Analysis by finite element calculations of light scattering in laser-textured AZO films for PV thin-film solar cells

In the thin-film photovoltaic industry, to achieve a high light scattering in one or more of the cell interfaces is one of the strategies that allow an enhancement of light absorption inside the cell and, therefore, a better device behavior and efficiency. Although chemical etching is the standard method to texture surfaces for that scattering improvement, laser light has shown as a new way for texturizing different materials, maintaining a good control of the final topography with a unique, clean, and quite precise process. In this work AZO films with different texture parameters are fabricated. The typical parameters used to characterize them, as the root mean square roughness or the haze factor, are discussed and, for deeper understanding of the scattering mechanisms, the light behavior in the films is simulated using a finite element method code. This method gives information about the light intensity in each point of the system, allowing the precise characterization of the scattering behavior near the film surface, and it can be used as well to calculate a simulated haze factor that can be compared with experimental measurements. A discussion of the validation of the numerical code, based in a comprehensive comparison with experimental data is included.

INFLUÊNCIA DO LASER DE BAIXA INTENSIDADE NA VELOCIDADE DA MOVIMENTAÇÃO ORTODÔNTICA

Este estudo investigou os efeitos do laser de baixa intensidade na velocidade da movimentação ortodôntica de caninos submetidos à retração inicial. A amostra constou de 26 caninos superiores e inferiores, submetidos à retração inicial realizada com mola Niti, com força de 150g. Um dos caninos foi irradiado com laser de diodo, seguindo o protocolo de aplicação: 780nm/20mW/5Jcm2/0,2J por ponto/Et=2J, nos dias 0, 3 e 7 pós-ativação, sendo que o contralateral foi considerado placebo. A retração durou em média 4 meses, num total de 9 aplicações de laser. Os modelos de cada mês foram escaneados com scanner 3D (3Shape) e as imagens tridimensionais foram analisadas por meio do Software Geomagic Studio 5, para a mensuração da quantidade de movimentação dos caninos retraídos. Foi empregada a Análise de Variância a três critérios, seguida pelo teste de Tukey (p<0,05). Para verificação da integridade tecidual, foram efetuadas radiografias periapicais iniciais e finais dos caninos retraídos e dos molares, nas quais foram avaliados uma possível reabsorção na crista alveolar, por meio da distância da crista óssea alveolar até a junção cemento-esmalte e os níveis de reabsorção radicular, por meio do índice de Levander e Malmgreen, sendo este último avaliado somente nos caninos retraídos. Para isto, foi empregado o teste não paramétrico de Wilcoxon (p<0,05). Os resultados indicaram que houve um aumento estatisticamente significante na velocidade da movimentação dos caninos irradiados comparados ao seu contralateral, em todos os tempos avaliados, como também a preservação da integridade tecidual. Com isso, concluiu-se que o laser de diodo pode acelerar a movimentação ortodôntica, podendo contribuir para a diminuição do tempo de tratamento.(AU)

