of them, like the polarizing beam splitter and the wire-grid polarizer, exhibited a performance similar to commercial components. The contribution of this work was not only the development of each individual step, but the establishment a complete process sequence. The achieved components demonstrated the potential of this research line that could generate commercial components in the near future / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador : Franco Giuseppe Dedini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T19:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Becker_Marcelo_D.pdf: 8471840 bytes, checksum: 3806a18234a43e044279f85d562142fc (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho são apresentados estudos sobre a aplicação de tecnologias assistivas e técnicas de controle em cadeiras de rodas. O objetivo do estudo é posicionar o problema e desenvolver estudos sobre técnicas assistivas para o projeto de uma cadeira de rodas inteligente. Inicialmente é feita uma introdução sobre a situação dos portadores de deficiência, focalizando o caso de usuários de cadeiras de rodas: quem são, onde vivem, quais as principais causas de suas deficiências, etc. Em seguida são apresentados os aspectos ergonômicos que devem ser considerados no projeto de um veículo para deficientes fisicos (usuários de cadeiras de rodas) e, é feita uma análise biomecânica do processo de acionamento de cadeiras de rodas manuais. Um programa em MatLabTM foi desenvolvido para simular o processo de acionamento em pistas planas e rampas. Também foram desenvolvidas e testadas técnicas de mapeamento (testes experimentais), navegação e desvio de obstáculos (simulações em MatLabTM) e detecção e monitoramento de obstáculos (testes experimentais) para serem empregadas em veículos autônomos ou com navegação assistida. Os testes experimentais foram feitos em uma plataforma real, o robô SmartROB-2 do Instituto de Robótica do Instituto Politécnico Federal Suíço (IfR ETHZ), equipado com dois sensores laser tipo SICK LMS200 usando o sistema operacional XOberon / Abstract: This investigation describes studies concerning the application of assisted technologies and control techniques in wheelchairs. The goal is to understand the problem and to studyassistive techniques for design of intelligent wheelchairs. lnitially an overview of the disabled people situation is shown. The case ofwheelchair dependent individuaIs (WDI) is focused: who theyare, where they live, the main causes of their disabilities, etc. Then, the ergonomic aspects concerning the design of a vehic1e for disabled people (WDI) are shown. A biomechanical analysis of the manual propulsion ofwheelchairs is also described. A software using MatLabTM was developed to simulate the manual propulsion of wheelchairs, to check the ability to traverse ramps and the WDl's efforts. Control techniques for assisted and autonomous navigation were also developed and tested: Map-Building (experimental tests), Navigation and Obstac1e Avoidance (simulations using MatLabTM), and Obstacle Detection and Tracking (experimental tests). The experimental tests used a real platform, the mobile robot SmartROB-2 belonging to the Institute ofRoboticsSwiss Federal Institute of Technology (1m. - ETHZ). The robot was equipped with two SICK LMS200 laser sensors and used the operational system XOberon / Doutorado / Mecanica dos Solidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Marcelo Esteban Coniglio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Filosofia e Ciencias Humanas / Made available in DSpace on 2018-07-31T14:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sbardellini_LuisAugusto_M.pdf: 6203251 bytes, checksum: 2194621e6912483f7d0be2f2f3722695 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: o presente trabalho trata de semântica categorial, isto é, da interpretação de linguagens de primeira ordem em categorias. Propomos aqui uma generalização da semântica categorial usual (no sentido de [9]) através da modificação adequada da interpretação de símbolos de constantes. Na nossa nova abordagem, qualquer objeto de categoria pode interpretar a sorte de uma constante, mesmo que ele não tenha elementos globais. Exemplificamos os resultados conseguidos através do estudo de feixes e pré-feixes e realizamos uma comparação com as abordagens tradicional e estendida (em [3])...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The present work treats of categorial semantics, that is, the interpretation of first order languages in categories. We propose here a generalization of the usual categorial semantics (in the sense of [9]) through the suitable modification of the interpretation of symbols of constants. In our approach, any categorial object may interpret the sort of a constant, even of it does not have global elements. We exemplified the results obtained through the study of sheaves and presheaves and established a comparison with the traditional and extended approaches (in [3])....Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Filosofia

