Análise do Desempenho de Amplificadores Ópticos Semiconductores Reflectivos em Redes Ópticas de Acesso da Próxima Geração

O constante crescimento de aplicações Internet têm vindo a contribuir para a necessidade do aumento de largura de banda na rede de acesso, o que fomenta a procura de novas soluções para redes de acesso de fibra óptica. Nesse contexto, soluções conhecidas como transmissores independentes do comprimento de onda (WIT wavelengthindependent transmitters) isto é, soluções para emissores que possam operar numa ampla gama de comprimentos de onda, poderão ser muito úteis. Sendo uma das mais promissoras o amplificador óptico semiconductor reflectivo (RSOA). Nesta dissertação foi implementado um modelo simplificado do RSOA que permite eficientemente determinar as suas características estáticas e dinâmicas. Foi também implementado um modelo de simulação, em Matlab, que permita estudar o desempenho de um sistema de comunicação por fibra óptica que utiliza RSOA e técnicas de modulação digital por desvio de fase com M estados (M-PSK M-ary Phase Shift Keying). Com o modelo de simulação foi avaliada qual a taxa de transmissão máxima atingível. A avaliação do desempenho foi feita através do cálculo da magnitude do vector erro (EVM Error Vector Magnitude), considerando os vários blocos implementados. Foi determinado o ponto óptimo de funcionamento do RSOA, sendo também avaliado do desempenho de sistema de transmissão, usando diferentes parâmetros do sinal M-PSK (M=4,16,64) com taxa de transmissão de 1Gbits/s e 10 Gbits/s considerando vários comprimentos de fibra óptica.

Análise de conversores de frequência óptica baseados em amplificadores ópticos semicondutores

Dissertação de mest. em Engenharia de Sistemas e Computação, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2002

Modelos de dispositivos de microondas e ópticos através de redes neurais artificiais de alimentação direta

This dissertation contributes for the development of methodologies through feed forward artificial neural networks for microwave and optical devices modeling. A bibliographical revision on the applications of neuro-computational techniques in the areas of microwave/optical engineering was carried through. Characteristics of networks MLP, RBF and SFNN, as well as the strategies of supervised learning had been presented. Adjustment expressions of the networks free parameters above cited had been deduced from the gradient method. Conventional method EM-ANN was applied in the modeling of microwave passive devices and optical amplifiers. For this, they had been proposals modular configurations based in networks SFNN and RBF/MLP objectifying a bigger capacity of models generalization. As for the training of the used networks, the Rprop algorithm was applied. All the algorithms used in the attainment of the models of this dissertation had been implemented in Matlab

Expansão da capacidade de transmissão de sistemas ópticos através da tecnologia WDM: um estudo de caso sobre o sistema da Eletronorte

Esta dissertação de mestrado apresenta dois projetos, sendo um referente ao sistema Tramo Oeste, e o outro ao sistema Pará – Maranhão; relacionado ao trecho Marabá – Santa Maria, com bombeamento remoto e amplificação Raman. A dissertação trata da expansão da capacidade de transmissão do sistema óptico da Eletronorte, no Tramo Oeste. Atualmente, esse sistema opera à taxa STM1 (155 Mb/s). Também é usada uma nova tecnologia para eliminação de estações repetidoras, através do bombeamento remoto. Essa técnica se fundamenta no uso de amplificadores ópticos bombeados remotamente, por meio das fibras ópticas do cabo OPGW (Optical Ground Wire) já instaladas no sistema.Esses amplificadores ópticos são constituídos somente por componentes passivos; e, além disso, podem ser acomodados em caixas de emendas ópticas; as quais são fixadas nas torres das linhas de transmissão do sistema, ao longo do enlace; sendo que as fontes ópticas para a realização do bombeamento remoto são localizadas e alimentadas nas próprias subestações terminais. A simulação dos sistemas é através de um software comercial de simulação Optisystem 4.1™. Esta dissertação propõe mudanças nos sistemas ópticos para aumentar a capacidade de transmissão por WDM; bombeamento remoto para estações sem repetição, e uso de amplificação Raman. Aborda-se ainda, a concepção de um backbone óptico DWDM, que é um convênio de cooperação técnica entre a Eletronorte e o Governo do Estado do Pará; e os resultados das simulações desse backbone óptico. É feita uma análise crítica comparativa deste, com os projetos dos sistemas ópticos do Tramo Oeste e do sistema Pará – Maranhão; referente ao trecho Marabá – Santa Maria.