INFLUÊNCIA DO LASER DE BAIXA INTENSIDADE NA VELOCIDADE DA MOVIMENTAÇÃO ORTODÔNTICA

Este estudo investigou os efeitos do laser de baixa intensidade na velocidade da movimentação ortodôntica de caninos submetidos à retração inicial. A amostra constou de 26 caninos superiores e inferiores, submetidos à retração inicial realizada com mola Niti, com força de 150g. Um dos caninos foi irradiado com laser de diodo, seguindo o protocolo de aplicação: 780nm/20mW/5Jcm2/0,2J por ponto/Et=2J, nos dias 0, 3 e 7 pós-ativação, sendo que o contralateral foi considerado placebo. A retração durou em média 4 meses, num total de 9 aplicações de laser. Os modelos de cada mês foram escaneados com scanner 3D (3Shape) e as imagens tridimensionais foram analisadas por meio do Software Geomagic Studio 5, para a mensuração da quantidade de movimentação dos caninos retraídos. Foi empregada a Análise de Variância a três critérios, seguida pelo teste de Tukey (p<0,05). Para verificação da integridade tecidual, foram efetuadas radiografias periapicais iniciais e finais dos caninos retraídos e dos molares, nas quais foram avaliados uma possível reabsorção na crista alveolar, por meio da distância da crista óssea alveolar até a junção cemento-esmalte e os níveis de reabsorção radicular, por meio do índice de Levander e Malmgreen, sendo este último avaliado somente nos caninos retraídos. Para isto, foi empregado o teste não paramétrico de Wilcoxon (p<0,05). Os resultados indicaram que houve um aumento estatisticamente significante na velocidade da movimentação dos caninos irradiados comparados ao seu contralateral, em todos os tempos avaliados, como também a preservação da integridade tecidual. Com isso, concluiu-se que o laser de diodo pode acelerar a movimentação ortodôntica, podendo contribuir para a diminuição do tempo de tratamento.(AU)

Efeito do laser de baixa intensidade no procedimento de expansão rápida da maxila

A proposta do presente estudo foi avaliar os efeitos do laser de baixa intensidade na regeneração óssea no procedimento de expansão rápida da maxila. Utilizou-se 27 indivíduos com média de idade de 10,2 anos, divididos em dois grupos: grupo laser (n=14), no qual se realizou a expansão rápida da maxila, associada ao laser e grupo sem laser (n=13), que realizou somente a expansão rápida da maxila. O protocolo de ativação do parafuso expansor foi de 1 volta completa no primeiro dia e ½ volta diária até a sobrecorreção. O laser utilizado foi o de diodo (TWIN Laser MMOptics®, São Carlos), seguindo o protocolo de aplicação: comprimento de onda de 780nm, potência de 40mW, densidade de 10J/cm2, em 10 pontos localizados ao redor da sutura palatina mediana. Os estágios de aplicação foram: L1 (do primeiro ao quinto dia de aplicação), L2 (travamento do parafuso e 3 dias seguidos), L3, L4 e L5 (após 7, 14 e 21 dias do L2, respectivamente). Radiografias oclusais da maxila foram realizadas com auxílio de uma escala de alumínio, para referencial densitométrico, em diferentes tempos: T1 (inicial), T2 (dia de travamento do parafuso), T3 (3 a 5 dias do T2), T4 (30 dias do T3), T5 (60 dias do T4). As radiografias foram digitalizadas e submetidas a um programa de imagem (Image Tool - UTHSCSA, Texas, USA), para mensuração da densidade óptica das áreas previamente selecionadas. Para realização do teste estatístico, utilizou-se a Análise de Covariância usando como covariável o tempo para a fase avaliada. Em todos os testes foi adotado nível de significância de 5% (p<0,05).Para o Grupo Laser, os dados mostram que houve uma queda significante de densidade durante a abertura do parafuso (T2-T1), um aumento significante da mesma no período final de avaliação (T5-T4), e um aumento também da densidade no período de regeneração propriamente dito (T5-T2), ou seja, a partir do momento em que finalizou a fase de abertura do parafuso expansor. Enquanto que no Grupo Sem Laser, a densidade não mostrou diferença estatisticamente significantemente em nenhum período analisado. Os resultados mostraram que o laser propiciou consideravelmente uma melhor abertura da sutura palatina mediana, além de influenciar no processo de regeneração óssea da sutura, acelerando seus processos de reparo.(AU)

Efeito do laser de baixa intensidade no procedimento de expansão rápida da maxila

