RESUME Parmi les divers processus permettant l'amplification optique indispensable aux systèmes de télécommunications par fibre, l'effet Raman, basé sur l'échange de puissance entre un signal et un laser de pompe de fréquence supérieure à travers un couplage avec les vibrations moléculaires de la silice, permet d'amplifier à n'importe quelle longueur d'onde avec une grande bande passante. Un des inconvénients majeurs de cette technique est la forte puissance optique nécessaire à sa réalisation qui génère l'apparition de nombreux effets non linéaires potentiellement dommageables pour la bonne transmission du signal. L'interaction des effets Kerr ou de la diffusion Brillouin avec les autres caractéristiques de la propagation dans les fibres peut entraîner une diminution des performances. Dans la première partie de cette thèse, nous décrivons un nouveau processus d'élargissement spectral induit par l'effet Kerr dans les amplificateurs Raman fibrés. Nous avons également mis à jour ce même processus dans les lasers Raman. L'application de ce phénomène à la suppression de la diffusion Brillouin est ensuite démontrée avec succès. La deuxième partie de ce travail démontre comment tirer avantage des effets non linéaires afin de générer des impulsions optiques de haute puissance dans un laser Raman fibré. Enfin, dans la troisième partie, nous proposons et démontrons l'application de deux nouvelles méthodes de caractérisation à la mesure de la distribution des effets Raman et Kerr le long des fibres optiques grâce à une technique de réflectométrie optique cohérente. SUMMARY Among the various processes that allow optical amplification that is required for fiber telecommunication systems, the Raman effect, based on the power exchange between a signal and a pump laser with higher frequency through a coupling with molecular vibrations of silica, enables to amplify at any wavelength with a large bandwidth. One of the major drawbacks of this technique is the high power required to realize it, generating the appearance of numerous nonlinear effects, potentially harmful for the quality transmission. The interplay between Kerr effects or Brillouin scattering and other propagation characteristics of optical fibers can lead to a decrease of the performances. In the first part of this thesis we describe a new broadening mechanism induced by the Kerr effect in Raman fiber amplifiers. This effect was also discovered in Raman fiber lasers. An application of this phenomenon as an efficient way to suppress Brillouin scattering is then successfully demonstrated. The second part of this work demonstrated how to take advantage of optical nonlinearities to generate high peak power pulses with a Raman fiber laser. Finally, in the third part, we propose and demonstrate the application of two new methods to measure the spatial distribution of Raman and Kerr effects along optical fibers thanks to a coherent optical reflectometry technique.

Tez (Yüksek Lisans) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, 2009. / Kaynakça var.