Investigação da estrutura de núcleos exóticos é uma área bastante ativa da Física Nuclear atual. O desenvolvimento dessa área foi acentuado com a possibilidade de uso de feixes radioativos. Inspirados nessa possibilidade, laboratórios espalhados pelo mundo estão se desenvolvendo para produzir feixes radioativos de núcleos cada vez mais ricos em prótons ou em nêutrons. O uso de elementos radioativos como feixes têm oferecido oportunidades novas e únicas para pesquisa em física nuclear. Questões fundamentais tais como qual a natureza da matéria nuclear e como elementos pesados são sintetizados em novas, supernovas e estrelas de nêutrons podem ser abordadas em investigações utilizando-se feixes radioativos. Neste trabalho abordamos a produção de alguns desses feixes na região de massa A=10 e 15, especificamente, 10Be, 12B, 14C e 15C. Descrevemos métodos de produção e aplicamos simulações para produção de feixes com esses núcleos. Abordamos as peculiaridades na produção de cada um deles com o intuito de produzir feixes o mais intenso e puros possíveis. Nas simulações utilizamos a plataforma Lise++ baseada em método de Monte Carlo e foi dada ênfase na utilização de um sistema de duplo-solenoides. As simulações foram comparadas com resultados experimentais obtidos com esse sistema para os feixes de 12B e 14C, onde um bom acordo foi obtido. / Nuclear Structure Investigations of exotic nuclei is currently a very active area of Nuclear Physics. Many laboratories around the world are developing their system to produce radioactive beams of nuclei rich in protons or neutrons. The use of these radioactive elements as beams has offered new and unique opportunities for research in nuclear physics. Fundamental questions such as what the nature of nuclear matter is and how heavy elements are synthesized in novae, supernovae and neutron stars can be addressed in investigations using radioactive beams. In this work we address the production of some of these beams in the region of mass A = 10 and 15, specifically 10Be, 12B e 14,15C. We describe production methods and apply simulations using the plataforma Lise++ with Monte Carlo method. We addressed the peculiarities related to the production of each of them, in the sense to get the most intense and pure secondary radioactive beams possible. In the simulations, emphasis was given to the use of a double-solenoid system. The simulations were compared with experimental results obtained with these systems for the 12B and 14C beams, where a good agreement was obtained.

Orientador : Hugo E. Hernandez-Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T00:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dartora_CesarAugusto_M.pdf: 2372010 bytes, checksum: 5c85ef240c3a6dc4999947706b0e3464 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientador: Artemio Scalabrin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:37:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomide_JoaoVictorBoechat_D.pdf: 14864090 bytes, checksum: f7e0077acaaf65ae9353e6bdeda0a6b8 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Esta tese discorre sobre trabalhos realizados com feixes atômicos de magnésio e cálcio. Tendo como fio condutor as aplicações metrológicas destes átomos, reporta uma série de experimentos feitos com o intuito final de melhorar o protótipo do padrão atômico de tempo e frequência de magnésio existente, e de viabilizar a realização de relógios atômicos com estes elementos químicos nas quatro transições propostas. Ela descreve a construção de um sistema de feixe atômico que produz átomos no estado fundamental ou em uma mistura de estados fundamental e metaestável, os espectros de emissão da região de excitação do feixe por colisão elétron-átomo, e medidas da densidade de átomos no primeiro tripleto metaestável do cálcio. A montagem, estabilização e sintonização de sistemas de lasers de diodo duplicados em freqência são mostradas, assim como as medidas feitas em feixes atômicos de magnésio e cálcio, e posteriores aplicações. Os experimentos de bombeamento óptico no tripleto metaestável destes átomos em feixes são estudados, e o impacto que estas medidas deverão ter na melhoria dos padrões destes elementos é enfatizado. A colimação de um feixe resfriado de cálcio é apresentada. A possibilidade de desacelerar o feixe metaestável de magnésio é demonstrada experimentalmente e as razões do insucesso de realizar o mesmo esquema com o cálcio são discutidas. A aplicação da desaceleração do feixe de magnésio para produzir um padrão atômico com átomos lentos é descrita / Abstract: This thesis relates the works done with atomic beams of magnesium and calcium. Having as logical background the metrological applications of these atoms, it relates the series of experiments realized with the final scope of improving the magnesium atomic frequency and time standard protototipe, and to viabilize the realization of atomic clocks with these chemical elements in the four proposed transitions. It describes the construction of an atomic beam system that produces atoms in the ground state or in a mixture of fundamental and metastable states, the emission spectra of the excitation region by electron-atom collision, and measurements of the density of atoms in the first metastable triplet of calcium. The assembling, stabilization and sintonization of frequency doubled diode laser systems are shown, as well as the measurements done in magnesium and calcium beams, and future applications. Optical pumping measurements of the metastable triplet of these atoms in beams are studied, and the impact of these measurements in future improvements of frequency standards is discussed. The cooled beam collimation is presented. The possibility of decelerating a magnesium metastable beam is demonstrated and the reasons of the insuccess to use this scheme with calcium is discussed. The applications of decelerating a magnesium beam to realize a slow-atom standard frequency are described. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador : Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:28:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rached_MichelZamboni_D.pdf: 9040842 bytes, checksum: ddb152e6021ef4b96efb2146e09c2b40 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho de tese, realizamos um estudo teorico sistematico das chamadas Ondas Localizadas (ou Ondas Não Difrativas), bem como suas possiveis aplicações em optica, abrangendo feixes e pulsos. Os resultados são enumerados a seguir: (I) Um metodo matematico simples foi desenvolvido, unificando os diferentes tipos de ondas - subluminais, luminais e superluminais - possibilitando a obtenção de novas soluções localizadas para a equação de onda, em particular para as equações de Maxwell, incluindo aquelas com energia finita; (II) Um metodo de focalização espaço-temporal foi desenvolvido com o uso de superposições continuas de pulsos tipo X de diferentes velocidades; (III) Foram obtidas as primeiras soluções localizadas em meios guiados - guias metalicos ocos e coaxiais; (IV) Foram obtidas as primeiras soluções analiticas descrevendo pulsos não difrativos e não dispersivos em meios materiais, usando-se superposições de feixes de Bessel com diferentes angulos de axicon; (V) Ainda em meios materiais, foi mostrado que pulsos tipo X com chirp, com angulo de axicon fixo, podem ser eficientes no controle conjunto da difração e dispersão; (VI) Um metodo, para o modelamento longitudinal de intensidade de um campo optico, foi desenvolvido a partir de superposições apropriadas de feixes de Bessel de mesma frequencia, por'em com diferentes numeros de onda longitudinais / Abstract: In this thesis work we perform a thorough theoretical study of the so-called Localized Waves (or Non-diffracting Waves), as well as of their possible applications in Optics, considering both Localized beams and Localized pulses. Our main results are the following: (I) We have developed a simple mathematical method, unifying the different classes of localized waves ¿ subluminal, luminal and superluminal ¿, which allowed obtaining a host of new Soliton-like Solutions to the wave equations and in particular to Maxwell equations, including those with finite energy; all our solutions being expressed in closed form;(II) We have found out a method for the space-time focusing of our Localized Waves, by continuous superpositions of X-shaped pulses with different velocities, that is, with different ¿axicon angles¿; let us recall that the X-shaped waves resulted to represent the most typical, and useful, superluminal waves; (III) We have constructed for the first time Localized Solutions propagating rigidly along guides: namely, along empty waveguides or coaxial cables; (IV) We have discovered the first analytical solutions describing non-diffractive and non-dispersive pulses travelling in material (dispersive) media, by exploiting suitable superpositions of Bessel beams with different axicon angles. (V) Still for material media, we have shown that chirped X-shaped pulses (even with fixed axicon angle) can be constructed, which simultaneously resist both diffraction and dispersion; (VI) Finally, a method has been carried out for the longitudinal design of the Localized Wave intensity, by having recourse to appropriate superposition of Bessel beams with the same frequency, but, this time, with different longitudinal wavenumbers / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Desde a sua origem nos laboratórios do Bell Labs, durante a década de 70, pinças ópticas vêm sendo investigadas, desenvolvidas e diversificadas por vários grupos nacionais e internacionais incluindo, nos últimos anos, o nosso departamento (Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação - SEL/EESC/USP) e, em particular, o Grupo de Telecomunicações a ele vinculado, com propostas de aplicações em óptica biomédica e medicina. Dada a importância deste assunto, o principal objetivo deste trabalho é estender a análise teórica de forças ópticas utilizando uma descrição simples, porém eficaz, e analítica de um feixe de Bessel truncado, isto é, gerado por abertura finita. Até onde sabemos, esta é a primeira tentativa de introduzir esta investigação dos feixes originais de Durnin na literatura, e, deste modo, temos a possibilidade de contribuir com uma análise inédita de um feixe de Bessel com características físicas reais. Com a modelagem matemática dos feixe de Bessel truncados em mãos, aplicamos o cálculo de forças