Dinâmica molecular investigada com pulsos de femto-segundos

Técnicas experimentais de óptica não-linear resolvidas no tempo são capazes, em diversas situações, de fornecer mais informações sobre a dinâmica e estrutura molecular do que técnicas sem nenhuma resolução temporal. Nesta tese investigou-se três sistemas com técnicas espectroscópicas resolvidas no tempo, utilizando pulsos ultra-curtos de um sistema LASER amplificado, baseado em cristal de Ti:Safira, e de amplificadores ópticos paramétricos. Para este estudo foram implementadas e analisadas quatro diferentes técnicas espectroscópicas resolvidas no tempo: Espalhamento Raman anti-Stokes Coerente (CARS), Espalhamento hiper-Rayleigh Resolvido no Tempo (TRHRS), Bombeio-Prova e Bombeio- Depleção-Prova. O três sistemas investigados apresentam um grau crescente de complexidade nas suas dinâmicas e interações com o meio. O primeiro dos sistemas estudados foi a dinâmica da molécula de H2 no regime de impacto, na presença de moléculas e átomos perturbadores (N2 e He). Foi possível determinar, pela primeira vez, coeficientes de alargamento para o ramo Q devido à colisões entre H2+H2 utilizando a técnica de CARS resolvido temporalmente, bem como novos coeficientes para o deslocamento das linhas. O emprego da mesma técnica em sistemas binários lançou mais luz sobre a possibilidade de existir alguma não-homogeneidade em tais tipos de colisões. O segundo experimento investigou a dinâmica de relaxação orientacional da acetonitrila em solução utilizando a nova técnica de TRHRS; esta foi desenvolvida e testada com sucesso pela primeira vez neste trabalho. Um modelamento teórico mostra que dentro do modelo de Debye para a difusão rotacional, tempos associados ao terceiro momento do tempo de difusão (τ3) e ao primeiro momento (τ1) devem ser observados. Os resultados experimentais para a acetonitrila apresentam um decaimento consistente com este modelo (τ3~850 fs), concordando também com valores derivados de resultados experimentais e teóricos obtidos por outros métodos. Além disso, também foi observado experimentalmente uma segunda componente mais rápida (~50 fs), que não pôde ser explicada dentro do modelo de difusão rotacional livre. Esta componente foi atribuída a efeitos reorientacionais coletivos em conjunto com efeitos de superposição temporal de pulsos. A interpretação do sinal desta nova técnica foi testada com sucesso realizando o experimento em tetracloreto de carbono.O terceiro sistema investigado foi a dinâmica de relaxação de energia intramolecular de carotenóides. A principal questão, da vii existência ou não de estados eletrônicos adicionais, foi abordada utilizando uma modificação da técnica de Bombeio e Prova, denominada de Bombeio-Depleção-Prova. A técnica de Bombeio-Depleção-Prova foi pela primeira vez utilizada em carotenóides, possibilitando observar dinâmicas nunca vistas por qualquer outra técnica experimental. Dentro da resolução temporal dos experimentos realizados, a presença de novos estados eletrônicos em carotenóides livres em solução é descartada. Além disso, uma nova ferramenta de análise de dados foi desenvolvida. A análise de alvos espectrais baseada em um algoritmo evolutivo trouxe mais argumentos para o modelo clássico de três níveis. A dinâmica de carotenóides livres em solução foi comparada com sua dinâmica quando inseridos no complexo fotossintético de coleta de luz (LH2) da bactéria púrpura, utilizando para isso a técnica de Bombeio e Prova. Os resultados obtidos mostram um sistema de níveis de energia mais complexo do que quando o carotenóide está livre em solução. Esta modificação devido ao ambiente é possivelmente gerada pela quebra de simetria do carotenóide quando inserido no complexo LH2, possibilitando o cruzamento entre sistemas (singlete-triplete).

