Este trabalho investigou a fotodegradação do corante Rodamina-B com o auxílio do catalisador semicondutor Dióxido de Titânio, utilizando como fonte de irradiação pulsos de 40 fs gerados por um sistema laser de Titânio - Safira. Os pulsos laser foram formatados espectralmente (modulação senoidal), gerando trens de pulsos cuja separação foi escolhida para ser ressonante com um modo Raman intenso do catalisador. A fotodegradação da Rodamina-B foi monitorada através de medidas de fluorescência excitada via absorção de dois fótons. Não observamos fotodegradação do corante mediante a irradiação com pulsos ultracurtos, mesmo na presença do catalisador, tanto para o pulso de menor duração alcançada quanto para os trens de pulsos com diferentes separações temporais. Contudo, observamos uma diminuição no espalhamento da luz de excitação devido às nanopartículas de Dióxido de Titânio. Este processo foi estudado com mais detalhes, tendo sido analisada a influência da formatação espectral senoidal no resultado da medida. A relação entre a irradiação com pulsos de femtossegundos e a quebra de aglomerados de nanopartículas foi intuída a partir dos resultados obtidos, sendo fortalecida por medidas de microscopia eletrônica de varredura de um filme das amostras. / This work investigated the photodegradation of Rhodamine-B assisted by Titanium Dioxide semiconductor catalyst, using as irradiation source a Ti:Sapphire laser system delivering 40 fs pulses. The laser pulses were spectrally shaped (sinusoidal modulation), generating pulse trains whose separation was chosen to be resonant with an intense catalysts Raman mode. The Rh-B photodegradation was monitored by two photon excited fluorescence measurements. We have not observed dye photodegradation by the ultrashort pulses irradiation, in the absence of the catalyst, neither with the shortest pulse obtained, nor with pulse trains. Nevertheless, we observed a decrease in the excitation light scattering due to the Titanium Dioxide nanoparticles. Such process was studied by analyzing the influence of sinusoidal spectral phase mask in the signal. The results indicate a relationship between femtosecond pulse irradiation and the breaking of nanoparticles clusters, which was also corroborated by scanning electron microscopy measurements.

Nesta dissertação apresentamos um trabalho de desenvolvimento e utilização de pulsos de radiofreqüência modulados simultaneamente em freqüência, amplitude e fase (pulsos fortemente modulados, SMP, do inglês Strongly Modulated Pulses) para criar estados iniciais e executar operações unitárias que servem como blocos básicos para processamento da informação quântica utilizando Ressonância Magnética Nuclear (RMN). As implementações experimentais foram realizas em um sistema de 3 q-bits constituído por spins nucleares de Césio 133 (spin nuclear 7/2) em uma amostra de cristal líquido em fase nemática. Os pulsos SMP´s foram construídos teoricamente utilizando um programa especialmente desenvolvido para esse fim, sendo o mesmo baseado no processo de otimização numérica Simplex Nelder-Mead. Através deste programa, os pulsos SMP foram otimizados de modo a executarem as operações lógicas desejadas com durações consideravelmente menores que aquelas realizadas usando o procedimento usual de RMN, ou seja, seqüências de pulsos e evoluções livres. Isso tem a vantagem de reduzir os efeitos de descoerência decorrentes da relaxação do sistema. Os conceitos teóricos envolvidos na criação dos SMPs são apresentados e as principais dificuldades (experimentais e teóricas) que podem surgir devido ao uso desses procedimentos são discutidas. Como exemplos de aplicação, foram produzidos os estados pseudo-puros usados como estados iniciais de operações lógicas em RMN, bem como operações lógicas que foram posteriormente aplicadas aos mesmos. Utilizando os SMP\'s também foi possível realizar experimentalmente os algoritmos quânticos de Grover e Deutsch-Jozsa para 3 q-bits. A fidelidade das implementações experimentais foi determinadas utilizando as matrizes densidade experimentais obtidas utilizando um método de tomografia da matriz densidade previamente desenvolvido. / This dissertation presents the development and use of radiofrequency pulses simultaneously modulated in frequency, amplitude and phase (Strongly Modulated Pulses, SMP) for creating initial states and executing logical operations used as building blocks for Quantum Information Processing via Nuclear Magnetic Resonance (NMR-QIP). The experimental implementations were carried out in a 3 qubits system accomplished by Cesium 133 nuclei (nuclear spin 7/2) in a nematic liquid crystal. The SMP pulses were theoretically constructed using a home made computer program, which is based in the Simplex Nelder-Mead optimization procedure. Using this program, the SMP were optimized to the desired quantum logical operation with shorter durations than those achieved with conventional sequence of pulses and free evolutions as used in most NMR applications. This has the advantage of reducing decoherence effects that may appear as a results of the system relaxation. The main theoretical concepts are discussed together with the main experimental difficulties found in the SMP optimizations and executions. As application examples, the pseudo-pure state used as input for NMR-QIP and a 3 qubit logical gate were obtained. Besides, using the SMP\'s, the Grover and Deutsch-Jozsa quantum algorithms were experimentally executed. The experimental performance of the implementations was evaluated by a fidelity parameter calculated from the output density matrix, which were obtained using a quantum state tomography method previously developed.

Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-06T15:13:28Z No. of bitstreams: 2 tese_MarcoPoloMoreno.pdf: 5025898 bytes, checksum: ac91337962a78e4573af92599eea0dec (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T15:13:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 tese_MarcoPoloMoreno.pdf: 5025898 bytes, checksum: ac91337962a78e4573af92599eea0dec (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq ; CAPES; FACEPE, / Apresentamos uma abordagem, com ênfase no domínio das frequências, para o problema da excitação de átomos por um trem de pulsos ultracurtos. Trabalhamos no regime de acumulação coerente, no qual o intervalo de tempo entre os pulsos é menor do que os tempos de relaxação do meio. Primeiramente, revisamos os fundamentos da interação coerente entre lasers, contínuos e pulsados, e sistemas atômicos, onde introduzimos o formalismo da matriz densidade para um sistema de dois níveis. Este formalismo é depois estendido para sistemas de três níveis na configuração tipo lambda e em cascata. Utilizamos a solução numérica das equações de Bloch integradas no tempo para modelar a impressão do pente de frequências no perfil Doppler de um vapor de átomos de rubídio na presença de um feixe de prova contínuo. No regime de campo fraco, apresentamos um tratamento teórico para a coerência atômica induzida por um trem de pulsos em átomos de dois níveis, que nos permitiu chegar a uma solução fechada para a coerência em termos dos modos do pente de frequências. Essa abordagem, no domínio da frequência, é usada para analisar o armazenamento coerente de população em um sistema de três níveis do tipo lambda, nas proximidades das ressonâncias de um e de dois fótons. A partir de resultados numéricos e analíticos, obtemos um pente de linhas de transparência eletromagneticamente induzida (EIT). Propomos a observação experimental desse pente de EIT no perfil Doppler através de um feixe de prova contínuo. Por fim, empregamos a abordagem no domínio das frequências para modelar resultados de dois experimentos. No primeiro, usamos um laser de diodo contínuo para sondar o bombeio óptico induzido por um laser de Ti:safira com 1 GHz de taxa de repetição em vapor de átomos de rubídio. A alta taxa de repetição permitiu resolver as transições hiperfinas para os estados 5P1/2 e 5P3/2. Discutimos os resultados obtidos a partir das técnicas de espectroscopia seletiva em velocidade e da espectroscopia com taxa de repetição. No segundo experimento, usamos a ação combinada do laser de diodo e do trem de pulsos ultracurtos na transição ressonante por dois fótons 5S−5P−5D para fazer espectroscopia dos níveis hiperfinos 5D3/2 e 5D5/2. O experimento é realizado sem travar a frequência de off-set do laser de Ti:safira, a qual estimamos a partir dos resultados experimentais.

