Made available in DSpace on 2015-12-06T23:47:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007 / Introdução: O prognóstico do paciente com melanoma cutâneo está associado ao diagnóstico precoce seguido de excisão correta da lesão, tornando essencial sua detecção em estágio inicial. A espectroscopia Raman é uma técnica óptica que fornece informações sobre as vibrações moleculares de uma amostra. Essa técnica utiliza a luz laser que pode ser conduzida por fibras ópticas, como instrumento para investigação não destrutível de tecidos biológicos possibilitando uma análise não invasiva da lesão, em tempo real. Objetivo: O objetivo deste estudo foi qualificar os dados espectrais FT-Raman de melanoma cutâneo primário e metastático, visando o diagnóstico diferencial. Métodos: Foram utilizadas amostras de 10 fragmentos de pele sem alterações clínicas e histopatológicas, 10 de melanomas cutâneos e 9 de metástases linfonodais. Após o procedimento cirúrgico, as amostras foram identificadas e armazenadas individualmente em tubos e conservadas em nitrogênio liquido. As amostras foram descongeladas em solução fisiológica a 0,9 %. Cada amostra foi dividida em 2 ou 3 frações de 2 mm3 e colocada no porta-amostra e posicionados para obtenção do espectro Raman, fazendo-se a luz monocromática do laser de Nd:YAG de 1064 nm incidir sobre a amostra. Eletronicamente, com auxílio do OPUS® foram variados cinco pontos de coleta por amostra FT-Raman, em uma distância de 250 µ m. O registro total de coleta foi realizado em um período de tempo menor que 10 minutos. A luz espalhada das amostras chega ao detetor, que converte a intensidade da luz em sinais elétricos, que são interpretados no computador na forma de espectro Raman. Resultados: A análise visual dos espectros mostraram diferenças entre os grupos estudados, principalmente nas bandas e picos do espectro Raman correspondentes a proteínas. Para diferenciar os três grupos formados de acordo com as características extraídas dos espectros, realizou-se uma análise discriminante dos dados. As variáveis Fenilalanina, DNA e Amido-I destacaram-se na diferenciação dos três grupos. A porcentagem de indivíduos corretamente classificados com este critério foi de 93,1%; o que mostra a eficiência da análise realizada. Conclusão: A espectroscopia FTRaman é capaz de diferenciar o melanoma de sua metástase, assim como da pele normal. / Introduction: The prognostic of a patient with cutaneous melanoma is linked to an early diagnosis followed by the excision of the lesion; thus, an early detection is essential. The Raman spectroscopy is an optical technique which supplies information about the molecular vibrations of a sample. This technique uses a laser light, which is conducted through optical fibers, as a tool to investigate in a non-destructive way the biological tissues and, thus; it makes it possible to carry out a non-invasive analysis of the lesion in real time. Objective: The objective of this study was to qualify the FT-Raman spectral data of primary and metastatic cutaneous melanoma in order to obtain a differential diagnosis. Methods: Samples of 10 skin fragments without clinical alterations or histopathology were used, as well as 10 cutaneous melanomas and 9 lymphonodal metastasis samples. After the surgical procedure, the samples were identified and individually stored in tubes and were conserved in liquid nitrogen. The samples were thawed in a physiological solution at 0,9%. Each sample was divided in 2 or 3 fractions of 2 mm3 each and placed and positioned at the sample carrier in order to obtain the Raman spectrum; a monochrome laser light Nd:YAG of 1064 nm was applied to the sample. With aid of the OPUS, five different collection points for sample FTRaman were electronically selected, at a distance of 250 m. The entire collection was accomplished in less than 10 minutes. The dispersed light of the samples arrives at the detector, which converts the light in electric signs, and then these signs are read by computer in the Raman spectrum form. Results: The visual analysis of the spectra showed differences among the studied groups, mainly in the bands and picks of the Raman spectrum which corresponded to the proteins. To differentiate the three groups formed according to the characteristics extracted from the spectra, we made a discriminative analysis of the data. The phenylalanine, DNA and Starch-I variables stood out in the