Aperiodic structures in optics and integrated optics and the transverse Bragg reflector laser

The first part of this work describes the uses of aperiodic structures in optics and integrated optics. In particular, devices are designed, fabricated, tested and analyzed which make use of a chirped grating corrugation on the surface of a dielectric waveguide. These structures can be used as input-output couplers, multiplexers and demultiplexers, and broad band filters.

Next, a theoretical analysis is made of the effects of a random statistical variation in the thicknesses of layers in a dielectric mirror on its reflectivity properties. Unlike the intentional aperiodicity introduced in the chirped gratings, the aperiodicity in the Bragg reflector mirrors is unintentional and is present to some extent in all devices made. The analysis involved in studying these problems relies heavily on the coupled mode formalism. The results are compared with computer experiments, as well as tests of actual mirrors.

The second part of this work describes a novel method for confining light in the transverse direction in an injection laser. These so-called transverse Bragg reflector lasers confine light normal to the junction plane in the active region, through reflection from an adjacent layered medium. Thus, in principle, it is possible to guide light in a dielectric layer whose index is lower than that of the surrounding material. The design, theory and testing of these diode lasers are discussed.

Estudo dos fenômenos de transporte em cromatografia através da aplicação de modelos de rede e estocásticos

O estudo dos diferentes fenômenos de separação tem sido cada vez mais importante para os diferentes ramos da indústria e ciência. Devido à grande capacidade computacional atual, é possível modelar e analisar os fenômenos cromatográficos a nível microscópico. Os modelos de rede vêm sendo cada vez mais utilizados, para representar processos de separação por cromatografia, pois através destes pode-se representar os aspectos topológicos e morfológicos dos diferentes materiais adsorventes disponíveis no mercado. Neste trabalho visamos o desenvolvimento de um modelo de rede tridimensional para representação de uma coluna cromatográfica, a nível microscópico, onde serão modelados os fenômenos de adsorção, dessorção e dispersão axial através de um método estocástico. Também foram utilizadas diferentes abordagens com relação ao impedimento estérico Os resultados obtidos foram comparados a resultados experimentais. Depois é utilizado um modelo de rede bidimensional para representar um sistema de adsorção do tipo batelada, mantendo-se a modelagem dos fenômenos de adsorção e dessorção, e comparados a sistemas reais posteriormente. Em ambos os sistemas modelados foram analisada as constantes de equilíbrio, parâmetro fundamental nos sistemas de adsorção, e por fim foram obtidas e analisadas isotermas de adsorção. Foi possível concluir que, para os modelos de rede, os fenômenos de adsorção e dessorção bastam para obter perfis de saída similares aos vistos experimentalmente, e que o fenômeno da dispersão axial influência menos que os fenômenos cinéticos em questão