Orientadores: Rui Fragassi Souza, Hugo Luiz Fragnito e Kevin Smith / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T04:14:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pataca_DanielMoutinho_D.pdf: 11418285 bytes, checksum: bb06e5240145c75e0212e0d5538eb5f4 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A geração, amplificação e propagação de pulsos curtos na segunda janela de comunicações ópticas é apresentada nesta tese. Desenvolveu-se dois tipos de fontes de pulsos curtos: laser mode-locked a fibra de fluoreto dopada com praseodírnio e laser sernicondutor DFB com chaveamento de ganho. Caracterizou-se os principais parâmetros de propagação das fibras de fluoreto e montou-se diversas configurações de lasers a fibra. Além de lasers CW e CW sintonizáveis, desenvolveu-se três lasers mode-locked onde o sincíonismo de modos foi obtido a partir: dos pulsos de bombeio, de um modulador de fase e do mecanismo da modulação de fase cruzada. O laser mode-locked com modulação de fase cruzada utilizou pulsos de luz da terceira janela de comunicações para o sincronismo de modos, o que representa uma interface entre janelas e apresentou uma maneira simples de se produzir pulsos de luz "claros" e "escuros". Foram feitos experimentos de propagação de sólitons por dezenas de quilômetros de fibras, do mesmo tipo das implantadas na maioria dos sistemas de comunicações. Estes sólitons foram gerados por uma fonte com um laser DFB e uma fibra de dispersão deslocada, para a compensação do chirp provocado pelo chaveamento de ganho do laser / Abstract: A study on short pulse generation, amplification and propagation in the second optical communication window is presented in this thesis. Two kinds of sources were developed: a mode-Iocked praseodymium-doped fluoride fibre laser and a gain-switched DFB semiconductor laser. The main fibre propagation parameters were characterised. A number of fibre laser configurations were assembled, including CW, tuneable CW lasersand three mode-Iocked lasers where the mode synchronism was achieved fro~: the pump pulses, a phase-modulator and the cross-phase modulation mechanism. The cross phase modulation mode-Iocked laser employed pulses from the third communication window for the mode synchronism, which represented an interface between windows and demonstrated a simple way of bright and dark optical pulses generation. Solitons, from a gain-switched DFB laser and a dispersion-shifted fibre chirp compensation stage, were transmitted through dozens of standard fibre kilometres / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-11-14T12:21:52Z No. of bitstreams: 1 Sirleide Maria de Menezes.pdf: 1658917 bytes, checksum: 9afadd73ca19e451b3c75a436ba51168 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-14T12:21:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sirleide Maria de Menezes.pdf: 1658917 bytes, checksum: 9afadd73ca19e451b3c75a436ba51168 (MD5) Previous issue date: 2018-07-24 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The pulse irrigation appears to give support for handling and promote increases in the quantity and quality of the products. This technique has presented resulted significantly with respect to the water economy, however, little is known on its relation to the mineral nutrition of the plants. Coriander (Coriandrum sativum L.) is an important vegetable in the socioeconomic scenario of the country, there is little information about mineral nutrition and cropping systems. The objective of this study was to evaluate the effect of pulsed and continuous drip irrigation on nutritional status and accumulation of dry matter and nutrients by coriander. The experiment was conducted from August to September 2017, in a protected environment in the Agronomy Department of the Universidade Federal Rural of Pernambuco - Recife, PE, Brazil. The design was a randomized complete block design in a 2 x 5 factorial schemes with three replications. The treatments were composed of two types of fertigation application (pulsed and continuous fertigation) and five fertigation replacement blades (40, 60, 80, 100 and 120% of the crop evapotranspiration - ETc). For the pulsed fertigation, six pulses with a 60-minute rest interval between two applications were defined. Pulsed fertigation combined with ETc replacement blades lower than 100% provided higher P, S, Fe and Mn leaf contents. Continuous fertigation with the 100% ETc blade induced sulfur deficiency in the crop and, combined with 40% blade provided the highest Ca content. ETc replacement blades from 82.7 and 40%, regardless of the type of application, provide nitrogen and magnesium foliar contents, respectively. Continuous fertigation reduced potassium leaf content and pulsed magnesium contents, but not to the point of causing nutritional disorder. The ETc replacement blades positively influenced