differentiation of the three groups. The percentages of correctly classified items with this criterion was of 93,1%; what comes to show the efficiency of the analysis. Conclusion: The FT-Raman spectroscopy is capable of differentiating the melanoma from its metastasis, as well as from normal skin. / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-04-11T04:16:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344789.pdf: 9160244 bytes, checksum: 908c5a89c601a29ba651dda87d6c88b5 (MD5) Previous issue date: 2016 / Abstract : The sea, sea salt aerosol, direct exposure to sunlight and corrosive fluids make oil and gas rigs hostile environments for its own infrastructure. Metallic pipelines and structural items are being progressively replaced by engineering plastics and composite materials with high structural efficiency and corrosion resistance. As these components require regular inspection and maintenance routines, developing non-destructive inspection techniques is required. The high cost associated with conducting maintenance in hazardous and difficult to access areas, along with the prevalence of premature failure of adhesive bonded joints between composite material pipes, creates a demand for passive long-term monitoring techniques able to act as a bridge between scheduled inspections. This work explores the use of fiber optic sensors integrated into the bonded joints as a potential long-term solution. Several optical fiber sensors were studied and one was selected for testing purposes. Sensors were then integrated internally and externally to bonded joints between pipes with similar geometry to those used in oil and gas rigs. A series of non-destructive tests plus a destructive test were realized. Shearography and computed tomography, as supporting techniques, corroborate the capacity of the selected sensors and devised sensing strategy to detect the presence of voids and debondings at various stages of the pipeline?s life cycle.<br> / O mar, a atmosfera salina, a incidência solar e a presença de fluidos corrosivos fazem de plataformas de prospecção de petróleo e gás ambientes hostis para a infraestrutura nelas instalada. Tubulações e itens estruturais metálicos vêm sendo substituídos por plásticos de engenharia e materiais compostos com alta eficiência estrutural e resistência à corrosão.Um material compósito é formado pela combinação, em escala macroscópica, de dois ou mais componentes com distintas características físicas e química, que quando combinados produzem um material cujas propriedades diferem das de seus constituintes.Visto que estes componentes também necessitam de inspeção e manutenção regular, tem-se a necessidade de desenvolvimento de múltiplas técnicas não-destrutivas de avaliação. O que levou à adaptação de técnicas como a termografia, holografia, shearografia, ultrassonografia e tomografia para a inspeção de compósitos.Ainda, o alto custo associado à realização de ensaios em áreas classificadas e de difícil acesso, conjuntamente com a prevalência de falhas prematuras em uniões adesivadas em tubulações de material composto, criam uma demanda por técnicas passivas de monitoramento a longo prazo capazes de atuar como uma ponte entre as inspeções periódicas.A união por adesivo é um processo testado, confiável e consolidado para unir substratos metálicos, plásticos, cerâmicos e compósitos. Apresenta como vantagens com relação às uniões parafusadas ou rebitadas massa reduzida, melhor distribuição de esforços mecânicos e melhor resistência à fadiga devido à maior flexibilidade e capacidade de inibição da propagação de trincas dos adesivos. Apesar disso são de difícil modelagem matemática, difícil manutenção e são consideradas como uniões permanentes. Este é o processo mais utilizado para unir tubulações de plástico e de compósito, tanto em aplicações na construção civil como na indústria.O presente trabalho explora a utilização de sensores de fibra óptica integrados às uniões adesivadas como potencial solução deste problema.Foram estudados diversos sensores de fibra óptica, como redes de Bragg, interferômetros de Fabry-Pérot e sensores distribuídos com base em deflectometria. Alguns sensores capazes de medir múltiplos parâmetros também são apresentados.Para a realização de ensaios, sensores de fibra óptica foram integrados interna e externamente a uniões adesivadas de tubulações de características similares às utilizadas em campo. Um total de doze