nos regimes de óptica geométrica e de Rayleigh e analisamos o seu comportamento quando os feixes incidem em espalhadores dielétricos esféricos. Como resultado direto deste trabalho, publicamos dois artigos descrevendo as forças ópticas no regime de óptica geométrica e de Rayleigh que um feixe de Bessel truncado causa em uma partícula dielétrica esférica. Como resultados indiretos, publicamos dois artigos com os mesmos cálculos de forças, adotando classe de feixes chamada Frozen-Waves, que é uma superposição de feixes de Bessel de mesma frequência. / Since its origins at Bell Labs laboratories, during the 1970s, optical tweezers have been researched, developed and diversified by several research groups, both nationally and internationally, including in our department (Department of Electrical and Computing Engineering - SEL/EESC/USP), in particular the Telecom Group associated to it, with several proposals with applications of optical tweezers in different fields from medicine to biomedical optics. Given the importance of this field, our main goal is to extend the theoretical analysis of optical forces using a simplest - but effective - analytical description of truncated Bessel beams (i.e. beams that are generated by finite apertures). As far we know, this is the first attempt to introduce such analysis of the originals Durnin beams in the literature, thus, we may have the chance to contribute to an unpublished study of a truncated Bessel beam with real characteristics. With such mathematical model at hands, we calculate the forces exerted by the truncated Bessel beam in ray optics and Rayleigh regime and analyze their behavior when hits dielectric spherical particles. As direct result of this work, we have published two papers describing the optical forces in ray optics and Rayleigh regime that a truncated Bessel beam causes in a spherical dielectric particle. As indirect results, we have published two papers with the same force considerations, adopting a beam class called Frozen-Waves, which is a superposition of same frequency Bessel beams.

Desde a sua origem nos laboratórios do Bell Labs, durante a década de 70, pinças ópticas vêm sendo investigadas, desenvolvidas e diversificadas por vários grupos nacionais e internacionais incluindo, nos últimos anos, o nosso departamento (Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação - SEL/EESC/USP) e, em particular, o Grupo de Telecomunicações a ele vinculado, com propostas de aplicações em óptica biomédica e medicina. Dada a importância deste assunto, o principal objetivo deste trabalho é estender a análise teórica de forças ópticas utilizando uma descrição simples, porém eficaz, e analítica de um feixe de Bessel truncado, isto é, gerado por abertura finita. Até onde sabemos, esta é a primeira tentativa de introduzir esta investigação dos feixes originais de Durnin na literatura, e, deste modo, temos a possibilidade de contribuir com uma análise inédita de um feixe de Bessel com características físicas reais. Com a modelagem matemática dos feixe de Bessel truncados em mãos, aplicamos o cálculo de forças nos regimes de óptica geométrica e de Rayleigh e analisamos o seu comportamento quando os feixes incidem em espalhadores dielétricos esféricos. Como resultado direto deste trabalho, publicamos dois artigos descrevendo as forças ópticas no regime de óptica geométrica e de Rayleigh que um feixe de Bessel truncado causa em uma partícula dielétrica esférica. Como resultados indiretos, publicamos dois artigos com os mesmos cálculos de forças, adotando classe de feixes chamada Frozen-Waves, que é uma superposição de feixes de Bessel de mesma frequência. / Since its origins at Bell Labs laboratories, during the 1970s, optical tweezers have been researched, developed and diversified by several research groups, both nationally and internationally, including in our department (Department of Electrical and Computing Engineering - SEL/EESC/USP), in particular the Telecom Group associated to it, with several proposals with applications of optical tweezers in different fields from medicine to biomedical optics. Given the importance of this field, our main goal is to extend the theoretical analysis of optical forces using a simplest - but effective - analytical description of truncated Bessel beams (i.e. beams that are generated by finite apertures). As far we know, this is the first attempt to introduce such analysis of the originals Durnin beams in the literature, thus, we may have the chance to contribute to an unpublished study of a truncated Bessel beam with real characteristics. With such mathematical model at hands, we calculate the forces exerted by the truncated Bessel beam in ray optics and Rayleigh regime and analyze their behavior when hits dielectric spherical particles. As direct result of this work, we have published two papers describing the optical forces in ray optics and Rayleigh regime that a truncated Bessel beam causes in a spherical dielectric particle. As indirect results, we have published two papers with the same force considerations, adopting a beam class called Frozen-Waves, which is a superposition of same frequency Bessel beams.