the accumulation of dry matter and of all nutrients (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu and Zn) studied. Pulsed fertigation promoted the highest accumulations of dry mass, N, P, K, Fe, Mn, Cu and Zn, and reduced the accumulation of Ca by the crop. The highest accumulations of K, Mn, Cu and Zn were obtained with the application of pulsed Fertigation combined with ETc replacement blades lower than 100%. The accumulation of nutrients by the crop in both types of fertigation application decreased in the following order: K> N> Ca> P> Mg> S> Fe> Mn> Zn> Cu. / A irrigação por pulsos, surge para dar suporte ao manejo de irrigação e promover incrementos na quantidade e qualidade dos produtos. Essa técnica tem apresentado resultados significativos no que diz respeito à economia de água, no entanto, pouco se sabe sobre sua relação com a nutrição mineral das plantas. Sendo o coentro (Coriandrum sativum L.) uma hortaliça importante no cenário socioeconômico do país, poucas são as informações acerca da nutrição mineral e sistemas de cultivo. Deste modo, objetivou-se avaliar o efeito de lâminas de fertirrigação por gotejamento pulsado e contínuo sobre o estado nutricional e acúmulo de massa seca e de nutrientes pela cultura do coentro. O experimento foi conduzido no período de agosto a setembro de 2017, em ambiente protegido no Departamento de Agronomia da Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, PE, Brasil. O delineamento foi em blocos casualizados em esquema fatorial 2 x 5, com três repetições. Os tratamentos foram compostos por dois tipos de aplicação de fertirrigação (fertirrigação pulsada e contínua) e cinco lâminas de reposição da fertirrigação (40, 60, 80, 100 e 120% da evapotranspiração da cultura-ETc). Para a fertirrigação pulsada foram definidos seis pulsos com intervalo de 60 minutos de repouso entre duas aplicações. A fertirrigação pulsada combinada com lâminas de reposição da ETc inferiores a 100% proporcionaram maiores teores foliares de P, S, Fe e Mn. A fertirrigação contínua com a lâmina de 100% da ETc induziu deficiência de enxofre na cultura e, combinada com a lâmina de 40% proporcionou o maior teor de Ca. Lâminas de reposição da ETc a partir de 82,7 e de 40%, independentemente do tipo de aplicação, proporcionam teores foliares, respectivamente, de nitrogênio e de magnésio considerados adequados. A fertirrigação contínua reduziu os teores foliares de potássio e, a pulsada os teores de magnésio, mas não a ponto de causar desordem nutricional. As lâminas de reposição da ETc influenciaram positivamente o acúmulo de massa seca e de todos os nutrientes (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu e Zn) estudados. A fertirrigação pulsada promoveu os maiores acúmulos de massa seca, N, P, K, Fe, Mn, Cu e Zn, e reduziu o acúmulo de Ca pela cultura. Os maiores acúmulos de K, Mn, Cu e Zn foram obtidos com a aplicação da fertirrigação pulsada combinada com lâminas de reposição da ETc inferiores a 100%. O acúmulo de nutrientes pela cultura do coentro em ambos os tipos de aplicação de fertirrigação decresceu na seguinte ordem: K > N > Ca > P > Mg > S >Fe > Mn > Zn > Cu.

Orientador: Luis Eduardo Evangelista de Araujo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T22:09:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_AntonioAugusto_D.pdf: 11187832 bytes, checksum: 3ffb3d078fef8dd053b760fc0342ec6f (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta tese apresentamos um estudo teórico da interação coerente entre trens de pulsos ultracurtos e sistemas atômicos simples de dois e três níveis, este último na configuração L. Primeiramente avaliamos a situação em que um trem de pulsos ultracurtos não só sonda um sistema de três níveis na configuração L, mas também leva o átomo à configuração do átomo vestido. Nessas condições estudamos o efeito do acúmulo coerente de excitação na transparência eletromagneticamente induzida (EIT) experimentada pelo trem de pulsos ultra-curtos. Mostramos que os parâmetros do trem de pulsos ( área do pulso, diferença de fase entre pulsos consecutivos e período de repetiçãco dos pulsos) determinam a dinâmica da formação da EIT. Em seguida estudamos os efeitos da propagação do trem de pulsos ultracurtos através de um meio atômico estendido, constituído por sistemas de dois e três níveis na configuraçãco L. Mostramos que no caso em que o meio é constituído por sistemas de dois níveis a frequência central dos pulsos é rapidamente removida devido à propagação, prejudicando o efeito de acúmulo coerente. Já para o meio constituído por sistemas de três níveis o efeito acumulativo é observado e coerência é transferida ao meio, levando a uma sobreposição linear entre os níveis fundamentais, sobreposição esta que está associada à formação da EIT. Após um número suficientemente grande de pulsos o meio se torna transparente