fibras sensoras, contendo 3 redes de Bragg cada foram colocadas internamente à camada de adesivo das uniões para medir o campo de deformação axial no interior da união. Além disso, fibras mais longas contendo 12 redes de Bragg foram projetadas para serem enroladas externamente ao longo da circunferência das uniões.Uma série de ensaios não-destrutivos foram realizados, começando-se por testes de inserção dos sensores. Três uniões adesivadas foram instrumentadas, incluindo uma com defeitos planejados para fins de comparação.Por fim um dos corpos de prova foi ensaiado de maneira não-destrutiva para avaliar se a instrumentação integrada possui impacto negativo nas propriedades mecânicas das uniões. O corpo de prova ensaiado falhou em uma região distante da instrumentada, mas mais testes precisam ser realizados para que se estabeleça significância estatística de que a instrumentação não foi deletéria.Shearografia digital e tomografia computadorizada foram utilizadas como técnicas de apoio e corroboraram a capacidade dos sensores selecionados e da estratégia de medição adotada para a detecção da presença de vazios e falhas de adesão em várias etapas do ciclo de vida das uniões.<br>

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-15Bitstream added on 2014-06-13T20:46:04Z : No. of bitstreams: 1 manzani_d_dr_araiq.pdf: 2282044 bytes, checksum: 63d04ad289c21cdcb5d99932e5d64235 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O trabalho apresenta o estudo sistemático de três famílias de vidros óxidos contendo altas concentrações de átomos pesados como potenciais materiais para aplicações fotônicas e geração de efeitos ópticos não lineares na região do infravermelho próximo e médio. Bem como a produção de fibras ópticas do tipo núcleo-casca e microestruturadas a base de vidros teluritos. Foram estudadas as seguintes composições vítreas: NaPO3-WO3-Bi2O3, Pb2P2O7-WO3 e TeO2-GeO2-K2O-Bi2O3. Todas as composições contêm altas concentrações de átomos pesados com o intuito de alargar a janela de transparência no infravermelho próximo, estendendo a borda de absorção entre 3 e 5 μm, além de aumentar os coeficientes ópticos não lineares do material. Foram produzidos vidros com boa qualidade óptica e termicamente estáveis e juntamente com as demais propriedades conferidas pela presença dos átomos pesados e elementos hiperpolarizáveis, confere a potencialidade dos vidros à aplicações em dispositivos ópticos operando na região do infravermelho. Através de estudos sistemáticos quanto ao comportamento térmico, estrurural e óptico, das amostras das famílias de vidros, os teluritos (a base de TeO2) apresentaram os maiores coeficientes ópticos não lineares e larga janela de transparência (até 5 μm), o que motivou a produção de fibras ópticas desses materiais. As preformas com estrutura núcleo-casca foram produzidas pelo método de sucção e sistematicamente caracterizadas quanto à uniformidade e centricidade do núcleo e quanto a qualidade da interface, utilizando fluorescência Raman de íons Tm3+ no núcleo. Foram produzidas fibras ópticas de índice degrau multimodo, com atenuação de 11,9 dB/m em 633 nm. Também foram produzidas preformas microestruturadas com três furos triangulares pela técnica de... / The thesis present the systematic study of three oxide glasses families containing high concentration of heavy atoms as potential materials for photonic applications and generation of non linear optical effects in the near and medium infrared region. Further the production of core-cladding and microstructured types of optical fibers based on tellurite glasses. Has been studied the following vitreous compositions: NaPO3-WO3-Bi2O3, Pb2P2O7- WO3 e TeO2-GeO2-K2O-Bi2O3. All compositions contain high amount of heavy atoms to increase the transparency window until near infrared region, extending the multiphonon absorption edge between 3 and 5 μm, and at the same time increasing the material non linear coefficients. Either, has been produced glasses with good optical quality and thermally stable, and with the remaining properties conferred by the presence of heavy atoms and hyperpolarizability elements, gives to theses glasses the potentiality for applications in optical devices operating in the infrared region. Based on the systematic studies about the thermal, structural and optical behavior of the glass families, it was chosen the tellurite glasses to produce optical fibers, due the largest nonlinear coefficients and wide transparency window (up to 5μm). The core-cladding preforms was produced by sucking method and systematically characterized about the core uniformity and concentricity, and also the interface quality by Tm3+ Raman fluorescence containing in the core. It been produced a multimode step index optical fiber with an attenuation of 11.9 dB/m at 633 nm. Were also produced microstructured preform with three holes by drilling technique, based on previous studies in our group with chalcogenide glasses. From theoretical calculations about the ideal dimensions of the microstructured optical fibers for an... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Younés Messaddeq / Coorientador: Sidney José de Lima Ribeiro / Banca: Valmor Roberto Mastelaro / Banca: Cléber Renato Mendonça / Banca: Mauricio Antonio Pereira da Silva / Banca: Cid Bartolomeu de Araújo / Resumo: O trabalho apresenta o estudo sistemático de três famílias de vidros óxidos contendo altas concentrações de átomos pesados como potenciais materiais para aplicações fotônicas e geração de efeitos ópticos não lineares na região do infravermelho próximo e médio. Bem como a produção de fibras ópticas do tipo núcleo-casca e microestruturadas a base de vidros teluritos. Foram estudadas as seguintes composições vítreas: NaPO3-WO3-Bi2O3, Pb2P2O7-WO3 e TeO2-GeO2-K2O-Bi2O3. Todas as composições contêm altas concentrações de átomos pesados com o intuito de alargar a janela de transparência no infravermelho próximo, estendendo a borda de absorção entre 3 e 5 μm, além de aumentar os coeficientes ópticos não lineares do material. Foram produzidos vidros com boa qualidade óptica e termicamente estáveis e juntamente com as demais propriedades conferidas pela presença dos átomos pesados e elementos hiperpolarizáveis, confere a potencialidade dos vidros à aplicações em dispositivos ópticos operando na região do infravermelho. Através de estudos sistemáticos quanto ao comportamento térmico, estrurural e óptico, das amostras das famílias de vidros, os teluritos (a base de TeO2) apresentaram os maiores coeficientes ópticos não lineares e larga janela de transparência (até 5 μm), o que motivou a produção de fibras ópticas desses materiais. As preformas com estrutura núcleo-casca foram produzidas pelo método de sucção e sistematicamente caracterizadas quanto à uniformidade e centricidade do núcleo e quanto a qualidade da interface, utilizando fluorescência Raman de íons Tm3+ no núcleo. Foram produzidas fibras ópticas de índice degrau multimodo, com atenuação de 11,9 dB/m em 633 nm. Também foram produzidas preformas microestruturadas com três furos triangulares pela técnica de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The thesis present the systematic study of three oxide glasses families containing high concentration of heavy atoms as potential materials for photonic applications and generation of non linear optical effects in the near and medium infrared region. Further the production of core-cladding and microstructured types of optical fibers based on tellurite glasses. Has been studied the following vitreous compositions: NaPO3-WO3-Bi2O3, Pb2P2O7- WO3 e TeO2-GeO2-K2O-Bi2O3. All compositions contain high amount of heavy atoms to increase the transparency window until near infrared region, extending the multiphonon absorption edge between 3 and 5 μm, and at the same time increasing the material non linear coefficients. Either, has been produced glasses with good optical quality and thermally stable, and with the remaining properties conferred by the presence of heavy atoms and hyperpolarizability elements, gives to theses glasses the potentiality for applications in optical devices operating in the infrared region. Based on the systematic studies about the thermal, structural and optical behavior of the glass families, it was chosen the tellurite glasses to produce optical fibers, due the largest nonlinear coefficients and wide transparency window (up to 5μm). The core-cladding preforms was produced by sucking method and systematically characterized about the core uniformity and concentricity, and also the interface quality by Tm3+ Raman fluorescence containing in the core. It been produced a multimode step index optical fiber with an attenuation of 11.9 dB/m at 633 nm. Were also produced microstructured preform with three holes by drilling technique, based on previous studies in our group with chalcogenide glasses. From theoretical calculations about the ideal dimensions of the microstructured optical fibers for an... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-06T13:17:35Z No. of bitstreams: 2 Dissertação de mestrado Betson.pdf: 3449763 bytes, checksum: 1f9609f9ed04d33b265ff3f58801ebe0 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T13:17:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação de mestrado Betson.pdf: 3449763 bytes, checksum: 1f9609f9ed04d33b265ff3f58801ebe0 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / A demanda por alta precisão na medição de frequências requer o desenvolvimento de novas tecnologias para metrologia. Diversos métodos e aparatos experimentais foram criados para satisfazer a esta demanda. Nesta dissertação, discutimos a construção e a caracterização de um laser de femtossegundos a fibra dopada com érbio, destinado à metrologia de frequências no domínio óptico com alta precisão. Obtivemos, desta forma, um laser estável, com pulsos de duração aproximada de 200 fs e potência de pico de 1.2 kW, a uma frequência de repetição de aproximadamente 150 MHz. O laser desenvolvido tem baixo custo de implementação e representa um importante passo do nosso laboratório na direção do desenvolvimento da metrologia de frequências no domínio óptico.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2360_1.pdf: 2421227 bytes, checksum: 83ce9da3fd2bb3ce02722c2267e82c23 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O desenvolvimento de lasers de estado solido de modos travados no final da década de 90 possibilitou um grande avanço em diversas áreas da óptica ultrarrápida. A curta duração temporal e alta intensidade de pico dos pulsos gerados por estes lasers levou à observação de fenômenos físicos que até então não eram possíveis de serem estudados com lasers de picossegundos. Além disso uma significativa mudança ocorreu na área da metrologia óptica com o uso de lasers de femtossegundos, através do desenvolvimento de pentes de freqüências ópticas. Isto possibilitou a medida absoluta de freqüências ópticas na faixa de centenas de THz, sem a necessidade do uso das enormes e complexas cadeias geradoras de harmônicos. Para fazer uso dos pentes de frequências na metrologia óptica faz-se necessário a caracterização do laser de femtossegundos, o que consiste em medir e estabilizar tanto a taxa de repetição, frep, bem como a frequência de offset, fo, do mesmo. Nesta dissertação nosso objetivo será descrever a caracterização de lasers de femtossegundos, discutindo como medir e estabilizar tais frequências. Será dada atenção em particular para a frequência fo e para a nossa tentativa de medir este parâmetro em um laser comercial de femtossegundos existente em nosso laboratório. A técnica utilizada para medir fo consiste em alargar o espectro ótico do laser de femtossegundos, através de uma fibra fotônica altamente não linear, de modo a gerar uma oitava óptica. Com isto o espectro resultante contém tanto o modo com frequência fm quanto o modo com frequência f2m. O objetivo deste procedimento é fazer uso de um interferômetro não-linear para observar o batimento entre a frequência 2fm (segundo harmônico de fm) e a frequência f2m. O resultado deste batimento gera no fotodetetor um sinal de radio-frequência (RF), sendo um dos termos oscilantes com frequência a igual fo. Este batimento é observado num analisador de espectro de RF. No entanto, mesmo após inúmeras tentativas e modificacões no aparato utilizado, não foi possível observar o sinal que permite medir a frequência fo. Dentre os vários motivos que acreditamos serem responsáveis por não observarmos o batimento em questão, destacamos: i) a baixa potência de luz gerada pela fibra em 1040nm, e ii) uma oscilação ruidosa existente no espectro de RF da luz em 520nm, gerada pelo espalhamento Brillouin na fibra. Acreditamos que uma vez medida a frequência fo, possamos caracterizar o nosso laser de femtossegundos e utilizá-lo como ferramenta para a geração de pentes de freqüências ópticas estáveis

