多层介质膜脉冲压缩光栅近场光学特性分析

利用傅里叶模式理论分析了TE波自准直角入射的使用条件下，多层介质膜光栅的光栅区和多层膜区电场分布的特点．分别讨论了HfO2和SiO2为顶层光栅材料时，光栅结构参数对光栅脊峰值电场的影响，结果表明，对于不同膜厚的顶层材料，存在一个最佳膜厚度，使光栅脊峰值电场最小，并且当膜厚增大时，设计大高宽比的光栅可以降低该电场峰值．最后，在大角度条件下使用多层膜光栅也可以降低光栅脊处的峰值电场．

Characteristics of high reflection mirror with an SiO2 top layer for multilayer dielectric grating

The high reflection (HR) mirror composed of dielectric stacks with excellent spectrum characteristics and high damage resistant ability is critical for fabricating multilayer dielectric (MLD) grating for pulse compressor. The selection of the SiO2 material as the top layer of the HR mirror for grating fabrication is beneficial for improving the laser-induced damage threshold of MLD grating as well as minimizing the standing-wave effect in the photoresist during the exposure process. Based on an (HLL) H-9 design comprising quarter-waves of HfO2 ( H) and half-waves of SiO2 ( L), we obtain an optimal design of the HR mirror for MLD grating, the SiO2 top layer of which is optimized with a merit function including both the diffraction efficiency of the MLD grating and the electric field enhancement in the grating. Dependence of the performance of the MLD grating on the fabrication error of the dielectric mirror is analysed in detail. The HR mirror is also fabricated by E-beam evaporation, which shows good spectral characteristics at the exposure wavelength of 413 nm and at the operation wavelength of 1053 nm and an average damage threshold of 10 J cm(-2) for a 12 ns pulse.

Design of high-efficiency diffraction gratings based on total internal reflection for pulse compressor

We present designs of high-efficiency compression grating based on total internal reflection (TIR) for picosecond pulse laser at 1053 nm. The setup is devised by directly etching gratings into the bottom side of a prism so that light can successfully enter (or exit) the compression grating. Dependence of the -1 order diffraction efficiencies on the constructive parameters is analyzed for TE- and TM-polarized incident light at Littrow angle by using Fourier modal method in order to obtain optimal grating structure. The electric field enhancement within the high-efficiency TIR gratings is regarded as another criterion to optimize the structure of the TIR gratings. With the criterion of high diffraction efficiency, low electric field enhancement and sufficient manufacturing latitude, TIR compression gratings with optimized constructive parameters are obtained for TE- and TM-polarized incident light, respectively. The grating for TE-polarized light exhibits diffraction efficiencies higher than 0.95 within 23 nm bandwidth and relatively low square of electric field enhancement ratio of 5.7. Regardless of the internal electric field enhancement, the grating for TM-polarized light provides diffraction efficiencies higher than 0.95 within 42 nm bandwidth. With compact structure, such TIR compression gratings made solely of fused silica should be of great interest for application to chirped pulse amplification (CPA) systems. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Preparation of high laser induced damage threshold antireflection film using interrupted ion assisted deposition

Single layers and antireflection films were deposited by electron beam evaporation, ion assisted deposition and interrupted ion assisted deposition, respectively. Antireflection film of quite high laser damage threshold (18J/cm(2)) deposited by interrupted ion assisted deposition were got. The electric field distribution, weak absorption, and residual stress of films and their relations to damage threshold were investigated. It was shown that the laser induced damage threshold of film was the result of competition of disadvantages and advantages, and interrupted ion assisted deposition was one of the valuable methods for preparing high laser induced damage threshold films. (c) 2007 Optical Society of America

Optimization of thin-film design for multi-layer dielectric grating

Thin-film design used to fabricate multi-layer dielectric (MLD) gratings should provide high transmittance during holography exposure, high reflectance at use wavelength and sufficient manufacturing latitude of the grating design making the MLD grating achieve both high diffraction efficiency and low electric field enhancement. Based on a (HLL)H-9 design comprising of quarter-waves of high-index material and half-waves of low-index material, we obtain an optimum MLD coating meeting these requirements by inserting a matching layer being half a quarter-wave of Al2O3 between the initial design and an optimized HfO2 top layer. The optimized MLD coatings exhibits a low reflectance of 0.017% under photoresist at the exposure angle of 17.8 degrees for 413 nm light and a high reflectance of 99.61% under air at the use angle of 51.2 degrees for 1053 nm light. Numerical calculation of intensity distribution in the photoresist coated on the MLD film during exposure shows that standing-wave patterns are greatly minimized and thus simulation profile of photoresist gratings after development demonstrates smoother shapes with lower roughness. Furthermore, a MLD gratings with grooves etched into the top layer of this MLD coating provides a high diffraction efficiency of 99.5% and a low electric field enhancement ratio of 1.53. This thin-film design shows perfect performances and can be easily fabricated by e-beam evaporation. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Dispersion of gamma-Alumina Nano-Sized Spherical Particles in a Calamitic Liquid Crystal. Study and Optimization of the Confinement Effects

We report an experimental study on confined systems formed by butyloxybenzylidene octylaniline liquid crystal (4O.8) + gamma-alumina nanoparticles. The effects of the confinement in the thermal and dielectric properties of the liquid crystal under different densities of nanoparticles is analyzed by means of high resolution Modulated Differential Scanning Calorimetry (MDSC) and broadband dielectric spectroscopy. First, a drastic depression of the N-I and SmA-N transition temperatures is observed with confinement, the more concentration of nanoparticles the deeper this depression is, driving the nematic range closer to the room temperature. An interesting experimental law is found for both transition temperatures. Second, the change in shape of the heat capacity peaks is quantified by means of the full width half maximum (FWHM). Third, the confinement does not noticeably affect the molecular dynamics. Finally, the combination of nanoparticles and the external applied electric field tends to favor the alignment of the molecules in metallic cells. All these results indicate that the confinement of liquid crystals by means of gamma-alumina nanoparticles could be optimum for liquid crystal-based electrooptic devices.

全内反射式衍射光栅近场光学特性

利用傅里叶模式理论分析了具有高衍射效率的全内反射式衍射光栅在TE和TM偏振态下的近场光分布特点，讨论了光栅结构参数以及入射角度对光栅内电场增强的影响。结果表明：全内反射光栅内部电场分布对偏振态较敏感，光栅槽深和占宽比对电场增强影响较小，光栅内的峰值电场随光栅周期增大而增大，并且峰值电场随着入射角度的增大而减小。在应用于高功率激光时，降低光栅内部的电场增强可以有效降低损伤风险。

低损耗193nm反射膜的设计

采用1/4规整膜系,从电场强度、吸收损耗及散射损耗的分布几个方面,对影响193 nm反射膜性能的因素进行了分析。以分析结果为基础,对低损耗193 nm反射膜的设计进行了探讨。结果表明:在空气侧的外膜层中电场强度较大,随着层数向内过渡,电场强度迅速减小;高折射率材料膜层的吸收损耗明显高于低折射率材料膜层的吸收损耗,而且靠近空气侧最外层的高折射率膜层的吸收损耗最大;按由外层向内层过渡的方向,吸收损耗迅速减小,减小的速度与高低折射率材料折射率的比值相关;表面散射损耗与两种材料的折射率比值成正比,但折射率比值减小后只能通过增加膜层数来获得一定的反射率,而这样又会使表面粗糙度增加,并且引入其它的损耗。因此,选择折射率差值适当大一些的材料对降低散射损耗是有利的。设计了27层膜堆的193 nm反射膜,设计反射率在98%以上。

Influence of SiO2 additional layers on the laser induced damage threshold of Ta2O5 films

A series or Ta2O5 films with different SiO2 additional layers including overcoat, undercoat and interlayer was prepared by electron beam evaporation under the same deposition process. Absorption of samples was measured using the surface thermal lensing (STL) technique. The electric field distributions of the samples were theoretical predicted using thin film design software (TFCalc). The laser induced damage threshold (LIDT) was assessed using an Nd:YAG laser operating at 1064 nm with a pulse length of 12 ns. It was found that SiO2 additional layers resulted in a slight increase of the absorption, whereas they exerted little influence on the microdefects. The electric field distribution among the samples was unchanged by adding an SiO2 overcoat and undercoat, yet was changed by adding an interlayer. SiO2 undercoat. The interlayer improved the LIDT greatly, whereas the SiO2 overcoat had little effect on the LIDT. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

SiO2保护层和退火对Ta2O5薄膜激光损伤阈值影响的对比研究

Ta2O5薄膜采用传统的电子束蒸发方法沉积在BK7基底上。文中对SiO2保护层和退火对Ta2O5薄膜的激光损伤阈值的不同影响进行了研究。结果表明，SiO2保护层不会影响薄膜内的电场分布，薄膜微结构和微缺陷密度，但是会使薄膜的吸收稍微增大；而退火对降低薄膜的微缺陷密度和吸收较有效。SiO2保护层和退火都有利于提高Ta2O5薄膜的抗激光损伤能力，并且退火对提高阈值的影响更为明显。此外，采用SiO2保护层和退火结合的方法，获得了具有最大激光损伤阈值的薄膜。

Surface plasmons and effects of losses in propagating modes in a chain of silver nanoparticles

In this work a chain of 4000 silver nanoparticles embedded in a glass medium is considered, and its leftmost particle is excited by an electric field pulse of Gaussian shape. Considering Drude’s model, losses of the system are taken into account by γ factor, which stands for the Ohmic losses, and different quantities, such as frequencies of excited modes and group velocities are calculated. Besides, these results are compared to those obtained from the dispersion relation of an infinite chain. The increase of losses affects the lifetime and propagation length of the plasmon; besides, although the response dispersion relation for an infinite chain seems to remain invariable, this is not the case for a finite chain. The mismatches are bigger for higher losses. Furthermore, plasmon propagation velocities are analysed, and an explanation for the mismatch of longitudinal modes close to the intersection point with the dispersion of light is suggested. Finally, some concepts to treat this problem from the energy transport point of view are introduced.

Gestão Ambiental apoiada por SIG na estrada da Colônia, Ilha Grande (RJ): uma visão do futuro.

Os SIG Sistemas de Informação Geográfica vêm sendo cada vez mais estudados como ferramentas facilitadoras de análises territoriais com o objetivo de subsidiar a gestão ambiental. A Ilha Grande, que pertence ao município de Angra dos Reis, localiza-se na baía de Ilha Grande no sul do estado do Rio de Janeiro e constitui-se no recorte espacial de análise. Apresenta uma dinâmica ambiental complexa que se sobrepõem principalmente aos usos de proteção ambiental e de atividade turística em uma porção do território em que as normatizações legais são difíceis de serem aplicadas, pois são reflexos de interesses que se manifestam em três esferas do poder a municipal, a estadual e a federal. O objetivo principal desta pesquisa é a realização do processamento digital de imagem para auxiliar a gestão territorial da Ilha Grande. Em foco, a estrada Abraão - Dois Rios, que liga Abraão (local de desembarque dos turistas, principal núcleo da Ilha) a Dois Rios (local de visitação por estudantes e pesquisadores, núcleo que abrigava o presídio, atualmente abriga sede do centro de pesquisa e museu da Universidade do Estado do Rio de Janeiro), ambos protegidos por diferentes categorias de unidades de conservação. A metodologia fundamenta-se no processamento digital de imagem através da segmentação e da classificação supervisionada por pixel e por região. O processamento deu-se a partir da segmentação (divisão de uma imagem digital em múltiplas regiões ou objetos, para simplificar e/ou mudar a representação de uma imagem) e dos processos de classificações de imagem, com a utilização de classificação por pixel e classificação por regiões (com a utilização do algoritmo Bhattacharya). As segmentações e classificações foram processadas no sistema computacional SPRING versão 5.1.7 e têm como objetivo auxiliar na análise de uso da Terra e projetar cenários a partir da identificação dos pontos focais de fragilidade encontrados ao longo da estrada Abraão-Dois Rios, propensos a ocorrências de movimentos de massa e que potencializam o efeito de borda da floresta e os impactos ambientais. A metodologia utilizada baseou-se em análise de campo e comparações de tecnologias de classificação de imagens. Essa estrada eixo de ligação entre os dois núcleos tem significativa importância na história da Ilha, nela circulam veículos, pesados e leves, de serviço, pedestres e turistas. Como resultados da presente foram gerados os mapas de classificação por pixel, os mapas de classificação por região, o mapa fuzzy com a intersecção dos mapas de classificação supervisionada por região e os mapas com os locais coletados em campo onde são verificadas ocorrências de movimentos de massa nas imagens ALOS, 2000, IKONOS, 2003 e ortofotografias, 2006. Esses mapas buscam servir de apoio à tomada de decisões por parte dos órgãos locais responsáveis.

Favelas e controle estatal: um estudo em representações sociais

Tomando as favelas do Rio de Janeiro como campo privilegiado de análise, esta dissertação busca trazer para o centro da discussão a forma a partir do qual os moradores destes territórios da cidade vivenciam e externalizam sua percepção da injustiça e lidam com a frustração de seus desejos e aspirações, quando confrontados com a ação policial. Partindo da observação das possíveis interferências de uma ação de policiamento, as Unidades de Polícia Pacificadora (UPPs), na esfera pública local do Morro do Andaraí, buscou-se entender como agem seus moradores diante do contexto sócio-político atual de reconfiguração do pensamento estatal em relação à atuação da segurança pública na cidade. Quais representações sociais os moradores organizam para formular uma rede de relações entre seus membros e como estas representações estabelecem objetivos e procedimentos específicos para interpretar e pensar a realidade cotidiana. E, em que medida a ação do Estado interfere, efetivamente, de modo a reconfigurar a esfera pública local, são questões que foram abordadas ao longo do trabalho teórico e empírico. Partindo de uma abordagem holística, que considerou observar os fatos humanos como totalidades, adotou-se uma postura reflexiva diante do objeto de estudo e dos sujeitos que o constroem em seu cotidiano no desenrolar da esfera pública local. Desta forma, junto a uma extensa pesquisa bibliográfica foram associados um trabalho de campo exploratório e a aplicação de um instrumento de investigação não diretivo a um conjunto de moradores, posteriormente as falas recolhidas dos moradores foram tratadas segundo a técnica de Análise de Conteúdo. Percebe-se nas representações sociais dos moradores, o entendimento de que as ordens ideológica, política e econômica que compõem o Estado continuam a olhar para as favelas como o espaço onde identificam a desordem e a causa dos problemas sociais enfrentados pelo conjunto da cidade. Espaço que por isso precisa ser reordenado, pacificado para acabar com ideia da cidade partida em frações marginais. Por fim, relacionando a conjuntura atual vivenciada nas favelas ocupadas com os conceitos de policiamento comunitário, busca-se compreender em que medida as UPPs podem ou não contribuir para as mudanças tão esperadas nas ações de policiamento das favelas. O momento atual é de observação atenta e discussão constante para a constituição de uma cidade de mais direitos, pacífica não apenas para os moradores do asfalto

O efeito magnetocalórico na série Gd(1-y)Pr(y)Ni2

Em geral, o efeito magnetocalórico (EMC) é caracterizado pela variação adiabática da temperatura (ΔTad) e a variação isotérmica da entropia (ΔST) sob variações do campo magnético. Devido as aplicações tecnológicas do EMC na refrigeração magnética, que não apresentam efeitos perigosos para o meio ambiente e tem o potencial para reduzir o consumo de energia, os estudos sobre o EMC tem crescido ao longo dos anos . Neste trabalho, estudamos as propriedades magnéticas e magnetocalóricos da série Gd (1-Y) Pr (Y) Ni2 com Y = 0; 0,25; 0,5; 0,75 e 1 A série dos compostos RNi2 compostos cristalizam na fase de Laves cúbico C15, o que torna o Campo Elétrico Cristalino cúbico um quadro adequado para descrever a anisotropia magnética sobre estes compostos . Além do modelo hamiltoniano inclui contribuições do efeito Zeeman e as interações de troca indireta entre Gd-Gd, Gd-Pr e íons Pr-Pr. Vale a pena notar que o GdNi2 apresenta um arranjo ferromagnético com temperatura de transição de cerca de 78 K e o composto PrNi2 é paramagnético. Os potenciais magnetocalóricos foram calculados e comparados com os dados experimentais. Além disso, investigamos a influência da direção do campo magnético sobre as quantidades magnéticas e no EMC investigada.

Dissolving and aligning carbon nanotubes in thermotropic liquid crystals.

It has been widely recognized that the combination of carbon nanotubes (CNTs) and low molar mass thermotropic liquid crystals (tLCs) not only provides a useful way to align CNTs, but also dramatically enhances the tLC performance especially in the liquid crystal display technology. Such CNT-tLC nanocomposites have ignited hopes to address many stubborn problems within the field, such as low contrast, slow response, and narrow view angle. However, this material development has been limited by the poor solubility of CNTs in tLCs. Here, we describe an effective strategy to solve the problem. Prior to integrating with tLCs, pristine CNTs are physically "coated" by a liquid crystalline polymer (LCP) which is compatible with tLCs. The homogeneous CNT-tLC composite obtained in this way is stable for over 6 months, and the concentration of CNTs in tLCs can reach 1 wt %. We further demonstrate the alignment of CNTs at high CNT concentrations by an electric field with a theory to model the impedance response of the CNT-tLC mixture.