A proposta do presente estudo foi avaliar os efeitos do laser de baixa intensidade na regeneração óssea no procedimento de expansão rápida da maxila. Utilizou-se 27 indivíduos com média de idade de 10,2 anos, divididos em dois grupos: grupo laser (n=14), no qual se realizou a expansão rápida da maxila, associada ao laser e grupo sem laser (n=13), que realizou somente a expansão rápida da maxila. O protocolo de ativação do parafuso expansor foi de 1 volta completa no primeiro dia e ½ volta diária até a sobrecorreção. O laser utilizado foi o de diodo (TWIN Laser MMOptics®, São Carlos), seguindo o protocolo de aplicação: comprimento de onda de 780nm, potência de 40mW, densidade de 10J/cm2, em 10 pontos localizados ao redor da sutura palatina mediana. Os estágios de aplicação foram: L1 (do primeiro ao quinto dia de aplicação), L2 (travamento do parafuso e 3 dias seguidos), L3, L4 e L5 (após 7, 14 e 21 dias do L2, respectivamente). Radiografias oclusais da maxila foram realizadas com auxílio de uma escala de alumínio, para referencial densitométrico, em diferentes tempos: T1 (inicial), T2 (dia de travamento do parafuso), T3 (3 a 5 dias do T2), T4 (30 dias do T3), T5 (60 dias do T4). As radiografias foram digitalizadas e submetidas a um programa de imagem (Image Tool - UTHSCSA, Texas, USA), para mensuração da densidade óptica das áreas previamente selecionadas. Para realização do teste estatístico, utilizou-se a Análise de Covariância usando como covariável o tempo para a fase avaliada. Em todos os testes foi adotado nível de significância de 5% (p<0,05).Para o Grupo Laser, os dados mostram que houve uma queda significante de densidade durante a abertura do parafuso (T2-T1), um aumento significante da mesma no período final de avaliação (T5-T4), e um aumento também da densidade no período de regeneração propriamente dito (T5-T2), ou seja, a partir do momento em que finalizou a fase de abertura do parafuso expansor. Enquanto que no Grupo Sem Laser, a densidade não mostrou diferença estatisticamente significantemente em nenhum período analisado. Os resultados mostraram que o laser propiciou consideravelmente uma melhor abertura da sutura palatina mediana, além de influenciar no processo de regeneração óssea da sutura, acelerando seus processos de reparo.(AU)

Conformational dependence of electron transfer across de novo designed metalloproteins.

Flash photolysis and pulse radiolysis measurements demonstrate a conformational dependence of electron transfer rates across a 16-mer helical bundle (three-helix metalloprotein) modified with a capping CoIII(bipyridine)3 electron acceptor at the N terminus and a 1-ethyl-1'-ethyl-4,4'- bipyridinium donor at the C terminus. For the CoIII(peptide)3-1-ethyl-1'-ethyl-4,4'-bipyridinium maquettes, the observed transfer is a first order, intramolecular process, independent of peptide concentration or laser pulse energy. In the presence of 6 M urea, the random coil bundle (approximately 0% helicity) has an observed electron transfer rate constant of kobs = 900 +/- 100 s-1. In the presence of 25% trifluoroethanol (TFE), the helicity of the peptide is 80% and the kobs increases to 2000 +/- 200 s-1. Moreover, the increase in the rate constant in TFE is consistent with the observed decrease in donor-acceptor distance in this solvent. Such bifunctional systems provide a class of molecules for testing the effects of conformation on electron transfer in proteins and peptides.

Caracterização da estrutura turbulenta em escoamentos aerados em canal de forte declividade com auxílio de técnicas de velocimetria a laser

Este trabalho é continuação da linha de pesquisa em escoamentos de alta velocidade, aerados, conduzida no departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC/USP. O trabalho tem cunho experimental visando elucidar aspectos de enlaçamento de ar pela água, como resultado das flutuações turbulentas do escoamento do líquido. Medidas de vazão de ar e água, perfis de velocidade do escoamento líquido, perfis de concentração de ar no escoamento bifásico, perfis de intensidade turbulenta, comprimentos de jatos no salto sobre o aerador, foram efetuados com o fito de testar modelos que quantificam o enlaçamento de ar. Propostas básicas de quantificação de vazões de ar são apresentadas, fundamentadas em propostas da literatura, que mostram coerência entre vazões medidas diretamente e vazões estimadas. A metodologia desenvolvida no presente estudo permite obter adequadamente as grandezas relevantes para escoamentos aerados de alta velocidade. Quanto aos resultados obtidos, quando confrontados com os da literatura, indicam que há maiores incertezas para as propostas que envolvem principalmente as intensidades turbulentas.

