Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:12:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247150.pdf: 2470677 bytes, checksum: 56d89ed05f954100c6565c9516bf308e (MD5) / Para atender a um mercado consumidor cada vez mais exigente, a indústria metal-mecânica investe alto na qualidade de seus produtos. Dentro desse contexto a metrologia ganha evidência. Hoje muitas companhias a utilizam não apenas como uma forma de inspecionar a qualidade de suas peças mecânicas, mas também como uma ferramenta para extrair informações de sua produção. Isso possibilita a realimentação dos processos de fabricação e conseqüentemente a constante evolução do produto e da própria empresa. Companhias do setor de refrigeração compartilham a mesma posição quanto à utilização da metrologia. Dentre suas aplicações está o aprimoramento da produção dos pistões para seus compressores. A fabricação de peças cilíndricas e cônicas envolve processos muito complexos. Mais complexa ainda é a avaliação desses objetos de forma confiável e que traga as informações relevantes sobre sua fabricação. Dentre as inúmeras técnicas de medições existentes, a interferometria de luz branca é a que apresenta o melhor resultado para medição dessa classe de peças. Entretanto, no mercado ainda não são encontrados muitos sistemas dedicados a esta função.Este trabalho de dissertação dá seqüência ao desenvolvimento de um interferômetro de luz branca para medição de peças cilíndricas que, assim como seu método de medição, vem sendo estudado ao longo de alguns anos pelo Laboratório de Metrologia e Automatização da Universidade Federal de Santa Catarina. O primeiro trabalho relacionado com esse tema desenvolveu a técnica de medição, criando a base para o protótipo de um sistema interferométrico radial. O segundo trabalho implementou efetivamente o protótipo, denominado IRAD. O presente trabalho procura aprimorar o protótipo, através da implementação de módulos automatizados que contribuirão com a usabilidade e eficiência do interferômetro.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325931.pdf: 4103751 bytes, checksum: 2c2d48bcddccc7e5eb9bd9d9502a4621 (MD5) Previous issue date: 2013 / A técnica de shearografia é um método de ensaio interferométrico capaz de identificar falhas ou defeitos em materiais compósitos. A presença de defeitos é revelada pela resposta da superfície do material a um carregamento externo, normalmente térmico ou por variação de pressão. Regiões com defeitos apresentam anomalias nos campos de deformações que são detectadas em imagens com franjas de interferência. O sucesso da aplicação da inspeção com shearografia em campo decorre da sua elevada sensibilidade para medir campos de pequenas deformações e sua relativa imunidade a perturbações, principalmente, por tolerar níveis moderados de vibrações. Como na maioria das técnicas interferométricas, a shearografia necessita de métodos de medição de fase para extrair resultados, assim torna-se necessária a utilização de um deslocamento de fase previamente controlado. Visando o constante aprimoramento da técnica de shearografia, buscou-se com este trabalho avaliar a substituição de um atuador piezelétrico (PZT), utilizado como deslocador de fase no arranjo óptico da técnica de shearografia desenvolvido no LABMETRO, por um retardador variável de cristal líquido (LCVR). Pretende-se com esse estudo encontrar uma nova opção de dispositivo capaz de eliminar os efeitos indesejáveis causados pelo PZT, como instabilidades provocadas por vibrações mecânicas, e aumentar a velocidade de resposta do deslocador de fase. Uma bancada de testes foi desenvolvida com o propósito de avaliar as principais características dos dois deslocadores de fase e assim compará-los. Além dos testes quantitativos para comparação dos dois deslocadores de fase, foi realizado um estudo de caso utilizando a técnica de shearografia. O estudo de caso, realizado com corpos de prova contendo defeitos previamente conhecidos, compara qualitativamente os resultados obtidos. Por último, uma proposta de configuração mais simples e compacta de um interferômetro que utiliza um dispositivo de cristal líquido para deslocar a fase é apresentada.<br> / Abstract : The shearography technique is an interferometric method which is able to identify faults and defects in composite materials. The defects can be identified by material surface response to an external load commonly, thermal loads or pressure changes. Regions on material surface with defects present anomalies in the deformation field which are detected by fringe pattern images. The success of the application of shearography technique inspection in real conditions lies on its high sensibility to measure fields of small deformations and its relative perturbations immunity, especially for tolerating moderate levels of vibrations. As well as most interferometric techniques to obtain results shearography needs methods for phase measurements, thereby it is