Avaliação da influência do material de confecção das matrizes no teste de conversão monomérica por espectrometria no infravermelho de um compósito

Este estudo teve por objetivo avaliar, in vitro, a influência do material de confecção das matrizes, traçando um perfil da conversão monomérica de um compósito micro-híbrido, além de avaliar qual dos materiais testados mais se assemelha a uma matriz de dentina. A avaliação foi feita através da análise do grau de conversão (GC). Foram confeccionadas 3 matrizes bipartidas, sendo estas de teflon negro, tefon branco e aço inoxidável, ambas com 10mm de diâmetro e 2 mm de profundidade. Para o grupo controle foi utilizado um incisivo central bovino, o qual teve sua face vestibular aplainada em uma lixadeira sob refrigeração constante, com o auxílio de uma lixa de carbeto de silício, número 800. Após, este dente foi preparado com uma broca diamantada número 2294 (KG Sorensen) em alta rotação, própria para a preparação de cavidades padronizadas para ensaios de laboratório, apresentando um limitador de penetração. Em seguida, com um motor de baixa rotação foi realizado o acabamento das paredes, obtendo-se uma cavidade de 2,0 mm de profundidade por 9,0 mm de diâmetro. Pela palatina desse dente, com uma broca carbide cilíndrica de numeração 2056 (KG Sorensen), fez-se uma penetração até se obter uma parede de dentina extremamente fina, porém sem que esta fosse rompida. Assim, com uma agulha, fez-se uma pequena perfuração no centro dessa dentina para que este instrumental servisse como um pino para remoção do corpo de prova de dentro da matriz de dente. Os corpos de prova (CP) foram obtidos a partir da inserção do compósito no interior da perfuração das matrizes em um único incremento e cobertos na superfície externa com uma matriz de poliéster mais uma lamínula de vidro. Os CP foram fotopolimerizados por 40 s pela fonte de luz halógena Optilux 501 (Demetron), com 500 mW/cm. Imediatamente após a polimerização, os corpos de prova eram submetidos no topo e na base para a análise de espectrometria no infravermelho para a determinação da profundidade de polimerização, pela técnica do filme vazado para o compósito não polimerizado e pela técnica da pastilha de brometo de potássio (KBr) para o compósito polimerizado. Foram confeccionados 5 CP de cada grupo. Em cada grupo, o compósito da base e do topo das amostras foi moído até se obter de 1,5 a 2,0 mg de pó e misturado com 70 mg de KBr, para obtenção da pastilha de KBr. Foi feita a análise de espectrofotometria no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). As absorções selecionadas para o cálculo foram 1610 cm-1 e 1637 cm-1, os picos dos espectros das ligações dos carbonos aromáticos e alifáticos, respectivamente. Os dados obtidos foram tratados estatisticamente. Os grupos Gr1B, Gr2B, Gr3B e Gr4B representam, respectivamente, as bases dos CP confeccionados pelas matrizes de DB, TN, TB e AI. Já os Gr1T, Gr2T, Gr3T e Gr4T representam os topos. Médias (%) e DP: Gr1T (46,461,99), Gr2T (39,864,51), Gr3T (44,053,44) e Gr4T (38,045,08). Gr1B (40,441,49), Gr2B (36,153,81), Gr3B (40,093,18) e Gr4B (35,593,35). Em posse dos resultados, pôde-se concluir que os grupos do teflon negro, teflon branco e aço inoxidável não apresentaram diferenças entre o grau de conversão do topo e da base, enquanto que o grupo da dentina apresentou maior conversão do topo. Comparando as matrizes entre elas, pôde-se perceber que no topo, o GC do dente bovino é maior que o GC do aço inoxidável e do que o de teflon negro, o GC do teflon branco é maior que o GC do aço inoxidável e do que o de teflon negro. Já o topo dos grupos de dente bovino e teflon banco foram semelhantes. Nas bases dos CPs, não houve diferença significativa entre os grupos testados. De acordo com os resultados obtidos no experimento, pôde-se concluir que nos grupos do teflon negro, teflon branco e aço inoxidável não houve diferença entre 0 e 2 mm, ou seja, topo e base, o que mostra que o material de confecção da matriz não influênciou o grau de conversão do compósito. Já para o grupo da matriz de dentina, o topo apresentou valor de conversão monomérica maior, mostrando que, neste caso, o material da matriz interferiu no grau de conversão. Pode-se perceber também que existe uma tendência da matriz de teflon branco se assemelhar mais a matriz de dentina, pois foi o único grupo que apresentou semelhança nos valores de conversão monomérica no topo das amostras. Porém analisando a base das amostras, percebe-se que todos os grupos se comportaram de forma semelhante, obtendo valores do grau de conversão sem diferença significante.

Imaging the earth with ambient noise and earthquakes

In this thesis, I develop the velocity and structure models for the Los Angeles Basin and Southern Peru. The ultimate goal is to better understand the geological processes involved in the basin and subduction zone dynamics. The results are obtained from seismic interferometry using ambient noise and receiver functions using earthquake- generated waves. Some unusual signals specific to the local structures are also studied. The main findings are summarized as follows:

(1) Los Angeles Basin

The shear wave velocities range from 0.5 to 3.0 km/s in the sediments, with lateral gradients at the Newport-Inglewood, Compton-Los Alamitos, and Whittier Faults. The basin is a maximum of 8 km deep along the profile, and the Moho rises to a depth of 17 km under the basin. The basin has a stretch factor of 2.6 in the center decreasing to 1.3 at the edges, and is in approximate isostatic equilibrium. This "high-density" (~1 km spacing) "short-duration" (~1.5 month) experiment may serve as a prototype experiment that will allow basins to be covered by this type of low-cost survey.

(2) Peruvian subduction zone

Two prominent mid-crust structures are revealed in the 70 km thick crust under the Central Andes: a low-velocity zone interpreted as partially molten rocks beneath the Western Cordillera – Altiplano Plateau, and the underthrusting Brazilian Shield beneath the Eastern Cordillera. The low-velocity zone is oblique to the present trench, and possibly indicates the location of the volcanic arcs formed during the steepening of the Oligocene flat slab beneath the Altiplano Plateau.

The Nazca slab changes from normal dipping (~25 degrees) subduction in the southeast to flat subduction in the northwest of the study area. In the flat subduction regime, the slab subducts to ~100 km depth and then remains flat for ~300 km distance before it resumes a normal dipping geometry. The flat part closely follows the topography of the continental Moho above, indicating a strong suction force between the slab and the overriding plate. A high-velocity mantle wedge exists above the western half of the flat slab, which indicates the lack of melting and thus explains the cessation of the volcanism above. The velocity turns to normal values before the slab steepens again, indicating possible resumption of dehydration and ecologitization.

(3) Some unusual signals

Strong higher-mode Rayleigh waves due to the basin structure are observed in the periods less than 5 s. The particle motions provide a good test for distinguishing between the fundamental and higher mode. The precursor and coda waves relative to the interstation Rayleigh waves are observed, and modeled with a strong scatterer located in the active volcanic area in Southern Peru. In contrast with the usual receiver function analysis, multiples are extensively involved in this thesis. In the LA Basin, a good image is only from PpPs multiples, while in Peru, PpPp multiples contribute significantly to the final results.

单晶集成的1×N电光开关

为了使光学系统更加紧凑化和稳定化，本文提出了一种单晶集成的1×N电光开关：它有2个折射面，4个互相垂直的全内反射面，和N-1个电光调制器．还得到了该种1×N电光开关的构成条件：发生两相邻反射的反射面必须互相垂直．并对晶体的结构进行了优化，通过调整光束输出面与光轴的夹角来改变光束出射角，使得接收端易于接收输出的光信号．给出1×3电光开关的实例．

Dynamical models for the Earth's geoid

The Earth's largest geoid anomalies occur at the lowest spherical harmonic degrees, or longest wavelengths, and are primarily the result of mantle convection. Thermal density contrasts due to convection are partially compensated by boundary deformations due to viscous flow whose effects must be included in order to obtain a dynamically consistent model for the geoid. These deformations occur rapidly with respect to the timescale for convection, and we have analytically calculated geoid response kernels for steady-state, viscous, incompressible, self-gravitating, layered Earth models which include the deformation of boundaries due to internal loads. Both the sign and magnitude of geoid anomalies depend strongly upon the viscosity structure of the mantle as well as the possible presence of chemical layering.

Correlations of various global geophysical data sets with the observed geoid can be used to construct theoretical geoid models which constrain the dynamics of mantle convection. Surface features such as topography and plate velocities are not obviously related to the low-degree geoid, with the exception of subduction zones which are characterized by geoid highs (degrees 4-9). Recent models for seismic heterogeneity in the mantle provide additional constraints, and much of the low-degree (2-3) geoid can be attributed to seismically inferred density anomalies in the lower mantle. The Earth's largest geoid highs are underlain by low density material in the lower mantle, thus requiring compensating deformations of the Earth's surface. A dynamical model for whole mantle convection with a low viscosity upper mantle can explain these observations and successfully predicts more than 80% of the observed geoid variance.

Temperature variations associated with density anomalies in the man tie cause lateral viscosity variations whose effects are not included in the analytical models. However, perturbation theory and numerical tests show that broad-scale lateral viscosity variations are much less important than radial variations; in this respect, geoid models, which depend upon steady-state surface deformations, may provide more reliable constraints on mantle structure than inferences from transient phenomena such as postglacial rebound. Stronger, smaller-scale viscosity variations associated with mantle plumes and subducting slabs may be more important. On the basis of numerical modelling of low viscosity plumes, we conclude that the global association of geoid highs (after slab effects are removed) with hotspots and, perhaps, mantle plumes, is the result of hot, upwelling material in the lower mantle; this conclusion does not depend strongly upon plume rheology. The global distribution of hotspots and the dominant, low-degree geoid highs may correspond to a dominant mode of convection stabilized by the ancient Pangean continental assemblage.

单块晶体集成的N×N纵横开关网络及其控制算法

设计了一种单块晶体集成的n×n纵横开关(Crossbar)网络。通过综合考虑晶体的双折射和全内双反射现象,以及晶体的电光效应,将构成n×n纵横开关网络的所有单元器件都集成到一块具有电光效应的双折射晶体上。同时,给出了该网络的控制算法,通过对开关工作状态的控制,可以实现任意输入输出通道之间的无阻塞连接。这种单块晶体集成的纵横开关网络具有能量损耗低、无阻塞、易安装、抗干扰等优点,适合于全光网络发展的需要。

A metal-mirror-based reflecting polarizing beam splitter

We theoretically investigated the design of a metal-mirror-based reflecting polarizing beam splitter (RPBS). The metal mirror is a silver slab, which is embedded in the substrate of a rectangular silica transmission grating. By using a modal analysis and rigorous coupled-wave analysis, an RPBS grating is designed for operation at 1550 nm. When it is illuminated in Littrow mounting, the transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) waves will be mainly reflected in the minus-first and zeroth orders, respectively. Moreover, a wideband RPBS grating is obtained by adopting the simulated annealing algorithm. The RPBS gratings exhibit high diffraction efficiencies (similar to 95%) and high extinction ratios over a certain angle and wavelength range, especially for the minus-first-order reflection. This kind of RPBS should be useful in practical optical applications.

Um método sintético de difusão para aceleração do esquema de fonte de espalhamento em cálculos SN unidimensionais de fonte fixa

O esquema iterativo de fonte de espalhamento (SI) é tradicionalmente aplicado para a convergência da solução numérica de malha fina para problemas de transporte de nêutrons monoenergéticos na formulação de ordenadas discretas com fonte fixa. O esquema SI é muito simples de se implementar sob o ponto de vista computacional; porém, o esquema SI pode apresentar taxa de convergência muito lenta, principalmente para meios difusivos (baixa absorção) com vários livres caminhos médios de extensão. Nesta dissertação descrevemos uma técnica de aceleração baseada na melhoria da estimativa inicial para a distribuição da fonte de espalhamento no interior do domínio de solução. Em outras palavras, usamos como estimativa inicial para o fluxo escalar médio na grade de discretização de malha fina, presentes nos termos da fonte de espalhamento das equações discretizadas SN usadas nas varreduras de transporte, a solução numérica da equação da difusão de nêutrons em grade espacial de malha grossa com condições de contorno especiais, que aproximam as condições de contorno prescritas que são clássicas em cálculos SN, incluindo condições de contorno do tipo vácuo. Para aplicarmos esta solução gerada pela equação da difusão em grade de discretização de malha grossa nas equações discretizadas SN de transporte na grade de discretização de malha fina, primeiro implementamos uma reconstrução espacial dentro de cada nodo de discretização, e então determinamos o fluxo escalar médio em grade de discretização de malha fina para usá-lo nos termos da fonte de espalhamento. Consideramos um número de experimentos numéricos para ilustrar a eficiência oferecida pela presente técnica (DSA) de aceleração sintética de difusão.

Um método de matriz resposta com esquema iterativo de inversão parcial por região para problemas unidimensionais de transporte de nêutrons monoenergéticos na formulação de ordenadas discretas

Um método de matriz resposta (RM) é descrito para gerar soluções numéricas livres de erros de truncamento espacial para problemas de transporte de nêutrons monoenergéticos e com fonte fixa, em geometria unidimensional na formulação de ordenadas discretas (SN). O método RM com esquema iterativo de inversão parcial por região (RBI) converge valores numéricos para os fluxos angulares nas fronteiras das regiões que coincidem com os valores da solução analítica das equações SN, afora os erros de arredondamento da aritmética finita computacional. Desenvolvemos um esquema numérico de reconstrução espacial, que fornece a saída para os fluxos escalares de nêutrons em qualquer ponto do domínio definido pelo usuário, com um passo de avanço também escolhido pelo usuário. Resultados numéricos são apresentados para ilustrar a precisão do presente método em cálculos de malha grossa.

Desenvolvimento de um método espectronodal livre de erros de truncamento espacial para problemas adjuntos de transporte de partículas neutras monoenergéticas na formulação de ordenadas discretas em geometria unidimensional

Um método numérico nodal livre de erros de truncamento espacial é desenvolvido para problemas adjuntos de transporte de partículas neutras monoenergéticas em geometria unidimensional com fonte fixa na formulação de ordenadas discretas (SN). As incógnitas no método são os fluxos angulares adjuntos médios nos nodos e os fluxos angulares adjuntos nas fronteiras dos nodos, e os valores numéricos gerados para essas quantidades são os obtidos a partir da solução analítica das equações SN adjuntas. O método é fundamentado no uso da convencional equação adjunta SN discretizada de balanço espacial, que é válida para cada nodo de discretização espacial e para cada direção discreta da quadratura angular, e de uma equação auxiliar adjunta não convencional, que contém uma função de Green para os fluxos angulares adjuntos médios nos nodos em termos dos fluxos angulares adjuntos emergentes das fronteiras dos nodos e da fonte adjunta interior. Resultados numéricos são fornecidos para ilustrarem a precisão do método proposto.

Absolute left-handed behaviors in a triangular elliptical-rod photonic crystal

In this paper we theoretically study the left-handed behaviors in a two-dimensional triangular photonic crystal made of elliptical rods in air. An absolute left-handed region is found in the second photonic band by using the plane wave expansion method to analyze the photonic band structure and equifrequency contours. Typical left-handed behaviors such as negative refraction, flat superlensing and plano-concave lensing are demonstrated by the finite-difference time-domain simulations. These behaviors are also compared with the quasi-negative refraction and the resulted focusing effects in a square-lattice two-dimensional photonic crystal. (c) 2005 Optical Society of America

Scattering by two degenerate anisotropic modes in square-lattice dielectric photonic crystals

We systematically investigate the square-lattice dielectric photonic crystals that have been used to demonstrate flat slab imaging experimentally. A right-handed Bloch mode is found in the left-handed frequency region by using the plane wave expansion method to analyze the photonic band structure and equifrequency contours. Using the multiple scattering theory, numerical simulations demonstrate that the left-handed mode and the right-handed mode are excited simultaneously by a point source and result in two kinds of transmitted waves. Impacted by the evanescent waves, superposition of these transmitted waves brings on complicated near field distributions such as the so-called imaging and its disappearance.