Optical initialization, readout, and dynamics of a Mn spin in a quantum dot

We have investigated the spin preparation efficiency by optical pumping of individual Mn atoms embedded in CdTe/ZnTe quantum dots. Monitoring the time dependence of the intensity of the fluorescence during the resonant optical pumping process in individual quantum dots allows to directly probe the dynamics of the initialization of the Mn spin. This technique presents the convenience of including preparation and readout of the Mn spin in the same step. Our measurements demonstrate that Mn spin initialization, at zero magnetic field, can reach an efficiency of 75% and occurs in the tens of nanoseconds range when a laser resonantly drives at saturation one of the quantum-dot transition. We observe that the efficiency of optical pumping changes from dot-to-dot and is affected by a magnetic field of a few tens of millitesla applied in Voigt or Faraday configuration. This is attributed to the local strain distribution at the Mn location which predominantly determines the dynamics of the Mn spin under weak magnetic field. The spectral distribution of the spin-flip-scattered photons from quantum dots presenting a weak optical pumping efficiency reveals a significant spin relaxation for the exciton split in the exchange field of the Mn spin.

Study of the interface Pt(111)/ [Emmim][NTf2] using laser-induced temperature jump experiments

The interface between a Pt(111) electrode and a room temperature ionic liquid, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, was investigated with the laser-induced temperature jump method. In this technique, the temperature of the interface is suddenly increased by applying short laser pulses. The change of the electrode potential caused by the thermal perturbation is measured under coulostatic conditions during the subsequent temperature relaxation. This change is mainly related to the reorganization of the solvent components near the electrode surface. The sign of the potential transient depends on the potential of the experiment. At high potential values, positive transients indicate a higher density of anions than cations close the surface, contributing negatively to the potential of the electrode. Decreasing the applied potential to sufficiently low values, the transient becomes negative, meaning that the density of cations becomes then higher at the surface of the electrode. The potential dependence of the interfacial response shows a marked hysteresis depending on the direction in which the applied potential is changed.

Enriching plant diversity in grasslands by large-scale experimental sward disturbance and seed addition along gradients of land-use intensity

Aims The relationship between biodiversity and ecosystem functioning is among the most active areas of ecological research. Furthermore, enhancing the diversity of degraded ecosystems is a major goal in applied restoration ecology. In grasslands, many species may be locally absent due to dispersal or microsite limitation and may therefore profit from mechanical disturbance of the resident vegetation. We established a seed addition and disturbance experiment across several grassland sites of different land use to test whether plant diversity can be increased in these grasslands. Additionally, the experiment will allow us testing the consequences of increased plant diversity for ecosystem processes and for the diversity of other taxa in real-world ecosystems. Here we present details of the experimental design and report results from the first vegetation survey one year after disturbance and seed addition. Moreover, we tested whether the effects of seed addition and disturbance varied among grassland depending on their land use or pre-disturbance plant diversity. Methods A full-factorial experiment was installed in 73 grasslands in three regions across Germany. Grasslands were under regular agricultural use, but varied in the type and the intensity of management, thereby representing the range of management typical for large parts of Central Europe. The disturbance treatment consisted of disturbing the top 10 cm of the sward using a rotavator or rotary harrow. Seed addition consisted of sowing a high-diversity seed mixture of regional plant species. These species were all regionally present, but often locally absent, depending on the resident vegetation composition and richness of each grassland. Important findings One year after sward disturbance it had significantly increased cover of bare soil, seedling species richness and numbers of seedlings. Seed addition had increased plant species richness, but only in combination with sward disturbance. The increase in species richness, when both seed addition and disturbance was applied, was higher at high land-use intensity and low resident diversity. Thus, we show that at least the early recruitment of many species is possible also at high land-use intensity, indicating the potential to restore and enhance biodiversity of species-poor agricultural grasslands. Our newly established experiment provides a unique platform for broad-scale research on the land-use dependence of future trajectories of vegetation diversity and composition and their effects on ecosystem functioning.

