Teses e Dissertações (BDTD USP - IFQSC)
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Item Mistura de ondas em meio Kerr e bi-estabilidade óptica em filmes(2014-04-30) Gouveia, Evandro Jose Tavares de AraujoDesenvolvemos um modelo teórico para tratar a mistura de várias ondas em meios absorvedores saturáveis, considerando a auto-difração de duas ondas incidentes numa grade de população, a qual é induzida no meio não-linear. O modelo foi investigado através de resultados experimentais observados em rubi (Al2O3:Cr3+), alexandrita (BeAl2O4:Cr3+) e GdAlO3: Cr3+. Demonstramos, pela primeira vez, transferência de energia por mistura não degenerada de duas ondas (NDTWM) em alexandrita e GdAlO3: Cr3+. Neste ultimo, também observamos a difração de primeira ordem do feixe forte e medimos a variação de sua intensidade com relação a velocidade de deslocamento da grade. No GdAlO3: Cr3+, medimos o espectro de absorção do estado excitado e o espectro da parte real do índice de refração não-linear em quatro linhas do laser de argônio e na região de 560-620 nm de um laser de corante operando com rodamina 6G. Os resultados indicam uma interação entre pares de cromo no estado excitado, seguida da absorção de um fóton, a qual pode explicar a variação da parte imaginaria n2 com a intensidade, conforme observado experimentalmente. Nós tentamos observar bi-estabilidade óptica em GdAlO3: Cr3+ mas não tivemos êxito, provavelmente por causa de efeitos transversais e também pelo aumento da absorção com a intensidade. Por outro lado, observamos um regime multi-estável numa cavidade Fabry-Perot vazia, onde o meio não-linear é o material usado na fabricação dos espelhos, que no caso foi o ZrO2. Também observamos comportamento multi-estável em filtros de inconel, causado pelo acoplamento termo-óptico entre o filtro e a radiação laser.Item Ótica e tecnologia de filmes finos(2014-05-13) Araujo, Jeremias Francisco deO objetivo deste trabalho é desenvolver a tecnologia de produção de filmes finos de precisão, de materiais dielétricos e/ou metálicos sobre componentes óticos de precisão. Para tal, cálculos computacionais de filmes finos foram desenvolvidos, tendo como finalidade projetarmos teoricamente qualquer tipo de camadas finas. As características dos filmes são mostradas graficamente ou em forma de tabela. A tecnologia de evaporação em alto vácuo de materiais tais como SiO2, Ti2O3, MgO, MgF2 e criolita (Na3AlF6), foi implantada no laboratório de filmes finos do DFCM. Alguns desses materiais, os óxidos, foram evaporados pioneiramente no Brasil neste trabalho. As camadas estudadas foram: Anti-refletoras com uma, duas e três camadas, espelhos de alta refletividade para lasers, filtros interferencial, filtros passa banda, separadores de feixes, etc. Tendo como ponto de partida os cálculos computacionais desenvolvidos e a tecnologia de evaporação implantada, algumas camadas de filmes finos de utilidade em ótica foram finalmente produzidas. A caracterização dos filmes finos por nós produzidos foi feita por medida da reflexão ou transmissão na região do infravermelho próximo, visível e ultravioleta, sendo para tal utilizado o espectrofotometro Cary 17. Estes espectros mostram boa concordância com os resultados teóricos obtidos.Item Preparação e caracterização dos copolimeros P (VDF-TrFE).(2013-11-08) Silva, Nilton Guedes daEsta dissertação descreve os métodos empregados na preparação por solução de filmes de copolímeros P(VDF-TrFE) nas composições molares 60/40, 70/30 e 80/20. Foram utilizadas as técnicas de deposição por centrifugação (spin coating deposition) e de espalhamento por extensor, usando acetona e metil-etil-cetona (MEK) como solventes. Filmes de boa qualidade só foram obtidos quando se acelerou o processo de evaporação do solvente, através da passagem de um fluxo de ar seco na câmara onde os filmes eram produzidos. Medidas de espectroscopia de infra-vermelho confirmaram a ausência de solvente nos filmes, já que observou-se que o pico 1715 cm-1 (carbonilha) característico do MEK não aparece nos resultados com filmes. A caracterização dos filmes fabricados foi feita através de medidas de calorimetria