necessary to use a controlled phase shifter. In order to improve shearography technique this work intended to evaluate the substitution of a piezoelectric actuator (PZT), using as a phase shifter in the optical scheme of the shearography technique developed in LABMETRO/UFSC, by a Liquid Crystal Variable Retarder (LCVR). The goal of this research is to find a new device setup able to eliminate the undesirable effects caused by PZT like instability caused by mechanical vibrations, moreover increase the response velocity of the phase shifter. An experimental study was performed aiming to evaluate the main characteristics of both phase shifters and thus comparing one to each other. Furthermore, an experimental study using the shearography technique was performed, the experimental study was based on samples having well-defined defects. Finally, a proposal of a simpler and compact interferometric configuration, which uses a liquid crystal device to shift phase, is presented.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-21T22:15:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A inspeção de peças cilíndricas é uma importante operação nas indústrias, colaborando para o aumento de eficiência e durabilidade, principalmente em sistemas com partes acopladas que apresentam movimentos relativos entre si, como, por exemplo, pistões, cilindros, mancais, eixos e rolamentos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial / Made available in DSpace on 2012-10-20T06:14:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:54:25Z : No. of bitstreams: 1 181713.pdf: 32247582 bytes, checksum: 8cddc8303105738885ff56c6cde8e25a (MD5) / O conhecimento do estado de tensões que se desenvolve localmente em componentes e estruturas mecânicas nas condições de serviço é de grande importância para assegurar níveis satisfatórios de confiabilidade e resistência. A caracterização do estado de tensões em regiões localizadas é tipicamente realizada por rosetas extensométricas, isto é, um conjunto de três extensômetros de resistência previamente alinhados e posicionados. A instalação de uma roseta é trabalhosa: envolve a limpeza e preparação da superfície, o posicionamento e colagem do extensômetro, sua ligação elétrica e a aquisição ou registro do sinal. O novo tipo de interferômetro, o interferômetro radial, permite a medição de deformações e tensões com holografia eletrônica a partir de uma única condição de iluminação. Esta nova configuração permitiu a construção de um medidor compacto capaz de caracterizar o estado de tensões de um ponto. Citam-se como vantagens do novo dispositivo a sensível redução no tempo de instalação e a simplicidade operacional. Embora existam no mercado outros sistemas compactos para medição de tensões com holografia eletrônica, estes envolvem a combinação de várias condições de iluminação diferentes e, por isto, são mais complexos e caros. Este trabalho materializa um novo tipo de sistema que usa o interferômetro radial para a medição de um campo de tensões de maneira análoga a uma roseta extensométrica. Nele, são descritos as diretrizes de projeto e os detalhes construtivos do primeiro protótipo da Roseta Óptica. O modelo matemático para a determinação da intensidade e orientação das tensões principais é também apresentado. Por fim, os resultados das primeiras medições realizadas são discutidos, seguidos de algumas sugestões de melhoria para a construção de um segundo protótipo do medidor.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T15:38:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 200019.pdf: 4611803 bytes, checksum: 89cf9e4309b52c7009a1bfe4430c33f2 (MD5) / A Holografia Eletrônica é uma técnica eletroóptica muito empregada na mecânica experimental. Pela equipe do LABMETRO-UFSC, foi criado e desenvolvido o Interferômetro Radial Plano, que oferece um grande potencial para a medição de deslocamentos e deformações superficiais, atuando na forma de uma roseta óptica. O presente trabalho esteve associado ao desenvolvimento de protótipos, com o objetivo de aproximar esta técnica a um produto de aplicação industrial. O documento apresenta, separadamente, os modelos propostos para diferentes tipos de medição, acompanhados de uma avaliação experimental com alguns sistemas disponíveis. São apresentados e discutidos os casos na medição de deslocamentos, de tensões/ deformações uniformes, de gradientes de tensão/ deformação, e uma abordagem complementar sobre a determinação de propriedades elásticas dos materiais. O estado plano de tensões e os materiais isotrópicos foram assumidos nos aspectos relativos à elasticidade. Em geral, vigas sujeitas à flexão foram empregadas na avaliação experimental daqueles estados de tensão. O trabalho conta ainda com uma análise dos principais fatores de influência nas medições, e, ao final, com uma série de orientações e recomendações, expostas com o objetivo de contribuir para o aperfeiçoamento e a boa aplicação destas técnicas de medição.