AVALIAÇÃO DAS ALTERAÇÕES DENTÁRIAS E ESQUELÉTICAS APÓS A DISTALIZAÇÃO DE MOLARES SUPERIORES COM APARELHO PÊNDULO SOB A INFLUÊNCIA DO LASER DE BAIXA INTENSIDADE

O presente estudo avaliou a velocidade da movimentação ortodôntica e as alterações dentárias e esqueléticas na distalização de molares superiores sob influência do laser de baixa intensidade por meio de telerradiografias laterais. A amostra foi constituída por 18 pacientes, portadores de maloclusão Classe II, com idade média inicial de 14,4 anos e divididos em dois grupos: Grupo I - laser e Grupo II - controle. Os pacientes foram tratados com um dispositivo ortodôntico denominado Pêndulo de Hilgers modificado, concomitantemente foi realizado a aplicação do laser de baixa intensidade na região radicular dos primeiros e segundos molares superiores, dos lados direito e esquerdo, nos pacientes do grupo I, sob o seguinte protocolo: 780nm de comprimento de onda, 40mW de potência, 10J/cm² de densidade de energia, 0,4J de energia por ponto durante 10 segundos cada e resultando em energia total de 20,8J. Foram distribuídos 52 pontos por vestibular e palatina dos primeiros e segundos molares superiores. A aplicação do laser foi realizada no dia da ativação da mola de TMA e repetida a cada mês até a sobrecorreção da relação molar. As telerradiografias laterais foram realizadas no início do tratamento (T1), ao final do terceiro mês (T2) e ao final da distalização (T3) com a relação molar sobrecorrigida em aproximadamente 1mm. Após análise cefalométrica foram realizadas comparações das alterações obtidas entre as fases Inicial (T1) e Final (T3) e Inicial (T1) e terceiro mês (T2) e comparadas entre os grupos. Os resultados mostraram inclinação para distal dos primeiros e segundos molares superiores, inclinação vestibular dos incisivos centrais superiores acentuada pela presença dos segundos molares e ausência de alterações dentárias verticais significativas, rotação do plano mandibular no sentido horário e o consequente aumento da altura facial anterior inferior. Concluiu-se que os efeitos do Pêndulo de Hilgers modificado sob a metodologia realizada provocaram alterações predominantemente dentoalveolares e que a movimentação dos primeiros e segundos molares superiores sob efeito da laserterapia, não apresentou diferença estatisticamente significante na velocidade de movimentação ortodôntica e em nenhuma das variáveis estudadas.

