Rare-earth quinolinates: Infrared-emitting molecular materials with a rich structural chemistry

Near-infrared-emitting rare-earth chelates based on 8-hydroxyquinoline have appeared frequently in recent literature, because they are promising candidates for active components in near-infrared-luminescent optical devices, such as optical amplifiers, organic light-emitting diodes, .... Unfortunately, the absence of a full structural investigation of these rare-earth quinolinates is hampering the further development of rare-earth quinolinate based materials, because the luminescence output cannot be related to the structural properties. After an elaborate structural elucidation of the rare-earth quinolinate chemistry we can conclude that basically three types of structures can be formed, depending on the reaction conditions: tris complexes, corresponding to a 1:3 metal-to-ligand ratio, tetrakis complexes, corresponding to a 1:4 metal-to-ligand ratio, and trimeric complexes, with a 3:8 metal-to-ligand ratio. The intensity of the emitted near-infrared luminescence of the erbium(Ill) complexes is highest for the tetrakis complexes of the dihalogenated 8-hydroxyquinolinates.

Estudo e aplicação de amplificadores ópticos para suporte a redes banda larga

Esta tese tem como foco principal a análise dos principais tipos de amplificação óptica e algumas de suas aplicações em sistemas de comunicação óptica. Para cada uma das tecnologias abordadas, procurou-se definir o estado da arte bem como identificar as oportunidades de desenvolvimento científico relacionadas. Os amplificadores para os quais foi dirigido alguma atenção neste documento foram os amplificadores em fibra dopada com Érbio (EDFA), os amplificadores a semicondutor (SOA) e os amplificadores de Raman (RA). Este trabalho iniciou-se com o estudo e análise dos EDFA’s. Dado o interesse científico e económico que estes amplificadores têm merecido, apenas poucos nichos de investigação estão ainda em aberto. Dentro destes, focá-mo-nos na análise de diferentes perfis de fibra óptica dopada de forma a conseguir uma optimização do desempenho dessas fibras como sistemas de amplificação. Considerando a fase anterior do trabalho como uma base de modelização para sistemas de amplificação com base em fibra e dopantes, evoluiu-se para amplificadores dopados mas em guias de onda (EDWA). Este tipo de amplificador tenta reduzir o volume físico destes dispositivos, mantendo as suas características principais. Para se ter uma forma de comparação de desempenho deste tipo de amplificador com os amplificadores em fibra, foram desenvolvidos modelos de caixa preta (BBM) e os seus parâmetros afinados por forma a termos uma boa modelização e posterior uso deste tipo de amplificiadores em setups de simulação mais complexos. Depois de modelizados e compreendidos os processo em amplificadores dopados, e com vista a adquirir uma visão global comparativa, foi imperativo passar pelo estudo dos processos de amplificação paramétrica de Raman. Esse tipo de amplificação, sendo inerente, ocorre em todas as bandas de propagação em fibra e é bastante flexível. Estes amplificadores foram inicialmente modelizados, e algumas de suas aplicações em redes passivas de acesso foram estudadas. Em especial uma série de requisitos, como por exemplo, a gama de comprimentos de onda sobre os quais existem amplificação e os altos débitos de perdas de inserção, nos levaram à investigação de um processo de amplificação que se ajustasse a eles, especialmente para buscar maiores capacidades de amplificação (nomeadamente longos alcances – superiores a 100 km – e altas razões de divisão – 1:512). Outro processo investigado foi a possibilidade de flexibilização dos parâmetros de comprimento de onda de ganho sem ter que mudar as caractísticas da bomba e se possível, mantendo toda a referenciação no transmissor. Este processo baseou-se na técnica de clamping de ganho já bastante estudada, mas com algumas modificações importantes, nomeadamente a nível do esquema (reflexão apenas num dos extremos) e da modelização do processo. O processo resultante foi inovador pelo recurso a espalhamentos de Rayleigh e Raman e o uso de um reflector de apenas um dos lados para obtenção de laser. Este processo foi modelizado através das equações de propagação e optimizado, tendo sido demonstrado experimentalmente e validado para diferentes tipos de fibras. Nesta linha, e dada a versatilidade do modelo desenvolvido, foi apresentada uma aplicação mais avançada para este tipo de amplificadores. Fazendo uso da sua resposta ultra rápida, foi proposto e analisado um regenerador 2R e analisada por simulação a sua gama de aplicação tendo em vista a sua aplicação sistémica. A parte final deste trabalho concentrou-se nos amplificadores a semiconductor (SOA). Para este tipo de amplificador, os esforços foram postos mais a nível de aplicação do que a nível de sua modelização. As aplicações principais para estes amplificadores foram baseadas em clamping óptico do ganho, visando a combinação de funções lógicas essenciais para a concepção de um latch óptico com base em componentes discretos. Assim, com base num chip de ganho, foi obtido uma porta lógica NOT, a qual foi caracterizada e demonstrada experimentalmente. Esta foi ainda introduzida num esquema de latching de forma a produzir um bi-estável totalmente óptico, o qual também foi demonstrado e caracterizado. Este trabalho é finalizado com uma conclusão geral relatando os subsistemas de amplificação e suas aplicacações.