Orientador: Rui Fragassi Souza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T21:10:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_RubensViana_D.pdf: 10193106 bytes, checksum: bc8d0951722854c8a5bed651d87ad91b (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Esta tese trata da comunicação quântica, interferométrica e polarimétrica, em redes ópticas. Inicialmente usa-se a discretização de modos contínuos e o operador de.Pegg­Barnett para a obtenção das funções densidade de probabilidade, do número de fótons e da fase, de um estado coerente, a partir da envoltória do campo. Estas são calculadas numericamente em uma simulação do tipo Monte Carlo. O método é usado na simulação do protocolo quanto-criptográfico BB84 em um interferômetro a fibra óptica. Em seguida, propomos um equalizador óptico, estrutura fisica e algoritmo de equalização, para corrigir a variação da polarização devido à propagação na fibra óptica. Defrnimos, também, o grau de pureza para estados quânticos e encontramos sua relação com os conceitos mais comuns da teoria quântica da informação, como entropia quântica, fidelidade e informação mútua. Completamos descrevendo os estados quânticos entrelaçados e as medidas de entrelaçamento. Por fim, apresentamos o ressonador não-linear a fibra, RNL, o acoplador não-linear a fibra, ANL, e o efeito de birrefringência em fibra no regime não-linear. Em particular, mostramos a possibilidade de controle e sincronização de RNLs usando controladores nebulosos, bem com a possibilidade de variação da curva de transmissividade do ANL com a variação do perfil da constante de acoplamento. Aproveitamos as características destes dispositivos em comunicações quânticas / Abstract: This thesis deals with interferometric and polarimetric quantum communication in optical networks. We span from quantum optics till set ups of optical communications systems using non-linear optical devices, inc1uding the math behind the quantum information theory. We start using continuous mode discretization and the Pegg-Bamett phase operator in a method to obtain both the photon number and the phase probability density functions, of a coherent state, from the electric field envelope. Then, we apply the method in a simulation of the quantum-cryptographic protocol BB84, in a lossy and dispersive fibre interferometer. In continuation, an optical equaliser, with its structure and equalisation algorithm, is proposed in order to correct the scrambled polarisation due to the propagation in the fibre. After this, we define the degree of purity for quantum states, in a two-dimensional Hibert space, and we find out its relationship with the quantum entropy. Then, we attack the most common quantum information concepts as quantum distinguishability, fidelity and mutual information using the degree of purity. At last, we describe the quantum entanglement and the most common measure entanglement. Finally, we show, using numerical simulations, the behaviour of a non-linear fiber resonator, RNL, of a non-linear fibre coupler, ANL, and of the fibre birefringence effect in non-linear regime. In particular, we demonstrate the possibility of control and synchronization of RNLs with fuzzy controllers, as well as the possibility of changing the transmissivity curve of an ANL with the variation of its coupler coefficient profile. We apply those non-linear devices in quantum communications systems / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Oseas Valente de Avilez Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-29T02:11:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_JoseCarlosJulianode_D.pdf: 808594 bytes, checksum: 9c4b8b693f94ec0e6d0e0787bedaf6f6 (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Orientador: Evandro Conforti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T02:46:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galdieri_FlavioJose_D.pdf: 39790965 bytes, checksum: 18db9fa30a7997dc5b78aedb2c47a930 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Analisa-se neste trabalho o efeito que o ruído acústico incidente sobre a fibra óptica tem na medida da largura de linha espectral do laser HeNe, utilizando experimentalmente o método auto-homódino com um interferômetro de Mach-Zehnder desbalanceado. O interferômetro tem um ramo com dois quilômetros mais longo que o outro, sendo a fibra enrolada em forma de bobina. As fases dos feixes da luz do laser são descorrelacionadas por atraso relativo dado pela bobina. Por razões práticas a linha de atraso foi construída com comprimento muito menor que o requerido, o que não atende a condição de não-correlação, na qual o tempo de atraso relativo é maior que o tempo de coerência do laser. Os resultados experimentais mostram que a linha espectral tem alta correlação com uma linha lorentziana e que a linha é alargada por intensificação do ruído acústico sobre a bobina de fibra. A abordagem teórica considera que o ruído acústico sobre a bobina tem os efeitos de levar o interferômetro a um regime quasi-coerente, descorrelacionando parcialmente as fases e de alargar a linha espectral por intensificação do ruído acústico nas ressonâncias da bobina. Simula-se o alargamento da linha com introdução de uma modulação harmônica no interferômetro. A simulação da bobina, modelada como uma casca cilíndrica