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:03:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7702_1.pdf: 5204114 bytes, checksum: 468ef4697ccd592fd35cd5699cdce5bf (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O desenvolvimento recente das telecomunicações deve-se em grande parte à capacidade de propagação de informações (vídeos, voz, dados) com altas taxas de transmissão (Tbits/s) através de fibras ópticas. Os avanços constantes no desenvolvimento tecnológico de dispositivos ativos e passivos com base em fibra óptica têm possibilitado um crescimento cada vez maior nas velocidades de comunicação. Destacam-se entre esses componentes as redes de Bragg, filtros, amplificadores, acopladores, etc., que compõem os sistemas WDM (Wavelength Division Multiplexing). Lasers de semicondutores e moduladores complementam os dispositivos essenciais ao desenvolvimento de sistemas de comunicações. Isto faz com que as comunicações avancem em várias bandas de freqüências além da banda convencional de telecomunicações ópticas (banda C (1530 &#8722; 1560 nm)), principalmente para as bandas S (1470 &#8722; 1530 nm) e L (1560 &#8722; 1630 nm). Nesta tese, mostramos uma série de trabalhos que objetivam o estudo teórico e experimental de efeitos ópticos não lineares em fibras, dando ênfase a: desenvolvimento de amplificadores e conversores ópticos a fibra para uso nas bandas C, S e L; geração de trens de pulsos ópticos curtos de altas taxas de repetição; geração de cópias de sinais ópticos com diversas polarizações para uso em telecomunicações ópticas. Os experimentos foram realizados usando dispositivos integrados a fibra. Os principais efeitos ópticos não lineares aqui abordados são mistura de quatro ondas, amplificaçãoo Raman estimulada, amplificação óptica por emissão estimulada em íons de terra rara (Er3+ e Tm3+). Os resultados obtidos incluem: o desenvolvimento de amplificadores e conversor de freqüência baseados em amplificação paramétrica (FOPA) assistido por um bombeamento externo contra-propagante induzindo amplificação Raman, resultando em amplificação nas bandas C e S e conversão de sinais da banda C para S e vice-versa; a implementação de associações de amplificadores em série usando um amplificador óptico a fibra dopada comérbio (EDFA) ou túlio (TDFA) seguido por um FOPA, para amplificação nas bandas C e L ou S e C e conversão de freqüências C e L para S ou S e C para L, respectivamente; a demonstração do uso de processos paramétricos para formação e conversão de freqüência de trens de pulsos ópticos curtos (0.5 ps) a uma taxa de 170 GHz na banda C; a geração, via processos paramétricos, e demultiplexação de múltiplas cópias de sinais ópticos para uso em telecomunicações com sistemas WDM; o estudo de efeitos de variação na polarização de um sinal na presença de amplificação paramétrica

Ingeniero Civil Eléctrico / Uno de los mayores problemas que tiene la astronomía al utilizar telescopios terrestres son las aberraciones que crea la atmósfera. Es por esto que en la actualidad todos los telescopios tienen algún sistema de óptica adaptativa que minimiza estas aberraciones para mejorar la calidad de las observaciones. En el marco del proyecto de interferometría heterodina en el infrarrojo cercano se requiere diseñar un sistema de óptica adaptativa de bajo costo que sea capaz de acoplar la señal estelar sobre una fibra óptica monomodal. Antes de embarcarse en el diseño del sistema de óptica adaptativa, se requiere demostrar la capacidad de los elementos de diseño propuesto para resolver una señal gaussiana y que cumplan con las reglas mínimas del diseño de controladores. En esta memoria nos enfocamos en diseñar, fabricar, ensamblar y demostrar el funcionamiento de un acoplador óptico de fibra monomodal para ser integrado con los telescopios disponibles para el proyecto, teniendo en mente que debe ser un dispositivo de bajo costo y que tenga una resolución micrometrica. Es por esto que se propone un sistema que usa elementos cotidianos y disponibles en la universidad. Además se presenta un nuevo proceso de manufacturación, al utilizar impresoras 3D en vez de utilizar aluminio. El sistema propuesto fue verificado utilizando los elementos óptico disponible en el laboratorio, y fue demostrada su capacidad de posicionar la fibra con precisión micrométrica, el cuál en el mejor de los casos logra acoplar un 12 % del haz transmitido, pero en la respuesta mecánica del sistema se observan velocidades de respuesta similares a aquellas que se desean controlar, por lo tanto se porponen soluciones para disminuir el tiempo de respuesta del dispositivo.