Alternative techniques for Raman amplification in telecommunications

O presente trabalho centra-se no estudo dos amplificadores de Raman em fibra ótica e suas aplicações em sistemas modernos de comunicações óticas. Abordaram-se tópicos específicos como a simulação espacial do amplificador de Raman, a equalização e alargamento do ganho, o uso de abordagens híbridas de amplificação através da associação de amplificadores de Raman em fibra ótica com amplificadores de fibra dopada com Érbio (EDFA) e os efeitos transitórios no ganho dos amplificadores. As actividades realizadas basearam-se em modelos teóricos, sendo os resultados validados experimentalmente. De entre as contribuições mais importantes desta tese, destaca-se (i) o desenvolvimento de um simulador eficiente para amplificadores de Raman que suporta arquitecturas de bombeamento contraprogantes e bidirecionais num contexto com multiplexagem no comprimento de onda (WDM); (ii) a implementação de um algoritmo de alocação de sinais de bombeamento usando a combinação do algoritmo genético com o método de Nelder- Mead; (iii) a apreciação de soluções de amplificação híbridas por associação dos amplificadores de Raman com EDFA em cenários de redes óticas passivas, nomeadamente WDM/TDM-PON com extensão a região espectral C+L; e (iv) a avaliação e caracterização de fenómenos transitórios em amplificadores para tráfego em rajadas/pacotes óticos e consequente desenvolvimento de soluções de mitigação baseadas em técnicas de clamping ótico.

Lanthanide-organic frameworks for optical and catalytic applications

Este projecto de doutoramento tem como objetivo isolar e caracterizar sistematicamente novos polímeros de coordenação, no estado sólido. A presença de grupos rígidos possuindo, em particular, átomos de oxigénio e de azoto, deverá induzir interessantes propriedades fotoluminescentes (rendimentos quânticos e tempos de vida elevados, assim como vias de transferência de energia eficientes), que poderão permitir a utilização dos compostos poliméricos na produção de dispositivos funcionais. As diferentes abordagens sintéticas foram ajustadas para cada material e basearam-se, preferencialmente, nas sínteses hidrotérmicas e nas assistidas por radiação de microondas. A estrutura dos materiais foi elucidada a partir de métodos de difracção de raios X (de cristal único ou de pós) em conjunto com outras técnicas, tais como RMN de estado sólido, microscopia eletrónica, análises térmicas, espectroscopia vibracional e estudos de composição elementar. Os compostos microcristalinos foram sistematicamente estudados a fim de investigar outras propriedades além das de fotoluminescência. Alguns dos materiais revelaram multifuncionalidade apresentando simultaneamente tempos de vida na ordem dos milisegundos, elevados rendimentos quânticos e elevado desempenho como catalisadores heterogéneos. As propriedades magnéticas de um composto baseado em érbio foram igualmente estudadas, assim como as de adsorpção e permuta de solvente de uma estrutura porosa baseada em cério.

Estudo da degradação do tempo de vida das fibras óticas e o seu impacte no desempenho das redes de comunicações

Este trabalho focou-se no estudo do impacte das condições ambientais, de instalação e de utilização na degradação da fibra ótica, que frequentemente resultam na redução do desempenho das fibras óticas. Entre este fatores, foram estudados os efeitos de ambientes agressivos para o revestimento da fibra, nomeadamente no tempo de vida e resistência. Foi também estudado o efeito da propagação de sinais óticos de elevadas potências em curvaturas apertadas e a sua influência na degradação do desempenho da fibra ótica. Ainda neste âmbito, foi também estudado o desempenho de fibras óticas insensíveis a curvtura e fibras dopadas com Érbio, sendo analisada a dinâmica do efeito rastilho nestas fibras. Como parte integrante das redes óticas, os conetores óticos são de extrema importância na sua estrutura. O seu desempenho será refletido na qualidade do serviço da rede, e por isso é determinante estudar os fatores que contribuem para a sua degradação e mau funcionamento. Assim, este trabalho apresenta um estudo do comportamento de conetores óticos perante situações de mau manuseamento (como são limpeza insuficiente e degradação física da face final). Em adição foi também dado ênfase à reutilização de fibra danificada pelo efeito rastilho no desenvolvimento de sensores, passíveis de serem utilizados na monitorização de índice de refração, pressão hidrostática, tensão ou alta temperatura. Este procedimento surge como uma solução de baixo custo para o desenvolvimento de sensores em fibra ótica a partir de fibra danificada e inutilizável para as suas habituais aplicações em transmissão e/ou reflexão de sinais óticos.