diferencial exploratória de varredura (DSC), difração de raios-X, espectroscopia de infra-vermelho e cromatografia líquida por exclusão de tamanho (GPC). Nos termogramas de DSC puderam ser identificadas as transições de fase ferro-paraelétrica (na temperatura de Curie, Tc) e de fusão. Os valores de Tc e da temperatura de fusão, Tf, encontrados são consistentes com os valores da literatura, com Tc aumentando com o conteúdo de VDF, ao passo que o oposto ocorre com Tf, devido ao fato que o aumento do percentual de TrFE na região cristalina aumenta a estabilidade da fase paraelétrica. Os difratogramas de Raios-X apresentaram, basicamente, um ombro largo correspondente à porção amorfa do filme, e um pico alto e estreito devido a parte cristalina do filme. No ajuste dos difratogramas através de uma função de Lorentz modificada, os resultados para as amostras de 60/40 e 70/30 foram ajustadas com três picos, o que parece indicar que pode haver duas fases cristalinas para estas amostras. Já os resultados para a amostra de 80/20 foram ajustados com apenas dois picos. O tratamento térmico das amostras, a diversas temperaturas, mostrou influenciar fortemente as propriedades dos filmes. Os seus efeitos mais importantes são o aumento da temperatura de Curie e da percentagem de cristalinidade do filme com a temperatura de tratamentoItem Construção e análise de um elipsômetro de compensador girante.(2009-09-03) Silva, Adao Antonio daNeste trabalho, descreveremos a teoria, a construção e algumas aplicações de um elipsômetro fotométrico de compensador girante e analisador fixo (RCFAE). Além disso, foram feitas medidas dos estados de polarização de um feixe de luz, bem como a medida da constante dielétrica complexa, ξ = ╭ - ╮, de um substrato de ouro, a fim de verificar o desempenho d instrumento. Também foi feita uma análise comparativa da sensibilidade (ou poder de resolução) do elipsômetro construído com a do elipsômetro de analisador girante. Além disso, mostraremos como os resultados das medidas, são independentes da intensidade da luz incidente.Item Caracterização de filmes finos Sol-gel por elipsometria.(2009-03-19) Barros Filho, Djalma de AlbuquerqueEste trabalho experimental trata da caracterização de filmes sol-gel por elipsometria. A caracterização é um procedimento importante na determinação das propriedades físico-químicas de qualquer material como, por exemplo, filmes finos sol-gel. É possível produzir materiais de natureza diversa (vítreos, cerâmicos e cristalinos) pela técnica sol-gel. A elipsometria, por sua vez, é uma técnica recente na determinação do índice de refração complexo de um material. Os seus fundamentos teóricos tratam da natureza da luz polarizada e sua propagação através de um sistema ótico. No decorrer do trabalho, estes princípios possibilitarão descrever os sistemas óticos utilizados na parte experimental. Os filmes finos têm propriedades óticas e mecânicas que podem diferir bastante daquelas encontradas em certo volume do material. A análise das suas propriedades é feita através das medidas dos seguintes parâmetros: espessura, índice de refração e perfil de tensões. Um dos objetivos deste trabalho foi à observação da evolução das propriedades óticas e mecânicas durante o processo de densificação. Os filmes caracterizados são de sílica (SiO2), depositados sobre três tipos de substratos: vidro comum, sílica fundida, e silício. A caracterização deste material durante o processo de densificação térmica é dividida nas seguintes etapas: a) evolução estrutural através da medida da espessura, b) análise das porosidades pelo espectro do índice de refração, c) determinação das tensões. Como conseqüência, a montagem de um microelipsômetro que mede retardações óticas de filmes finos fez-se necessária e foi realizada durante este trabalho. A sua calibração é possível pela técnica de elipsometria nula. Assim sendo, pode-se especificar o equipamento, bem como aplicá-lo em diversas situações como: a) determinação do estado tênsil ou compreensivo de filmes de CeO2-TiO2; b) determinar tensões em filmes de sílica, c) análise de defeitos em filmes de um óxido misto de SnO2 In2O3(ITO).