INFLUÊNCIA DO LASER DE BAIXA INTENSIDADE NA VELOCIDADE DA MOVIMENTAÇÃO ORTODÔNTICA

Este estudo investigou os efeitos do laser de baixa intensidade na velocidade da movimentação ortodôntica de caninos submetidos à retração inicial. A amostra constou de 26 caninos superiores e inferiores, submetidos à retração inicial realizada com mola Niti, com força de 150g. Um dos caninos foi irradiado com laser de diodo, seguindo o protocolo de aplicação: 780nm/20mW/5Jcm2/0,2J por ponto/Et=2J, nos dias 0, 3 e 7 pós-ativação, sendo que o contralateral foi considerado placebo. A retração durou em média 4 meses, num total de 9 aplicações de laser. Os modelos de cada mês foram escaneados com scanner 3D (3Shape) e as imagens tridimensionais foram analisadas por meio do Software Geomagic Studio 5, para a mensuração da quantidade de movimentação dos caninos retraídos. Foi empregada a Análise de Variância a três critérios, seguida pelo teste de Tukey (p<0,05). Para verificação da integridade tecidual, foram efetuadas radiografias periapicais iniciais e finais dos caninos retraídos e dos molares, nas quais foram avaliados uma possível reabsorção na crista alveolar, por meio da distância da crista óssea alveolar até a junção cemento-esmalte e os níveis de reabsorção radicular, por meio do índice de Levander e Malmgreen, sendo este último avaliado somente nos caninos retraídos. Para isto, foi empregado o teste não paramétrico de Wilcoxon (p<0,05). Os resultados indicaram que houve um aumento estatisticamente significante na velocidade da movimentação dos caninos irradiados comparados ao seu contralateral, em todos os tempos avaliados, como também a preservação da integridade tecidual. Com isso, concluiu-se que o laser de diodo pode acelerar a movimentação ortodôntica, podendo contribuir para a diminuição do tempo de tratamento.(AU)

Efeito do laser de baixa intensidade no procedimento de expansão rápida da maxila

A proposta do presente estudo foi avaliar os efeitos do laser de baixa intensidade na regeneração óssea no procedimento de expansão rápida da maxila. Utilizou-se 27 indivíduos com média de idade de 10,2 anos, divididos em dois grupos: grupo laser (n=14), no qual se realizou a expansão rápida da maxila, associada ao laser e grupo sem laser (n=13), que realizou somente a expansão rápida da maxila. O protocolo de ativação do parafuso expansor foi de 1 volta completa no primeiro dia e ½ volta diária até a sobrecorreção. O laser utilizado foi o de diodo (TWIN Laser MMOptics®, São Carlos), seguindo o protocolo de aplicação: comprimento de onda de 780nm, potência de 40mW, densidade de 10J/cm2, em 10 pontos localizados ao redor da sutura palatina mediana. Os estágios de aplicação foram: L1 (do primeiro ao quinto dia de aplicação), L2 (travamento do parafuso e 3 dias seguidos), L3, L4 e L5 (após 7, 14 e 21 dias do L2, respectivamente). Radiografias oclusais da maxila foram realizadas com auxílio de uma escala de alumínio, para referencial densitométrico, em diferentes tempos: T1 (inicial), T2 (dia de travamento do parafuso), T3 (3 a 5 dias do T2), T4 (30 dias do T3), T5 (60 dias do T4). As radiografias foram digitalizadas e submetidas a um programa de imagem (Image Tool - UTHSCSA, Texas, USA), para mensuração da densidade óptica das áreas previamente selecionadas. Para realização do teste estatístico, utilizou-se a Análise de Covariância usando como covariável o tempo para a fase avaliada. Em todos os testes foi adotado nível de significância de 5% (p<0,05).Para o Grupo Laser, os dados mostram que houve uma queda significante de densidade durante a abertura do parafuso (T2-T1), um aumento significante da mesma no período final de avaliação (T5-T4), e um aumento também da densidade no período de regeneração propriamente dito (T5-T2), ou seja, a partir do momento em que finalizou a fase de abertura do parafuso expansor. Enquanto que no Grupo Sem Laser, a densidade não mostrou diferença estatisticamente significantemente em nenhum período analisado. Os resultados mostraram que o laser propiciou consideravelmente uma melhor abertura da sutura palatina mediana, além de influenciar no processo de regeneração óssea da sutura, acelerando seus processos de reparo.(AU)

A UTILIZAÇÃO DO LASER DE BAIXA INTENSIDADE NA MOVIMENTAÇÃO DENTÁRIA E NA SENSIBILIDADE DOLOROSA APÓS APLICAÇÃO DE FORÇA ORTODÔNTICA