Studies on pulp propogation in single mode optical fibres

Studies on pulse propagation in single mode optical fibers have attracted interest from a wide area of science and technology as they have laid down the foundation for an in-depth understanding of the underlying physical principles, especially in the field of optical telecommunications. The foremost among them is discovery of the optical soliton which is considered to be one of the most significant events of the twentieth century owing to its fantastic ability to propagate undistorted over long distances and to remain unaflected after collision with each other. To exploit the important propertia of optical solitons, innovative mathematical models which take into account proper physical properties of the single mode optical fibers demand special attention. This thesis contains a theoretical analysis of the studies on soliton pulse propagation in single mode optical fibers.

Resultados del tratamiento de nevos melanocíticos con láser

Introducción A pesar de que los nevos melanocíticos son un motivo de consulta frecuente en nuestra población no existen estudios a nivel de Colombia acerca de su tratamiento, a nivel mundial existe muy poca literatura al respecto por lo que hay un vacío conceptual en este campo. Objetivos Evaluar los cambios en cuanto a la presencia de pigmento y cicatrización, en los nevos melanocíticos adquiridos tratados con láser, basados en la experiencia de un solo centro en Bogotá. Materiales y métodos Es un estudio observacional de antes y después, en una cohorte histórica, de 90 casos de nevos melanocíticos adquiridos, tratados con láser en Uniláser Medica, en los que se evaluó la presencia de pigmento, cicatrización, y otras variables, con un control realizado a no menos de 3 meses de la intervención. Resultados Se encontró un rango de edad entre los 18 -51 años, promedio 27,59 años; fototipo de III-V; en el 32% de los casos, solo fue requerida una sesión de láser de Co2 y Erbio, para el aclaramiento completo de la misma. La duración del eritema en el 54,4% los casos fue de 1 a 3 meses. En un 64,4% quedó pigmento residual al control, pero de éstos casos el 48,2% fue entre un 5 a un 10% del inicial. El 58,9% hizo cicatriz, de éstos el 63% fue estética. La satisfacción por parte de los pacientes es alta a pesar de la persistencia pigmentaria y/o la presencia de cicatriz. Discusión El tratamiento de nevos melanocíticos adquiridos con láser es una opción terapéutica que genera cambios estadísticamente significativos en cuanto a pigmento, cicatriz estética y alta satisfacción por parte de los pacientes. Se requieren estudios, analíticos, para determinar eficacia del tratamiento.

Synthesis and crystal structure of [(BU4N)-B-n][Er(pic)(4)] center dot 5.5H(2)O: a new infrared emitter

The new erbium(III) complex of picolinic acid (Hpic), ["Bu4N][Er(pic)(4)].5.5H(2)O, was synthesized and the crystal structure determined by single-crystal X-ray diffraction. The compound was further characterized using IR, Raman, H-1 NMR and elemental analysis. The picolinate ligands (pic(-)) are coordinated through N,O-chelation to the erbium cations, as shown by X-ray diffraction and spectroscopic results, leading to an eight coordinate complex. Photoluminescence measurements were performed for this compound which exhibits infrared emission. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Influence of Er,Cr : YSGG laser treatment on the microtensile bond strength of adhesives to dentin

Purpose: In light of the concept of minimally invasive dentistry, erbium lasers have been considered as an alternative technique to the use of diamond burs for cavity preparation. The purpose of this study was to assess the bonding effectiveness of adhesives to Er,Cr:YSGG laser-irradiated dentin using irradiation settings specific for cavity preparation. Materials and Methods: Fifty-four midcoronal dentin surfaces, obtained from sound human molars, were irradiated with an Er,Cr:YSGG laser or prepared with a diamond bur using a high-speed turbine. One etch-and-rinse (Optibond FL/Kerr) and three self-etching adhesives (Adper Prompt L-Pop/3M ESPE, Clearfil SE Bond/Kuraray, and Clearfil S-3 Bond/Kuraray) were used to bond the composite to dentin. The microtensile bond strength (mu TBS) was determined after 24 h of storage in water at 37 degrees C. The Kruskal-Wallis test was used to determine pairwise statistical differences (p < 0.05). Prepared dentin surfaces, adhesive interfaces, and failure patterns were analyzed using a stereo microscope and Field-emission gun Scanning Electron Microscopy (Feg-SEM). Results: Significantly lower mu TBS was observed to laser-irradiated than to bur-cut dentin (p < 0.05), irrespective of the adhesive employed. Feg-SEM photomicrographs of lased dentin revealed an imbricate patterned substrate and the presence of microcracks at the dentin surface. Conclusion: Morphological alterations produced by Er,Cr:YSGG laser-irradiation adversely influence the bonding effectiveness of adhesives to dentin. Keywords: dentin, adhesion, adhesives, laser, ErCr:YSGG.