Produção e caracterização de guias de onda dopados com terras-raras contendo nanopartículas semicondutoras.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a produção e caracterização de filmes finos do tipo GeO2-Bi2O3 (BGO) produzidos por sputtering-RF com e sem nanopartículas (NPs) semicondutoras, dopados e codopados com íons de Er3+ ou Er3+/Yb3+ para a produção de amplificadores ópticos. A produção de guias de onda do tipo pedestal baseados nos filmes BGO foi realizada a partir de litografia óptica seguida por processo de corrosão por plasma e deposição física a vapor. A incorporação dos íons de terras-raras (TRs) foi verificada a partir dos espectros de emissão. Análises de espectroscopia e microscopia foram indispensáveis para otimizar os parâmetros dos processos para a construção dos guias de onda. Foi observado aumento significativo da luminescência do Er3+ (região do visível e do infravermelho), em filmes finos codopados com Er3+/Yb3+ na presença de nanopartículas de Si. As perdas por propagação mínimas observadas foram de ~1,75 dB/cm para os guias pedestal em 1068 nm. Para os guias dopados com Er3+ foi observado aumento significativo do ganho na presença de NPs de silício (1,8 dB/cm). O ganho óptico nos guias de onda amplificadores codopados com Er3+/Yb3+ e dopados com Er3+ com e sem NPs de silício também foi medido. Ganho de ~8dB/cm em 1542 nm, sob excitação em 980 nm, foi observado para os guias pedestal codopados com Er3+/Yb3+ (Er = 4,64.1019 átomos/cm3, Yb = 3,60.1020 átomos/cm3) com largura de 80 µm; para os guias codopados com concentração superior de Er3+/Yb3+ (Er = 1,34.1021 átomos/cm3, Yb = 3,90.1021 átomos/cm3) e com NPs de Si, foi observado aumento do ganho óptico de 50% para guia com largura de 100 µm. Os resultados apresentados demonstram que guias de onda baseados em germanatos, com ou sem NPs semicondutoras, são promissores para aplicações em dispositivos fotônicos.

Uso de membranas de Nafion para a construção de sensores ópticos para medidas de pH

The behaviour of Nafion® polymeric membranes containing acid-base dyes, bromothymol blue (BB) and methyl violet (MV), were studied aiming at constructing an optical sensor for pH measurement. BB revealed to be inadequate for developing sensing phases due to the electrostatic repulsion between negative groups of their molecules and the negative charge of the sulfonate group of the Nafion®, which causes leaching of the dye from the membrane. On the other hand, MV showed to be suitable due to the presence of positive groups in its structure. The membrane prepared from a methanolic solution whose Nafion®/dye molar ratio was 20 presented the best analytical properties, changing its color from green to violet in the pH range from 0.6 to 3.0. The membrane can be prepared with good reproducibility, presenting durability of ca. 6 months and response time of 22 s, making possible its use for pH determination in flow analysis systems.

Sensores ópticos com detecção no infravermelho próximo e médio

Optical chemical sensors with detection in the near and mid infrared region are reviewed. Fundamental concepts of infrared spectroscopy and optical chemical sensors are briefly described, before presenting some aspects on optical chemical sensors, such as synthesis of NIR and IR reagents, preparation of new materials as well as application in determinations of species of biological, industrial and environmental importance.

Utilização de recursos ópticos e equipamentos por escolares com deficiência visual

PURPOSE: To verify perceptions and conduct of students with visual impairment regarding devices and equipment utilized in schooling process. METHODS: A transversal descriptive study on a population of 12-year-old or older students in schooling process, affected by congenital or acquired visual impairment, inserted in the government teaching system of Campinas during the year 2000. An interview quiz, created based on an exploratory study was applied. RESULTS: A group of 26 students, 46% of them with low vision and 53.8% affected by blindness was obtained. Most of the students were from fundamental teaching courses (65.4%), studying in schools with classrooms provided with devices (73.1%). Among the resources used in reading and writing activities, 94.1% of the students reported they used the Braille system and 81.8% reported that the reading subject was dictated by a colleague. Most of the students with low vision wore glasses (91.7%), and 33.3% utilized a magnifying glass as optical devices. Among the non-optical devices, the most common were the environmental ones, getting closer to the blackboard (75.0%) and to the window (66.7%) for better lighting. CONCLUSIONS: It became evident that students with low vision eye-sight made use of devices meant for bearers of blindness, such as applying the Braille system. A reduced number of low vision students making use of optical and non-optical devices applicable to their problems were observed, indicating a probable unawareness of their visual potential and the appropriate devices to improve efficiency.

Reabilitação ortóptica com auxiliares ópticos em casos de baixa visão

De acordo com a Organização Mundial de Saúde existem 180 milhões de pessoas em todo o mundo com incapacidade visual. Nas sociedades ocidentais, o ser humano tornou-se um ser exclusivamente visual. Cada vez mais se privilegia a visão em detrimento dos outros sentidos, sendo constantes os apelos à imagem. Nesse sentido, quando a capacidade visual é perdida, mesmo que parcialmente, despoletam-se problemas sociais graves e de complexa resolução. A reabilitação Ortóptica é uma peça essencial no puzzle da reabilitação nestes casos. O Ortoptista explora as possibilidades de aproveitamento do resíduo visual dos utentes com baixa visão, reeducando-os na utilização dos movimentos oculares, coordenação olho-mão e capacidade discriminatória. A avaliação, treino e acompanhamento na adaptação à leitura e escrita com auxiliares ópticos é de extrema importância na reintegração destes indivíduos numa vida social activa.

Avaliação dos factores que contribuem para as queixas oculares em utilizadores de microscópios ópticos

Na actividade dos profissionais de Anatomia Patológica, o microscópio óptico é um componente importante de utilização diária. Esta prática subsiste associada à presença de sintomas visuais, que podem estar relacionados com o estado da visão binocular. Objetivos - Relacionar a sintomatologia com o estado da visão binocular dos referidos profissionais. Observar a influência do trabalho ao microscópio na visão binocular no início e no final da semana de trabalho. Relacionar o número de horas e anos de trabalho com a sintomatologia. Metodologia - Estudo quantitativo do tipo descritivo e correlacional, com 45 participantes (27 citotécnicos e 18 patologistas). Aplicação de um questionário validado para caracterizar a sintomatologia. Avaliação ortóptica no início e no final da semana de trabalho. Resultados - Idade média de 37,73 ± 10,68 anos, com média de 11,08 ± 9,00 anos de exercício profissional e 19,96 ± 9,68 horas semanais de trabalho ao microscópio. Apenas 13,3% apresentavam VB normal. Os principais sintomas astenópicos referidos foram: dificuldade em ver com nitidez, (95,6%), cansaço e peso nos olhos (91,1%), prurido (51,1%) e diplopia (31%). Encontraram-se correlações positivas estatisticamente significativas entre a divergência fusional para longe e as queixas de diplopia ao microscópio (p=0,033; p<0,05), e os resultados do Schirmer Tipo I e as queixas de prurido no final do dia de trabalho (p=0,028; p<0,05). Não foram encontradas alterações significativas nos parâmetros de avaliação da visão binocular entre o início e o final da semana de trabalho. Observou-se correlação negativa estatisticamente significativa (p=0,047), entre a duração das pausas e a dificuldade de visão nítida ao microscópio, sugerindo relação entre a duração das interrupções e a sintomatologia. Discussão / Conclusão - Existe relação entre o trabalho com o microscópio óptico e o aumento das queixas astenópicas, que se podem reduzir com maiores pausas durante o trabalho e com o uso de coadjuvante lacrimal.

Melhoria da eficiência de amplificadores de potência para sinais RF com envolvente variável

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrónica e Telecomunicações

Efeito de filtros ópticos na função visual de espeleologistas

Speleologist’s perform their activity in demanding visual conditions of very low luminance - many visual tasks involve resolution of detail under conditions of low contrast. Work related conditions in a cave as exposure to heat, chemicals, dust and poor lighting conditions could influence the integrity of the visual system and predispose the eye to diseases that eventually affect vision. Poor lighting conditions cause a variety of symptoms of visual discomfort and may increase the risk of accidents. Good visual acuity is crucial for several and has an important role for safety purposes. The aim of this study was to evaluate lighting conditions and optical filters effects on visual performance in speleologists exposed to cave environments.

Sistema de optimização de amplificadores em ambiente distribuído

Tese de Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Utilização de métodos ópticos de correlação de imagem para a determinação da tenacidade à fractura de adesivos estruturais

Mestrado em Engenharia Mecânica