O presente estudo objetivou avaliar a eficácia do Laser de Baixa Intensidade (LBI) na aceleração da movimentação dentária e na diminuição da dor frente à aplicação de força ortodôntica. A amostra foi composta por 19 pacientes, sendo doze do sexo feminino e sete do sexo masculino, com idade inicial média de 14,69 anos, todos com indicação para extrações de primeiros pré-molares. Destes, 66 caninos foram submetidos à retração inicial, sendo que 33 receberam aplicação de laser e 33 foram considerados controle. Utilizou-se o Laser de Baixa Intensidade de arseneto de gálio e alumínio, com comprimento de onda de 780nm, na dosimetria de 40mW;10J/cm2;10s/ponto, aplicado apenas uma vez ao mês em dez pontos, sendo cinco por vestibular e cinco por lingual/palatino. Modelos de gesso foram confeccionados durante todos os meses de retração dos caninos, que teve duração de quatro meses, sendo, posteriormente, digitalizados para se mensurar a quantidade de movimentação de um lado em relação ao outro, utilizando-se como referência as papilas incisivas. Para a avaliação da dor experimentada pelos pacientes, os mesmos foram orientados a preencher uma escala analógica visual (VAS) que variava de 0 a 10 , em que zero significava nenhuma dor e dez significava dor insuportável, nos intervalos de 12, 24, 48 e 72 horas após a aplicação da força ortodôntica. Foi mensurado o apinhamento de todas as hemiarcadas dos pacientes na fase inicial, medindo-se a distância entre os pontos de contato de cada dente. Para a verificação do padrão de normalidade, empregou-se o teste de Kolmogorov-Smirnov, sendo que para comparar o lado irradiado com o lado não irradiado foi utilizado o teste t pareado, exceto para a variável razão caninos/molares , analisada pelo teste não paramétrico de Wilcoxon (p<0,05). Os resultados mostraram que em relação ao apinhamento dentário, os lados irradiado e não irradiado apresentaram-se compatíveis. Além disso, não houve diferença estatisticamente significante entre a quantidade de retração dos caninos irradiados comparados aos não irradiados, o mesmo acontecendo com a sensibilidade dolorosa experimentada pelos pacientes. Concluiu-se assim que o LBI na dosimetria e forma como foi utilizado não foi eficiente na aceleração da movimentação dentária nem na redução da dor experimentada pelos pacientes frente às forças ortodônticas.

Fiber Bragg grating structures inscribed using 800nm femtosecond laser in single- and multi-core mid-IR glass fibers with their spectral, thermal and strain properties

Single- and multi-core passive and active germanate and tellurite glass fibers represent a new class of fiber host for in-fiber photonics devices and applications in mid-IR wavelength range, which are in increasing demand. Fiber Bragg grating (FBG) structures have been proven as one of the most functional in-fiber devices and have been mass-produced in silicate fibers by UV-inscription for almost countless laser and sensor applications. However, because of the strong UV absorption in germanate and tellurite fibers, FBG structures cannot be produced by UVinscription. In recent years femtosecond (fs) lasers have been developed for laser machining and microstructuring in a variety of glass fibers and planar substrates. A number of papers have been reported on fabrication of FBGs and long-period gratings in optical fibers and also on the photosensitivity mechanism using 800nm fs lasers. In this paper, we demonstrate for the first time the fabrication of FBG structures created in passive and active single- and three-core germanate and tellurite glass fibers by using 800nm fs-inscription and phase mask technique. With a fs peak power intensity in the order of 1011W/cm2, the FBG spectra with 2nd and 3rd order resonances at 1540nm and 1033nm in a single-core germanate glass fiber and 2nd order resonances between ~1694nm and ~1677nm with strengths up to 14dB in all three cores of three-core passive and active tellurite fibers were observed. Thermal and strain properties of the FBGs made in these mid-IR glass fibers were characterized, showing an average temperature responsivity of ~20pm/°C and a strain sensitivity of 1.219±0.003pm/µe.