Er:YAl(3)(BO(3))(4) glassy thin films from polymeric precursor and sol-gel methods: Waveguides for integrated optics

This paper presents the characterization of single-mode waveguides for 980 and 1550 nm wavelengths. High quality planar waveguide structure was fabricated from Y(1-x)Er(x)Al(3)(BO(3))(4) multilayer thin films with x = 0.02, 0.05, 0.1, 0.3, and 0.5, prepared through the polymeric precursor and sol-gel methods using spin-coating. The propagation losses of the planar waveguides varying from 0.63 to 0.88 dB/cm were measured at 632.8 and 1550 nm. The photoluminescence spectra and radiative lifetimes of the Er(3+) (4)I(13/2) energy level were measured in waveguiding geometry. For most samples the photoluminescence decay was single exponential with lifetimes in between 640 mu s and 200 mu s, depending on the erbium concentration and synthesis method. These results indicate that Er doped YAl(3)(BO(3))(4) compounds are promising for low loss waveguides. (C) 2009 Elsevier B.V. All fights reserved.

Raman and photoluminescence of Er3+-doped SnO2 obtained via the sol-gel technique from solutions with distinct pH

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Model for the Evaluation of Root Wear by Histometric Analysis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Short-term clinical and immunologic effects of scaling and root planing with Er : YAG laser in chronic periodontitis

Background: Recently, the erbium-doped:yttrium, aluminum, and garnet (Er:YAG) laser has been used for periodontal therapy. This study compared Er:YAG laser irradiation (100 mJ/pulse, 10 Hz, 12.9 J/cm(2)) with or without conventional scaling and root planing (SRP) to SRP only for the treatment of periodontal pockets affected with chronic periodontitis.Methods: Twenty-one subjects with pockets from 5 to 9 mm in non-adjacent sites were studied. In a split-mouth design, each site was randomly allocated to a treatment group: SRP and laser (SRPL), laser only (L), SRP only (SRP), or no treatment (C). The plaque index (PI), gingival index (GI), bleeding on probing (BOP), and interleukin (IL)-1 beta levels in crevicular fluid were evaluated at baseline and at 12 and 30 days postoperatively, whereas probing depth (PD), gingival recession (GR), and clinical attachment level (CAL) were evaluated at baseline and 30 days after treatment. A statistical analysis was conducted (P<0.05).Results: Twelve days postoperatively, the PI decreased for SRPL and SRP groups (P<0.05); the GI increased for L, SRP, and C groups but decreased for the SRPL group (P<0.05); and BOP decreased for SRPL, L, and SRP groups (P<0.01). Thirty days postoperatively, BOP decreased for treated groups and was lower than the C group (P<0.05). PD decreased in treated groups (P<0.001), and differences were found between SRPL and C groups (P<0.05). CAL gain was significant only for the SRP group (P<0.01). GR increased for SRPL and L groups (P<0.05). No difference in IL-1 beta was detected among groups and periods.Conclusion: Er:YAG laser irradiation may be used as an adjunctive aid for the treatment of periodontal pockets, although a significant CAL gain was observed with SRP alone and not with laser treatment.

Microtensile bond strength of different adhesive systems in dentin irradiated with Er : YAG laser

The objective this study was to evaluate in vitro the bond strength of two etch-and-rise and one self-etching adhesive system after dentin irradiation with Er:YAG (erbium: yttrium aluminum garnet) laser using microtensile test. The results revealed that the groups treated with laser Er:YAG presented less tensile bond strength, independently to the adhesive system used. The prompt L-pop adhesive presented less microtensile bond strength compared to the other adhesives evaluated. There was no difference between single bond and excite groups. The adhesive failures were predominant in all the experimental groups. The Er:YAG laser influenced negatively bond strength values of adhesive systems tested in dental substrate.

Visible and near-infrared luminescent Eu3+ or Er3+ doped laponite-derived xerogels and thick films: Structural and spectroscopic properties

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)