de sílica com incidência de uma onda acústica calcula a variação do índice de refração, nas frequências próprias da casca cilíndrica. A partir destes resultados calcula-se o índice de modulação da onda acústica, com a técnica da matriz de transferência e obtêm-se, no espectro simulado com modulação de fase, a linha espectral alargada. Na parte experimental, o interferômetro foi montado em câmara de vácuo para controlar a intensidade do ruído acústico. Nas medições, o ruído acústico descorrelaciona as ondas por modulação. Devido a este efeito, a linha medida tem alta correlação com uma lorentziana e largura que aumenta com a pressão, que é a hipótese do presente trabalho / Abstract: We experimentally analyze the acoustic noise effect on the measurement of the HeNe laser spectral linewidth, using an unbalanced optical fiber Mach-Zehnder interferometer, with a two kilometers longer arm. The fiber is wounded on a reel. The measured spectra with self homodyne detection is a process where the original laser signal is split, propagate in the two arms, are coupled together before detection by a photo-diode. The measured signals are non-coherent, given by the relative delay longer than the coherence time in the long arm. For practical reasons, the delay line was built with a much shorter length than required to analyze the laser line, which limits the delay to a value smaller than the coherence time. The theoretical approach here considers the acoustic noise on the longer arm forcing the interferometer system to a quasi-coherent, partially uncorrelating regime. The overall effect is a broadening of the spectral line by the enhancement of acoustic noise in coil fiber resonances. The enlargement of the spectral line is simulated using the introduction of a harmonic modulation wave in the non-coherent regime. A three-dimensional simulation of the optical fiber coil shaped like a silica cylindrical shell, with incidence of an acoustic wave, calculates the variations of refractive index in the natural frequencies of the cylindrical shell through the elasto-optic tensor. The refractive index variation of this model is applied to obtain the modulation index of the light in the fiber, using the transfer matrix technique to simulate the phase modulated spectrum. In the experimental bench, the interferometer is mounted in a vacuum chamber to control the intensity of the acoustic noise effect. The results exhibit increasing spectral linewidth with the air pressure, always preserving a high correlation with a Lorentzian line. In the simulation of the interferometer with phase modulated ligth signals, the spectral line is also broadened. The experimental results is in agreement with the hypothesis of spectral line broadening caused by phase uncorrelated waves whose uncorrelation is enhanced by the acoustic noise random effects in the interferometer long arm optical fiber reel / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T17:18:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:50:53Z : No. of bitstreams: 1 139065.pdf: 35490138 bytes, checksum: afac04bd677e2e631121606f09d87097 (MD5)

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T01:31:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_FernandoFerreirade_D.pdf: 5797933 bytes, checksum: a063234832f57c466d1189c44c7fffaa (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Esta tese apresenta o estudo e o projeto de um processador eletrônico do sinal de um interferômetro de Sagnac a fibra óptica que procura atender especificações para aplicação em navegação inercial. Estudou-se o comportamento de Girômetros a fibra óptica com modulação de fase senoidal através de modelos e simulações de algumas técnicas de processamento do sinal fotodetectado. Procurou-se responder questões como o sinal mínimo detectável para processadores de sinal específicos, como a técnica Lock-in e da técnica Mean Value. A técnica Mean Value foi modificada visando facilitar a implementação eletrônica e melhorar o desempenho em relação à proposta original. Compromissos entre estabilidade e pontos de operação com melhor resolução, na medida da diferença de fase de Sagnac, foram estabelecidos para o processador projetado. Este processador foi aplicado a um giroscópio óptico projetado por pesquisadores do IEAv/CTA, em São José dos Campos/SP. / Abstract: This thesis presents the study and design of an electronic signal processor for an optical-fiber Sagnac interferometer aimed at inertial navigation applications. The fiberoptic gyroscope behavior under sinusoidal phase modulations was studied through models and simulation of some signal processing techniques. It was attempted to answer questions like lowest detectable signal for some particular processors, such as synchronous (lock-in) detection and mean value. Modifications to the mean value technique aimed at improving its performance and easing its electronics implementation are presented. Tradeoffs between stability and resolution in Sagnac phase difference measurement were determined for the processor designed and for specific points of operation. This processor was used to extract rotation information from a fiber-optic gyroscope designed and assembled by IEAV/CTA investigators based at São José dos Campos/SP. / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica