Classical and Quantum Effects in Plasmonic Metals

The field of plasmonics exploits the unique optical properties of metallic nanostructures to concentrate and manipulate light at subwavelength length scales. Metallic nanostructures get their unique properties from their ability to support surface plasmons– coherent wave-like oscillations of the free electrons at the interface between a conductive and dielectric medium. Recent advancements in the ability to fabricate metallic nanostructures with subwavelength length scales have created new possibilities in technology and research in a broad range of applications.

In the first part of this thesis, we present two investigations of the relationship between the charge state and optical state of plasmonic metal nanoparticles. Using experimental bias-dependent extinction measurements, we derive a potential- dependent dielectric function for Au nanoparticles that accounts for changes in the physical properties due to an applied bias that contribute to the optical extinction. We also present theory and experiment for the reverse effect– the manipulation of the carrier density of Au nanoparticles via controlled optical excitation. This plasmoelectric effect takes advantage of the strong resonant properties of plasmonic materials and the relationship between charge state and optical properties to eluci- date a new avenue for conversion of optical power to electrical potential.

The second topic of this thesis is the non-radiative decay of plasmons to a hot-carrier distribution, and the distribution’s subsequent relaxation. We present first-principles calculations that capture all of the significant microscopic mechanisms underlying surface plasmon decay and predict the initial excited carrier distributions so generated. We also preform ab initio calculations of the electron-temperature dependent heat capacities and electron-phonon coupling coefficients of plasmonic metals. We extend these first-principle methods to calculate the electron-temperature dependent dielectric response of hot electrons in plasmonic metals, including direct interband and phonon-assisted intraband transitions. Finally, we combine these first-principles calculations of carrier dynamics and optical response to produce a complete theoretical description of ultrafast pump-probe measurements, free of any fitting parameters that are typical in previous analyses.

Conditioned responses in the reticular formation

Unit activity was recorded from the midbrain and pons of 40 freely moving rats in an appetitive classical conditioning situation. Responses to auditory stimuli were observed from 100 units before and during a conditioning procedure in which presentation of food occurred 1 sec after the onset of the auditory stimulus. Conditioned unit responses (i.e., spike rate accelerations or decelerations) were considered to be positive when 1) no similar responses appeared prior to conditioning, and 2) latencies were equal to or less than those of sensory responses derived from the inferior colliculus. Such short latency conditioned unit responses were recorded from 11 probes located in the mid-lateral pert of the ventral region of the brain stem. This region was differentiated from paramedian, far lateral and dorsal parts of the brain stem reticular formation. Conditioned unit responses of considerably longer latencies were recorded from 76 probe located in these other regions. Among the longer latency responses interesting differences appeared in experiments conducted after the first conditioning series was completed. With additional training, units in the "reticular activating system" of midbrain and pons tended to yield stabilized responses in the early portion of the CS-US interval closely related in time to the orientation responses evoked by the CS. In contrast, the responses of units in the limbic midbrain tended to stabilize in the later part of the CS-US interval closely related in time to preparatory responses tied to the US. During extinction when the auditory stimulus was no longer followed by presentation of food, many of the responses were reduced to their pre-conditioning levels. However, there was a tendency for units which had displayed short latency responses on the first conditioning day to be more resistant to extinction than units which had displayed longer latency conditioned responses. The data were interpreted as indicating a local correlate of learning in the reticular formation of midbrain end pons and a separation of the midbrain system into at least two areas: 1) the classical "reticular activating system" related to orienting reactions, and 2) the limbic midbrain areas related to drives and rewards. Because the ventral and mid-lateral area with very short latency conditioned responses was not clearly tied to either of these; it was considered as possibly representing a third division.

Modified porous silica antireflective coatings with laser damage resistance for Ti:sapphire

Porous SiO2 antireflective (AR) coatings are prepared from the colloidal silica solution modified with methyltriethoxysilane (MTES) based on the sol-gel route. The viscosity of modified silica suspensions changes but their stability keeps when MTES is introduced. The refractive indices of modified coatings vary little after bake treatment from 100 to 150 Celsius. The modified silica coatings on Ti:sapphire crystal, owning good homogeneity, display prominent antireflective effect within the laser output waveband (750-850 nm) of Ti:sapphire lasers, with average transmission above 98.6%, and own laser induced damage thresholds (LIDTs) of more than 2.2 J/cm2 at 800 nm with the pulse duration of 300 ps.

单纵模相移DFB掺Yb3+光纤激光器运行特性的研究

对我们所制作的λ/4相移DFB掺Yb3+光纤激光器的运行特性进行了研究。研究表明：光纤端面菲涅尔反射会破坏激光器的单纵模运行,因此为获得稳定的羊纵模运行须使用隔离器或甘油清除光纤端面菲涅尔反射；机械扰动则会使沿光纤传输的单偏振激光的偏振面发生变化；温度的涨落则会引起激光输出功率的不稳定涨落。所研制à/4相移DFB单纵模、单偏振激光器具有如下特性：阈值为38mW,当泵浦功率为140 mW时,获得了25mW的1053 nm单 纵模、羊偏振激光.偏振消光比约30 dB,单纵模激光功率涨落小于2%,边模抑制比约6

Stable single frequency and single polarization DFB fiber lasers operated at 1053 nm

Stable single-frequency and single-polarization distributed-feedback (DFB) fiber laser was realized by giving a pressure on the phase shift region of the fiber grating. The output wavelength of the DFB fiber laser is 1053 nm. When the pump power of 980 nm laser diode is 100 and 254 mW, the output power can reach 8.3 and 37.1 mW and the polarization extinction ratio was 26 and 20 dB, respectively. After chopped by Acousto-optic modulator (0.3 Hz), the pulse peak value variance is 4.65%(peak to peak) and 1.098% (RMS) for 31 min. (C) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

高激光损伤阈值溶胶-凝胶ZrO2薄膜

采用醇热法水解氧氯化锆（ZrOCl2·8H2O）制备ZrO2溶胶，提拉法涂膜。采用粘度、粒度分布、折射率、IR、DSC、AFM等测试手段对溶胶和薄膜性能进行表征。结果表明，ZrO2溶胶颗粒的平均粒径为18．9nm，薄膜经300℃热处理后折射率可高达1．95，膜层表面均匀平整，表面平均粗糙度仅为0．561nm，膜层的激光损伤阈值为14J／cm^2（1064nm，1ns）。

Comunidades de lagartos dos remanescentes de restinga do Estado do Rio de Janeiro: Riqueza, diversidade e onde estão as espécies endêmicas e ameaçadas de extinção

Atualmente existe uma contínua perda de biodiversidade, que decorre principalmente devido a intensa modificação das paisagens naturais pelas atividades humanas. O litoral do estado do Rio de Janeiro é ocupado há centenas de anos, e uma das principais ameaças é a crescente taxa demográfica. De forma geral, o conhecimento acerca dos diferentes grupos de vertebrados terrestres e a sua relação com o ambiente de restinga ainda é incipiente. Realizamos o presente estudo em dez áreas de remanescentes de vegetação de restinga no estado do Rio de Janeiro, para compreender a variação das comunidades de lagartos entre os diferentes ambientes e suas estruturas locais, bem como os principais fatores que as afetam negativamente. Realizamos um conjunto de transecções lineares delimitadas por tempo, ao longo de três anos. As espécies de lagartos foram identificadas e quantificadas, e mensuramos a estrutura e os fatores de ameaça antrópica dos ambientes. Registramos no total nove espécies de lagartos compondo as comunidades de restingas amostradas no estado do Rio de Janeiro, incluindo uma espécie exótica e invasora (Hemidactylus mabouia), e duas endêmicas (Liolaemus lutzae e Cnemidophorus littoralis). A maioria das espécies foram registradas em diferentes meso-habitats, e no geral podem ser consideradas oportunistas e generalistas. As restingas diferiram entre si principalmente em termos de abundância e densidade de espécies de lagartos, enquanto a riqueza foi comparativamente menor nos ambientes insulares. Provavelmente essas diferenças são resultados da interação entre processos históricos e ecológicos atuando em sinergia. Na restinga de Grussaí, os dados mostram que, considerando o nicho em suas três dimensões avaliadas (tempo, espaço e dieta), é provável que a comunidade esteja estruturada em seu eixo temporal. A análise dos fatores de ameaça antrópica sobre as restingas mostra que a situação dos fragmentos se manteve a mesma nos últimos anos. Provavelmente, as políticas públicas atuais não parecem ser suficientes para o aumento do grau de preservação e conservação das áreas de restinga do litoral do estado do Rio de Janeiro devido à contínua especulação imobiliária. É necessário o emprego de monitoramentos periódicos para acompanhar a situação das populações das espécies endêmicas e ameaçadas, e promover mudanças físicas (e.g. remoção de lixo depositado e de espécies exóticas), sócio-educativas (e.g. diminuição do acesso de animais domésticos, descarte de material), e de poder público (e.g. aumento das áreas de proteção). Em relação à espécie endêmica e ameaçada L. lutzae, identificamos uma sobreposição de nicho espacial em relação a Tropidurus torquatus, variável entre as localidades amostradas. Provavelmente essa variação resulta da estrutura ambiental que difere entre as restingas e, consequentemente, provoca diferentes respostas em termos de interação entre as espécies que compõem as comunidades de lagartos. Os novos registros de H. mabouia em habitat natural nas restingas foram incluídos aos registros de ocorrência da espécie em ambientes naturais em território brasileiro, no intuito de identificar áreas potenciais de invasão da espécie. Os resultados mostram uma alta probabilidade principalmente na região litorânea. O presente estudo possibilita uma melhor compreensão sobre a ecologia de comunidades de lagartos no estado do Rio de Janeiro.

Crioterapia: tecnologia não-invasiva de cuidado da enfermeira obstétrica para alívio da dor em parturientes

Pesquisa piloto de intervenção com dados prospectivos, grupo único de intervenção, cujo desfecho é a medida da dor de mulheres em trabalho de parto. Apresenta como objetivo discutir os efeitos da crioterapia no alívio da dor das parturientes. Como referencial teórico este trabalho apresentou o descrito por Soares e Low, onde se encontra que os mecanismos de ação do gelo para alívio da dor propiciam o decréscimo da transmissão das fibras de dor, a diminuição da excitabilidade nas terminações livres, a redução no metabolismo tecidual aumentando o limiar das fibras de dor e a liberação de endorfinas. Baseou-se ainda nos princípios da desmedicalização e do emprego de tecnologias não-invasivas de cuidado de enfermagem obstétrica conforme descritos por Vargens e Progianti. A pesquisa foi realizada no Centro Obstétrico do Hospital Municipal Maternidade Carmela Dutra, no Rio de Janeiro de abril a agosto de 2011. O gelo foi aplicado, utilizando-se para tal uma bolsa-cinta ajustável à região tóraco-lombar de 36 gestantes. A bolsa/cinta é descartável, de tecido TNT, com abertura na parte superior para introdução de gelo picado envolto em plástico. As aplicações se deram aos cinco centímetros de dilatação do colo uterino; e/ou aos sete centímetros de dilatação do colo uterino; e/ou aos nove centímetros de dilatação uterina, totalizando ao final das três aplicações um tempo de 60 minutos, que corresponde ao somatório de 20 minutos para cada uma. O gelo foi produzido em fôrma exclusiva para o projeto, em freezer da unidade. Os dados referentes à avaliação da dor foram coletados através de entrevista estruturada guiada por formulário previamente elaborado. Os resultados evidenciaram que a crioterapia produziu extinção ou alívio da dor quando aplicada na região tóraco-lombar das parturientes aos cinco, sete ou nove centímetros de dilatação do colo uterino, dando-lhes maiores condições de vivenciar o seu trabalho de parto; produziu um relaxamento geral e local (na região lombar) das parturientes; não interferiu na dinâmica uterina e, não causou dano ao binômio mãe-filho. Concluiu-se que a crioterapia, na forma como descrita no presente estudo, pode ser considerada uma tecnologia não-invasiva de cuidado de enfermagem obstétrica para alivio da dor no trabalho de parto.

Laser-induced changes on the complex refractive indices of phase-change thin film

The refractive indices of crystalline phase-change films are usually obtained by thermal-induced crystallization. However, this is not accurate, because the crystallization of phase-change film in rewritable optical disks is laser induced. In this study, we use the initializer to crystallize the phase-change films. The dependence of the refractive index n and the extinction coefficient k of the phase-change films on the initialization conditions are studied. Remarkable changes of the refractive indices (especially k) are found when the initialization laser power density is 6.63 mW/mum(2) and the initialization velocity is 4.0 m/s. At the same time, the structure changes of the phase-change films are also studied. This dependence is explained by the structure change of the films. These results are significant in improving the accuracy of optical design and the thermal simulation of phase-change optical disks, as well as in the study of phase-change optical disks at shorter wavelengths. (C) 2003 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Optical properties and structure of Sb-rich AgInSbTe phase change thin films

A new composition content quaternary-alloy-based phase change thin film, Sb-rich AgInSbTe, has been prepared by DC-magnetron sputtering on a K9 glass substrate. After the film has been subsequently annealed at 200degreesC for 30 min, it becomes a crystalline thin film. The diffraction peak of antimony (Sb) are observed by shallow (0.5 degree) x-ray diffraction in the quaternary alloy thin film. The analyses of the measurement from differential scanning calorimetry (DSC) show that the crystallization temperature of the phase change thin film is about 190degreesC and increases with the heating rate. By Kissinger plot, the activation energy for crystallization is determined to be 3.05eV. The reflectivity, refractive index and extinction coefficient of the crystalline and amorphous phase change thin films are presented. The optical absorption coefficient of the phase change thin films as a function of photon energy is obtained from the extinction coefficient. The optical band gaps of the amorphous and crystallization phase change thin films are 0.265eV and 1.127eV, respectively.

Optical recording properties of metal-azo dye as recording medium with super-resolution near-field structure

A novel metallized azo dye has been synthesized. The absorption spectra of the thin film and thermal characteristic are measured. Static optical recording properties with and without the Bi mask layer super-resolution near-field structure (Super-RENS) of the metal-azo dye are investigated. The results show that the metal-azo dye film has a broad absorbance band in the region of 450-650 nm and the maximum absorbance wavelength is located at 603 nm. It is also found that the new metallized azo dye occupies excellent thermal stability, initiatory decomposition temperature is at 270 degrees C and the mass loss is about 48% in a narrow temperature region (15 degrees C). The complex refractive index N (N = n + ik) is measured. High refractive index (n = 2.45) and low extinction coefficient (k = 0.2) at the recording wavelength 650nm are attained. Static optical recording tests with and without Super-RENS are carried out using a 650nm semiconductor diode laser with recording power of 7mW and laser pulse duration of 200ns. The AFM images show that the diameter of recording mark on the dye film with the Bi mask layer is reduced about 42%, compared to that of recorded mark on the dye film without Super-RENS. It is indicated that Bi can well performed as a mask layer of the dye recording layer and the metallized azo dye can be a promising candidate for recording media with the super-resolution near-field structure.

2-氨基-6-乙氧基苯并噻唑类偶氮染料及其金属鏊合物的合成及光学热学性能研究

合成了2-（2-氨基-6-乙氧基苯并噻唑基偶氮）-5-（N,N-二乙基氨基）三氟甲基磺酰苯胺偶氮染料（EBTDATFS）及其与乙酸镍、乙酸钴、乙酸铜、乙酸锌等金属盐鏊合的金属鏊合物。通过红外光谱、紫外-可见吸收光谱和MALDI质谱等对染料及其金属鏊合物进行了结构表征;使用旋涂方法在K9玻璃和抛光的单晶硅基片上制备薄膜;研究了镍金属鏊合物的热学性能;使用椭偏仪研究了Ni和Zn鏊合物的光学常数。结果表明：4种金属鏊合物薄膜最大吸收光谱为621-629nm,且长波边吸收峰陡峭;TGA-DSC测试结果表明镍金属鏊

Quando os médicos julgam e os juízes tratam psiquiatria e normalização no sistema penal brasileiro

Esta dissertação discute as funções desempenhadas pelo psiquiatra no sistema penal brasileiro, que são a assistência aos transtornos mentais, a avaliação da responsabilidade sobre um ato delituoso e a elaboração de laudos para a concessão do benefício da libertação progressiva a presos comuns. São apresentados os impasses advindos do contato entre justiça e ciência, demonstrando-se como, nos dois últimos casos, o psiquiatra não lida com seu objeto habitual, o doente mental, mas com um outro diverso, o indivíduo perigoso. Para conhecer e controlar este novo objeto a psiquiatria forma, junto com o judiciário, um outro poder denominado, conforme Michel Foucault, normalizador que, sob uma ótica genealógica, transcende o seu objeto original, transformando-se em meio de controle de todo o corpo social. Tendo por principal referencial teórico a obra daquele pensador francês, notadamente os textos vindos à luz nos últimos anos, com a publicação da transcrição de cursos e de outros artigos dispersos, este mecanismo de controle social é analisado, discutindo-se as transformações por que vem passando nas últimas décadas. Paralelamente, é defendida a extinção da necessidade do referendo psiquiátrico à progressão do regime prisional, como forma de corrigir um sistema que não funciona satisfatoriamente.

双调Q开关热退偏补偿全固态激光器

为了有效地补偿激光二极管(LD)侧向抽运1000 Hz重复率电光调Q Nd:YAG激光器棒状增益介质内存在的热致双折射损耗，设计了一种新颖的双调Q晶体开关复合谐振腔结构。实验结果表明，设计的双调Q晶体开关结构Nd:YAG激光器输出激光脉冲能量比单调Q晶体开关结构的非补偿腔输出能量提高了56%，当侧面抽运半导体激光器输出功率达到450 W时，激光输出达到30 mJ/pulse，输出光束偏振度优于10:1，激光脉冲宽度约14 ns。并获得6.7%的光-光转换效率。通过对双调Q开光激光谐振腔进行建模，并用求解速

Optical properties of dye-doped zirconia films by spectroscopic ellipsometry

The optical properties of zirconia films doped with rhodamine 6G and oxazine 725 by the sol-gel process were investigated using spectroscopic ellipsometry (SE). Accurate refractive index n and the extinction coefficient k were determined using a three-oscillator classical Lorentz model in the wavelength range of 300-800 nm. The derived refractive index of dye-doped films exhibited anomalous dispersion in the absorption region. Wavelength tunable output lasing action yellow and near-infrared wavelength region was achieved by DFB configuration using zirconia films doped with R6G and oxazine 725. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.