aos pulsos subsequentes que se propagam sem sofrer alterações em seu perfil temporal e espectral. Outra situação que estudamos nesta tese é aquela onde o sistema atômico é excitado por um campo contínuo monocromático levando o átomo à configuração do "átomo vestido". Este sistema é, então, investigado por um trem de pulsos ultracurtos. Neste caso mostramos que a utilização do trem de pulsos ultracurtos permite a realização de espectroscopia de alta resolução dos estados atômicos vestidos induzidos pelo campo contínuo monocromático / Abstract: In this thesis we present a theoretical study about the coherent interaction between a train of ultrashort pulses with two- and three-level atomic systems, this last in the L configu-ration. Firstly, we investigated the situation at which a train of ultrashort pulses not only probes the three-level system in the L configuration, but also drives the atom to its dressed configura-tion. Under these conditions, we studied the effects of the coherent accumulation of excitation on the electromagnetically induced transparency (EIT) of the train of ultrashort pulses. We showed that the pulse train parameters (area, repetition period, and phase between successive pulses) play a significant role in establishing EIT. Then, we study the effects of propagation through an extended sample of two- and three-level atoms. We showed that in the two-level case, absorption of the pulse¿s resonant frequency by the atoms quickly compromises the accumulation of excitation. In the three-level case, the accumulative effect occurs, and the pulse train transfers coherence between the two lower states of the atoms, driving population into a dark superposition state. Such a superposition is related to the EIT formation and after a large enough number of pulses, the medium becomes transparent to the driving pulses. Later pulses in the train propagate through the atomic medium with both their amplitude and temporal profile preserved. Another configuration that we investigated in this thesis is that at which the atomic system is excited by a monochromatic cw laser that drives the atom to its dressed configuration. Such a system is then probed by an ultrashort pulse train. In this case, we showed that an ultrashort pulse train can be used to perform high-resolution spectroscopy of dressed atomic states / Doutorado / Física Atômica e Molecular / Doutor em Ciências

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-01T08:04:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinícius Vaz da Cruz - 2015.pdf: 2292478 bytes, checksum: 170721177f0dc0267e59c8d54868ae20 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-01T08:06:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinícius Vaz da Cruz - 2015.pdf: 2292478 bytes, checksum: 170721177f0dc0267e59c8d54868ae20 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-01T08:06:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinícius Vaz da Cruz - 2015.pdf: 2292478 bytes, checksum: 170721177f0dc0267e59c8d54868ae20 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This dissertation presents a wavepacket simulation study of the H + HCl collinear reaction when the HCl molecule is initially prepared by an infrared laser pulse in a coherent superposition of vibrational states. A detailed discussion of wavepacket motion, reactive flux and reaction probabilities as function of the superposition state parameters is presented. We apply the flux formalism to derive an analytical expression for the reaction probabilities, which is then used to analyse our numerical simulations. The results show a strong phase dependence of the reaction probabilities, as well as the spatial distribution of the reactant molecules. The full reaction probability surface is computed for two average collision energies, and the enhancement and suppression of the H+HCl!H2+Cl reaction channel is discussed in terms of the surface’s critical points. / Esta dissertação apresenta o estudo por meio de simulações de pacote de ondas das colisões colineares H + HCl quando a molécula de HCl é preparada por pulsos de laser de infravermelho em uma superposição de níveis vibracionais. É feita uma discussão detalhada do movimento do pacote de ondas, fluxo reativo e probabilidades de reação em termos dos parâmetros da superposição de estados. Nós aplicamos o formalismo de fluxo para deduzir uma expressão analítica para as probabilidades de reação, a qual é então utilizada na análise de nossas simulações numéricas. Os resultados mostram uma grande dependência das probabilidades de reação com a fase e com a distribuição espacial das moléculas reagentes. A superfície completa de probabilidade de reação é calculada para duas energias de colisão médias, e as condições de melhora e supressão da reação H+HCl!H2+Cl é discutida em termos dos pontos críticos da superfície.