Optical properties of a square-lattice photonic crystal within the partial bandgap

Optical properties of a two-dimensional square-lattice photonic crystal are systematically investigated within the partial bandgap through anisotropic characteristics analysis and numerical simulation of field pattern. Using the plane-wave expansion method and Hellmann-Feynman theorem, the relationships between the incident and refracted angles for both phase and group velocities are calculated to analyze light propagation from air to photonic crystals. Three kinds of flat slab focusing are summarized and demonstrated by numerical simulations using the multiple scattering method. (c) 2007 Optical Society of America

Negative refraction in a honeycomb-lattice photonic crystal

In this paper we theoretically investigate a photonic crystal with dielectric rods in a honeycomb lattice. Two left-handed frequency regions are found in the second and third photonic band by using the plane wave expansion method to analyze the photonic band structure and equifrequency contours. Subwavelength imaging by the photonic crystal flat lens are systematically studied by numerical simulations using the multiple scattering method. Different from the photonic crystals with noncircular dielectric rods in air, this structure is almost isotropic at the optimal frequency for superlensing. As a comparison, flat slab focusing is also demonstrated at other frequencies in the two left-handed regions. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

板条热容激光器的二维热特性

固体热容激光器（SSHCL）作为高功率固体激光器的一个重要发展方向,引起人们广泛关注。数值模拟激光介质板条在热容方式下工作的温度和应力分布是了解该类激光器工作特性的一种有效手段,采用平面应力近似法导出了半导体激光器抽运热容激光介质板的二维温度和应力分布公式,同时也对二维抽运光吸收密度、介质板温度分布和折射率变化进行了分析与讨论。数值计算的结果表明二维效应的温度分布和应力分布要比一维效应给出的分布更均匀。

Verificação à fadiga de pontes rodoviárias mistas (aço-concreto)

As pontes rodoviárias mistas (aço-concreto) estão sujeitadas às ações dinâmicas variáveis, por exemplo, devido ao tráfego de veículos sobre a superfície irregular do pavimento. Estas ações dinâmicas podem gerar a nucleação de fraturas ou mesmo a sua propagação sobre a estrutura. A correta consideração desses aspectos objetivou o desenvolvimento de uma metodologia de análise, com a finalidade de avaliar os níveis dos esforços e tensões oriundos do tráfego dos veículos sobre a superfície irregular do pavimento e, bem como, proceder uma verificação à fadiga de obras de arte rodoviárias em aço e mistas (aço-concreto). Para tal, as técnicas para a contagem de ciclos de tensão e a aplicação das regras de dano acumulado foram analisadas através de curvas do tipo S-N, associadas a diversas normas de projeto. A ponte rodoviária mista (aço-concreto) investigada neste estudo é constituída por quatro vigas de aço longitudinais e por um tabuleiro de concreto armado. O modelo numérico-computacional, desenvolvido para a análise dinâmica da ponte, foi concebido com base em técnicas usuais de discretização através do método dos elementos finitos. Simulam-se as almas das vigas de aço e as lajes de concreto do tabuleiro através de elementos finitos de casca. As mesas dessas vigas, transversinas e os enrijecedores são modelados por elementos de viga tridimensionais. Os veículos são representados a partir de sistemas "massa-mola-amortecedor". O tráfego dessas viaturas é considerado mediante a simulação de comboios semi-infinitos, deslocando-se com velocidade constante sobre a ponte. As conclusões da presente investigação versam acerca da vida útil de serviço dos elementos estruturais de pontes mistas (aço-concreto).