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7984_1.pdf: 2154802 bytes, checksum: c29ee67df93d2d1a717d1ce021fed20c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Nessa tese estudamos do ponto de vista teórico e experimental, dois tipos de amplificadores ópticos, os Amplificadores Paramétricos de Fibra Óptica (FOPAs) e os Amplificadores de Fibra Dopada com Túlio (TDFAs) além de lasers de fibra óptica. Nos amplificadores paramétricos sinais copropagantes com um feixe intenso de bombeamento são amplificados devido à não linearidade Kerr da fibra ´óptica, que transforma fótons de bombeamento em fótons de sinal por mistura de quatro ondas ocasionada pela modulação do ´índice de refração da fibra ´óptica. O processo, para ocorrer de forma eficiente, requer o casamento de fase entre os fótons gerados, o que depende, por sua vez, das propriedades de dispersão da fibra. A amplificação por fibras dopadas explora a emissão estimulada da radiação. Nesses sistemas, a fluorescência de íons de terras raras, presentes no núcleo da fibra, e excitados por um feixe de bombeamento é estimulada durante a propagação dos sinais na fibra. Ao contrário dos FOPAs esse mecanismo requer fibras especiais dopadas com esses elementos que têm um papel ativo no sistema. Para os FOPAs, abordamos o uso da dispersão da velocidade de grupo e sua derivada segunda para projetar um FOPA com bombeamento único em um único segmento de fibra com ganho plano e mais largo que os FOPAs usuais. Obtivemos relações teóricas relacionadas com os parâmetros relevantes da fibra (não linearidade) e do sistema (potências do bombeamento e dos sinais) que permitem a determinação do comprimento de fibra ótimo e ganho máximo nessas condições. Também introduzimos um esquema de bombeamento em paralelo, permitindo obter maior largura de banda em futuros sistemas de telecomunicações com amplificadores baseados nessa tecnologia. Finalmente caracterizamos experimentalmente o ganho de FOPAs constituídos de fibras de dispersão deslocada (DSF) e com elevada não linearidade (HNLF). Foi possível obter, com esses experimentos, estimativas do comprimento de onda de dispersão nula e da curva de dispersão para valores próximos do zero de dispersão. Abordamos também os mecanismos de amplificação em fibras dopadas com túlio com duplo bombeamento em 800 nm e 1050nm com simulações teóricas baseadas nas equações de taxa, reproduzindo recentes resultados experimentais do nosso grupo de pesquisas. Ainda explorando fibras dopadas com túlio, construímos lasers para emissão em ~800nm e iii~1470nm com bombeamento em 1050nm e cavidades no espaço livre e em anel. Nessa última, a inserção de uma Fibra com Grade de Bragg (FBG) permitiu o travamento do comprimento de onda de emissão. Esses lasers foram caracterizados, em função do tipo de cavidade e da ocupação populacional dos níveis envolvidos no processo de emissão laser

O desenvolvimento da fotônica integrada vem recebendo muita atenção nos últimos anos. Sua alta funcionalidade e velocidade de transmissão de sinais possibilitam a aplicação em diversas áreas, que vão desde comunicações até biologia. O uso de polímeros em circuitos fotônicos integrados tem se mostrado interessante, pois compostos orgânicos podem ser facilmente incorporados a matrizes poliméricas. Isso faz com que as propriedades físicas do polímero possam ser modificadas de acordo com os materiais incorporados. Além disso, a técnica da fotopolimerização por absorção de dois fótons torna possível a produção de microestruturas poliméricas tridimensionais com alta resolução. A incorporação dessas microestruturas a circuitos fotônicos pode trazer um novo ramo de funcionalidades devido à facilidade de modificação das propriedades dos polímeros. Além disso, a tridimensionalidade das estruturas permite a realização de conexões ópticas em três dimensões, o que colabora para o aumento da compacticidade dos dispositivos fotônicos. No entanto, para que estas microestruturas possam ser efetivamente incorporadas aos circuitos fotônicos é necessário desenvolver formas de conectá-las a fontes externas de excitação, bem como a instrumentos de análise de sinais. Os tapers de fibras ópticas, também conhecidos como microfibras ou nanofibras, são bons candidatos para realizar essa tarefa devido a suas dimensões reduzidas, as quais são compatíveis com o tamanho das microestruturas. Neste trabalho desenvolvemos métodos para realizar a conexão óptica entre microestruturas poliméricas e tapers de fibras ópticas. As microestruturas foram produzidas através da técnica de fotopolimerização por absorção de dois fótons e corantes orgânicos foram incorporados à matriz polimérica para conferir propriedades fluorescentes às estruturas. Os tapers foram produzidos a partir de fibras ópticas convencionais por uma técnica de aquecimento e estiramento. Para realizar a conexão óptica, dois métodos foram desenvolvidos. No primeiro deles as microestruturas foram excitadas através de uma lente objetiva e sua emisão foi coletada por um taper. No segundo método, tanto a excitação quanto a coleta foram realizadas por tapers de fibras ópticas. Em ambos os casos as fibras foram posicionadas através de micromanipuladores. Os resultados obtidos indicam que os tapers são ferramentas adequadas para realizar tanto a excitação quando a coleta da emissão de microestruturas, pois permitem excitação individual e coleta localizada. Produzimos microestruturas com múltiplas dopagens e pudemos concluir que a excitação localizada de diferentes partes da estrutura, bem como a correta escolha do comprimento de onda de excitação, são mecanismos que levam a alterações no espectro de emissão, o que torna estas estruturas candidatas a fontes de luz sintonizáveis que podem ser incorporadas a dispositivos on-chip. Por fim, desenvolvemos um método de produção de microestruturas conectadas a tapers. Este trabalho abre caminho para a incorporação de microestruturas poliméricas a circuitos fotônicos e demonstra que tapers de fibras ópticas são ferramentas eficientes para a realização de microconexões ópticas. / The development of integrated photonics has received a great deal of attention in the last few years. Its high functionality and signal transmission speed allow applications in several fields, from telecommunications to biology. The use of polymeric platforms in integrated photonic circuits is interesting because organic compounds can be easily incorporated to polymeric matrixes, which makes it easy to change the physical properties of the polymer according to the embed materials. Furthermore, the two-photon polymerization technique allows the production of three-dimensional polymeric microstructures with high resolution. The incorporation of these microstructures to photonic circuits paves the way for a new field of funcionalities due to the ease of modification of the polymers properties. Besides that, the structures three-dimensionality allows the performance of optical connections in three dimensions, which can improve the compacticity of the photonic devices. However, for the effective incorporation of these microstructures to photonic circuits, it is necessary to develop ways to connect them to external excitation sources, as well as analysis instruments. Optical fiber tapers, also known as microfibers or nanofibers, are good candidates for this task due to their reduced dimensions that are compatible with the size of the microstructures. In this work we developed methods for the performance of optical connections of polymeric microstructures through fiber tapers. The microstrutures were produced through the two-photon polymerization technique and organic dyes were incorporated to the polymeric matrix in order to introduce fluorescent properties. The fiber tapers were produced from conventional optical fibers through a heat-and-draw approach. To perform the optical connections, two methods were developed. In the first one, the microestructures were excited through a microscope objective and emission collection was performed by a fiber taper. In the second approach, excitation and collection were performed by fiber tapers. In both methods, the tapers were set up by micromanipulators. The obtained results indicate that tapers are a suitable tool to perform optical excitation and emission collection in microstructures, as they allow individual excitation and localized collection. Multiple doped microstructures were produced and we could imply that the localized excitation of different parts of the structures, as well as the correct choice of the excitation wavelength, are tools that lead to changes in the emission spectrum, which makes these structures candidates to tunable light sources that can be incorporated to on-chip devices. At last, we developed a method for the production of microstructures connected to fiber tapers. This work paves the way for the incorporation of polymeric microstructures to photonics circuits and demonstrates that fiber tapers are efficient tools to perform optical microconnections.