Neste trabalho é feito um estudo da formatação de pulsos ultracurtos de laser de Ti:Safira para a geração de segundo harmônico em cristal de KDP. Para a formatação dos pulsos, é utilizado um aparato que inclui um modulador espacial de luz de cristal líquido (LC SLM), que altera unicamente a fase espectral dos pulsos. Este aparelho tem a vantagem de não introduzir perdas durante a propagação da luz, além de sua ação ser controlada via computador, através de um software em LabVIEW. Utilizando uma função senoidal, é feito um estudo das limitações do controle da geração do segundo harmônico provindas da pixelação do LC SLM, isto é, do fato de que os elementos moduladores possuem tamanhos finitos e produzem uma modulação discreta ao longo das componentes espectrais do pulso. É apresentada a geração de luz sintonizável em torno de 400 nm por duplicação de frequências de pulsos cuja fase espectral é modulada por uma soma de funções senoidais de frequências diferentes. A largura de banda do ultravioleta produzido é da ordem de 1 nm, em contraste com a largura de linha de cerca de 12 nm do segundo harmônico gerado na ausência de modulação do pulso fundamental. A sintonização é feita basicamente através de uma varredura na fase das funções moduladoras do pulso fundamental. Esse tipo de sintonização nessa região do espectro possui algumas aplicações, tais como a microscopia seletiva por dois fótons ou mesmo a espectroscopia de um fóton. Para comprovar a utilidade da geração de segundo harmônico sintonizável, é apresentada uma medida espectroscópica da transmissão em uma amostra de cloreto de európio, sendo que os resultados obtidos concordaram com as medidas da mesma amostra realizadas em um espectrofotômetro, com o mínimo de transmissão em cerca de 394 nm. / This work presents a study on the shaping of ultrashort pulses of a Ti:Sapphire laser for second harmonic generation in KDP crystals. To achieve the pulse shaping, a setup based on a phase-only crystal-based spatial light modulator (LC SLM) is used. This device has the advantage of low loss, and can be computer controlled, by means of a LabVIEW software. The use of a sinusoidal function, allows to study the limitations of the second harmonic generation due to the pixelation of the LC SLM, i. e., due to the fact that the modulating elements have finite sizes and produce a stepwise modulation along the spectral components of the pulse. The generation of tunable light around 400 nm by frequency doubling of laser pulses is presented for the case where the spectral phase is modulated by a sum of sinusoidal functions with different frequencies. The linewidth of the ultraviolet band produced is narrower than 1 nm, in contrast to the 12 nm linewidth of the non-modulated incident spectrum. The tuning is done primarily through a sweep in the phase of the modulating functions of the fundamental pulse. The possibility of tuning in this region of the spectrum has a few applications, such as in selective two-photon microscopy or even in one photon spectroscopy. To demonstrate the usefulness of tunable second harmonic generation, a spectroscopic measurement of the transmission in a sample of europium chloride is presented, and the results agreed with the measures of those performed in a spectrophotometer, with the minimal transmission occurring around 394 nm.