published_or_final_version / Chemistry / Master / Master of Philosophy

Περίπου το 60-70 % της οστεϊκής μάζας αποτελείται από ανόργανα μεταλλικά άλατα και το υπόλοιπο είναι οργανικό υπόστρωμα και νερό. Το κύριο ανόργανο συστατικό είναι ένα μη-στοιχειομετρικό ανάλογο του υδροξυαπατίτη, Ca10(PO4)6(OH)2, (BioHAp) o οποίος απαντάται στην φύση και η οργανική φάση είναι κυρίως (90%) κολλαγόνο τύπου I (COL) ενώ το υπόλοιπο 10 % απαρτίζεται από μια ποικιλία ενώσεων όπως γλυκοπρωτεΐνες, λιπίδια και ένζυμα. Η μελέτη των οστών ως προς της χημική τους σύσταση μπορεί να δώσει χρήσιμα στοιχεία σχετικά με τις ασθένειες των οστών όπως οστεοπόρωση, οστεοπέτρωση, οστεομαλακία, κλπ. αλλά και να βοηθήσει στην αξιόπιστη διάγνωσή τους. Παραδοσιακές αναλυτικές τεχνικές έχουν χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση της χημικής σύστασης των οστών, όπως είναι η ηλεκτρονική μικροσκοπία, η περιθλασιμετρία ακτίνων Χ αλλά και η κλασική χημική ανάλυση. Η χρήση αυτών των τεχνικών έχει αποδειχτεί χρονοβόρα, δύσχρηστη και επιπλέον τις περισσότερες φορές είναι καταστρεπτικές για το δείγμα. Η ιδανική αναλυτική τεχνική θα ήταν αυτή που θα απαιτούσε την ελάχιστη προετοιμασία των δειγμάτων χωρίς να υπάρχουν απώλειες στην ποιότητα των πληροφοριών που συλλέγονται από αυτή. Γι’ αυτούς τους λόγους, η φασματοσκοπία Raman θεωρείται ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για τη «χαρτογράφηση» και μελέτη της χημικής σύστασης των οστών. Στην παρούσα εργασία διερευνήθηκε αν η φασματοσκοπία Raman, μια μη καταστροφική δονητική τεχνική με δυνατότητα για σημείο-προς-σημείο ανάλυση ενός υλικού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αυτό το σκοπό. Από κνημιαία βοοειδή οστά λήφθηκαν φάσματα Raman από το συμπαγές (cortical) και από το σπογγώδες (trabecular) τμήμα του οστού. Για τη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν οι χαρακτηριστικές Raman ενεργές δονήσεις στα 960 cm-1 (ν1 PO4 3-) και 2939 cm-1 ν(CH2) για το βιοαπατίτη (BioHAp) και το κολλαγόνο (Col), αντίστοιχα. Τα φάσματα από το συμπαγές και το σπογγώδες τμήμα δεν ήταν άμεσα συγκρίσιμα λόγω της ισχυρής παρουσίας φωσφολιπιδίων και άλλων ουσιών του μυελού των οστών οι οποίες βρίσκονταν στο δικτυωτό τμήμα του οστού. Αναπτύχθηκε πρωτόκολλο απομάκρυνσής τους χωρίς να αλλοιωθεί χημικά το κολλάγονο ή ο βιο-απατίτης, το οποίο διαπιστώθηκε με τηνανάπτυξη πρωτοκόλλων απομόνωσης του βιο-απατίτη και του κολλαγόνου αντίστοιχα. Μετά τον καθαρισμό, λήφθηκε ξανά το φάσμα Raman και χρησιμοποιώντας τους λόγους των δονήσεων BioHAp/Col βρέθηκε ότι ο βιο-απατίτης ήταν περισσότερος στο συμπαγές τμήμα από ότι στο σπογγώδες σε σχέση με το κολλαγόνο. Για την επιβεβαίωση των παραπάνω αποτελεσμάτων μετρήθηκε το ασβέστιο και τα φωσφορικά στα ίδια δείγματα χρησιμοποιώντας τη φασματοσκοπία ατομικής απορρόφησης με χρήση της μεθόδου των σταθερών προσθηκών και τη φασματοφωτομετρία υπεριώδους-ορατού, αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα από τις δύο παραπάνω τεχνικές επιβεβαίωσαν ότι το ποσοστό βιο-απατίτη στα συμπαγή οστά είναι μεγαλύτερο σε σχέση με τα σπογγώδη. / Bone is a composite formed by the mineralization of an organic matrix (largely collagen) by the nucleation and growth of a mineral highly resembling calcium hydroxyapatite, Ca10(PO4)6(OH)2, (BioHAp) within the matrix. Seventy percent of mature bone is consisted of the inorganic phase while the organic matrix and water accomplish the rest. The organic phase is predominantly (90%) composed of collagen type I (Col) while a range of other substances such as glycosaminoglycans, glycoproteins, lipids, peptides and enzymes, contribute only to the remaining 10%. Knowledge of the BioHap/Col ratio can permit reliable diagnosis of bone diseases such as osteoporosis, osteopetrosis and osteomalacia. Traditional tools used in assessing the chemical composition of bone include electron microscopy, X-ray diffraction and wet chemical analysis. Usage of such techniques has been proved time-consuming and cumbersome. Furthermore, during the application of these techniques the tissue is exposed to stresses that alter its structure and/or composition. The ideal analytical tool would be one in which minimal tissue preparation is required, whilst allowing no loss of the amount and quality of information derived from the technique. For these reasons the technique of Fourier transform Raman spectroscopy was utilized. In this work Raman spectroscopy, a nondestructive vibrational technique, which permits point-by-point analysis (“mapping”) of a specimen, was applied as a tool for bone chemical analysis. Raman spectra of the cortical and trabecular part of shinbones were recorded. The characteristic Raman vibrations at 960 (v1 PO4 3-) and 2939 cm-1 v(CH2) for BioHAp and collagen, respectively, were used. In order to avoid overlapping of the Raman bands before recording the spectra a sequestration protocol for cleaning the bones from the lipids and the other substances of bone marrow was developed and applied. In order to testify it, two more protocols of isolation bio-apatite and collagen were developed and applied respectively. It was found that the ratio of the Raman intensities BioHAp/Col for the trabecular bone to be lower than the cortical one. For verification purposes the concentrations of calcium and phosphates in the same samples were determined using atomic absorption spectroscopy and the UV-Vis spectroscopy, respectively. It was found that indeed the percentage of bio-apatite in cortical bones is larger than in the trabecular bones.

No description available.

Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 2008. / Also available in print.

Thesis (M.S.)--Youngstown State University, 2008. / Includes bibliographical references (leaves 61-64). Also available via the World Wide Web in PDF format.

Thesis (Ph. D.)--West Virginia University, 1999. / Title from document title page. Document formatted into pages; contains xvii, 169 p. : ill. Vita. Includes abstract. Includes bibliographical references.

Title from PDF of title page (University of Missouri--Columbia, viewed on Feb 23, 2010). The entire thesis text is included in the research.pdf file; the official abstract appears in the short.pdf file; a non-technical public abstract appears in the public.pdf file. Dissertation advisor: Dr. Mengshi Lin. Vita. Includes bibliographical references.

Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 1998. / Includes bibliographical references (leaves 84-87).