Revestimentos superficiais são aplicados à muitas ferramentas de usinagem na indústria metalúrgica com o intuito de melhorar a eficiência de corte e aumentar sua vida útil. Neste trabalho foram realizados testes para remoção do recobrimento de nitreto de titânio alumínio (TiAlN) em pastilhas de carboneto de tungstênio (WC-Co), utilizando um feixe laser de pulsos ultracurtos. Após a determinação dos limiares de dano do filme e do substrato foram ablacionados na superfície do recobrimento, traços utilizando duas condições de ablação. Inicialmente operou-se no regime de baixa fluência do filme, e posteriormente no regime de baixa fluência do substrato, muito abaixo do limiar do filme, aplicando-se alta sobreposição de pulsos. Um sistema de espectroscopia de emissão atômica induzida por laser (LIBS) foi montado para monitoramento dos materiais presentes no plasma gerado pelo laser, porém o sistema não apresentou sensibilidade suficiente para leitura da baixa intensidade do plasma proveniente do processo e não foi utilizado. Após a análise dos traços por microscopia eletrônica, perfilometria óptica e espectroscopia por fluorescência de Raios-X, não foi possível determinar um processo seguro para realizar a remoção seletiva do filme em questão, porém, devido aos dados obtidos e observações dos resultados em alguns traços, novas possibilidades foram levantadas, abrindo a discussão para a realização de trabalhos futuros. / Surface coatings are applied to many cutting tools in the metallurgical industry in order to improve cutting efficiency and extend its useful life. In this work, tests were performed to remove the coating of titanium aluminum nitride (TiAlN) on tungsten carbide (WC-Co) pellets, using an ultrashort laser pulses beam. After determination of the damage thresholds of the film and the substrate, were ablated on the surface of the coating lines using two ablation conditions, it was initially operated on the low fluence regime for the film, and later on the low fluence regime of the substrate, far below the threshold of the film, applying high overlapping pulses. A laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) system was set up to monitor the materials present in the plasma generated by the laser, but the system did not present sufficient sensitivity to read the low intensity of the plasma generated in the process and was not used. After the analysis of the traces by electron microscopy, optical profilometer and X-ray fluorescence spectroscopy, it was not possible to determine a safe process to carry out the selective removal of the film in question, however, due to the data obtained and observations of the results in some traces, new possibilities were raised, opening the discussion for future work.

Este trabalho tem por objetivo o estudo de dispersão de pulsos ultracurtos em estruturas metamateriais para a faixa de micro-ondas. Como é bem sabido, os metamateriais são estruturas altamente dispersivas em qualquer faixa de frequências. Essas características dispersivas são normalmente tratadas como deletérias para a propagação de pulsos. Entretanto, nesta dissertação é demonstrado que essas mesmas características podem produzir efeitos benéficos em certas aplicações. Para isso é realizada uma análise teórica detalhada das características de dispersão de células metamateriais de diferentes geometrias. Adicionalmente, é investigada a propagação de um pulso gaussiano em meios metamateriais infinitos com o objetivo de melhor compreender fenomenologia por trás dos efeitos de dispersão nesses materiais. É também apresentado um novo procedimento de homogeneização de metamateriais que permite descrever estes meios de maneira mais precisa e com menor custo computacional que métodos encontrados na literatura. Esse método é baseado em modelos materiais conhecidos, como os de Lorentz e Drude. Este trabalho também apresenta uma nova abordagem para compressão de pulsos e compensação de dispersão por meio da propagação de pulsos de micro-ondas chirpados em metamateriais no regime de refração negativa. Para conseguir esse efeito, são investigadas placas de metamateriais com espessuras de 1, 3, 5 e 7 células metamateriais utilizando o método das diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD) juntamente com técnicas de extração de parâmetros. É demonstrado que com o controle do chirp inicial do pulso, em associação com a densidade/geometria das células metamateriais e de sua resposta em frequência, é possível não só compensar o alargamento temporal desses pulsos devido à dispersão cromática como também realizar a compressão temporal por um fator de 2. / The goal of this work is to study the dispersion of ultra-short microwave pulses in metamaterials structures. It is well known that metamaterials are highly dispersive structures in any frequency range. These dispersive characteristics are normally treated as deleterious to pulse propagation. However, in this dissertation it is demonstrated that these characteristics can produce beneficial effects in certain applications. This assertion is addressed through a theoretical analysis of the dispersion of metamaterials cells of different geometries. In addition, it is investigated the propagation of a gaussian pulse through an infinite homogeneous metamaterial structure aiming at improving our understanding of the phenomenology behind dispersion effects in such media. It is also presented a new homogenization procedure for metamaterials that allows these media to be described in a more realistic manner and with computational cost lower than those currently found in the literature. This procedure is based on well known material models, such as Drude and Lorentz models. This work also introduces an efficient technique for pulse compression and dispersion compensation via propagation of chirped microwave pulses through metamaterials in the negative refraction regime. To accomplish this, it is investigated infinitely wide metamaterial slabs with thicknesses of 1, 3, 5, and 7 cells with a finite difference in time domain method together with a parameter extraction technique. It is demonstrated that by controlling the chirp of the initial pulse, in association with the metamaterial cell density/geometry and frequency response, it is possible not only to compress the pulse (by a factor of 2), but also to compensate pulse broadening due to chromatic dispersion.