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IPEN-DOC 26640
- FERREIRA, MERILYN S.
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Laser Raman intracavidade bombeado lateralmente emitindo na região do amarelo
/ Side-pumped intracavity Raman laser emitting at yellow range
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2019.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
106 p.
Orientador: Niklaus Ursus Wetter.
DOI:
10.11606/T.85.2020.tde-04022020-145524
Abstract: Lasers amarelos são de grande interesse devido ao seu potencial de aplicação na área médica. Uma das principais aplicações ocorre no tratamento de doenças retinianas, onde a radiação amarela apresenta bons resultados clínicos com o mínimo de efeitos colaterais. Apesar dos avanços no desenvolvimento de lasers com comprimento de onda amarelo, todas as alternativas existentes possuem limitações principalmente com relação à custo e à escolha do comprimento de onda. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de apresentar uma alternativa às opções existentes. Para isto foi empregado um sistema de bombeio lateral por diodo de um cristal de Nd3+:YLiF4 (Nd:YLF) empregando o ângulo de Brewster para obtenção de um laser com comprimento de onda fundamental em 1053 nm. Para a conversão Stokes do comprimento de onda fundamental foi utilizado um cristal de KGd(WO4)2 (KGW) em configuração intracavidade, gerando as emissões Raman em 1147 nm e 1163 nm através dos deslocamentos de Stokes principais de 768 cm-1 e 901 cm-1. Conjuntamente foi utilizado um cristal de LBO (LiB3O5), também intracavidade, que por meio do fenômeno de geração de segundo harmônico (SHG) converte o comprimento de onda Raman em laser amarelo, gerando o comprimento de onda de 573 nm com potência máxima de saída de 6,06 W e com eficiência óptica de conversão diodo-SHG de 12%. São apresentados também resultados para um laser Raman intrínseco de Yb:KGW operando em 1096 nm na conversão Stokes de 89 cm-1. Foram obtidas eficiência de inclinação e eficiência óptica diodo-Raman de 42 % e 33,2%, respectivamente.
Palavras-Chave: laser spectroscopy; raman spectroscopy; raman spectra; raman effect; optical pumping; harmonic generation; wavelengths; short wave radiation; electromagnetic radiation; crystals; nonlinear optics; tungstates; solid state lasers; neodymium lasers; yttrium fluorides; lithium fluorides
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IPEN-DOC 19016
- JAKUTIS NETO, JONAS
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Low gain Nd:YLF lasers operating in the quasi-three level transition and in Raman lasers
/ Lasers de Nd:YLF de baixo ganho operando na transição de quase-três níveis e em lasers Raman
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2012.
Tese (Doutoramento) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
231 p.
Orientador: Niklaus Ursus Wetter.
Coorientador: Helen Margaret Pask.
DOI:
10.11606/T.85.2012.tde-29042013-100734
Abstract: Lasers operando nas regiões espectrais do azul e do amarelo-laranja foram recentemente requisitados pelo mercado de aplicações quer para melhorar as tecnologias já conhecidas ou para possibilitar a criação de novas. Isso é devido às propriedades destas regiões espectrais, com o azul trazendo características tais como fótons de alta energia e feixes limitados por difração menores, enquanto a faixa do amarelo-laranja é ainda uma região espectral difícil de se atingir e não foi totalmente acessada ou nem mesmo acessada por fontes de luz laser eficientes. Aplicações dos lasers azuis são encontradas em tecnologias de alta densidade de armazenamento, displays a laser, sistemas LIDAR, pinças ópticas e uma longa série de aplicações que exigem alta precisão. Os lasers amarelo-laranja também têm aplicações importantes, destacando-se aplicações em cirurgia oftalmológica a laser, em displays de cores reais e como estrela guia (excitando linhas de sódio na atmosfera). A investigação de lasers de quase três níveis e laser Raman de Nd:YLF foi realizada neste trabalho. A finalidade é de propor fontes laser de alta potência e eficientes emitindo no azul e no amarelo para suprir as aplicações. Eficiência e potências de saída da ordem de Watt foram demonstradas para um laser de Nd:YLF emitindo em 908 nm assim como no segundo harmônico em 454 nm. Além disso, lasers Raman de Nd:YLF/BaWO4 e Nd:YLF/KGW foram demonstrados atingindo alguns Watts de potência de saída em regime quasi-CW e CW, com boas qualidades de feixe (M2 2) e em oito comprimentos de onda diferentes: 1147 nm, 1163 nm, 1167 nm , 549 nm, 552 nm, 573 nm, 581 nm e nm 583. Por fim, uma luminescência azul originada em alguns cristais Raman, durante a oscilação Stokes, teve sua origem e seus efeitos colaterais para lasers (perdas e calor adicionais) minuciosamente caracterizados.
Palavras-Chave: lasers; solid state lasers; optical pumping; neodymium lasers; raman spectra; wavelengths; light sources; color; luminescence
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IPEN-DOC 15963
- COSTA, RENATA F. da
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Estudo das propriedades opticas dos aerossois no estado de Sao Paulo com a tecnica de Lidar Raman
/ Aerosol optical property studies in Sao Paulo State with Raman Lidar technique
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2010.
Dissertacao (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
Sao Paulo.
90 p.
Orientador: Eduardo Landulfo.
DOI:
10.11606/D.85.2010.tde-05112010-183928
Abstract: O estudo desenvolvido nessa dissertação foi dividido em dois momentos. Na primeira parte foi apresentado a realização de uma calibração independente do sistema LIDAR Raman de vapor d\'água instalado no CLA seguindo uma metodologia desenvolvida na Howard University, baseada em uma análise cuidadosa da eficiência óptica dos componentes do sistema tendo como objetivo determinar essa eficiência e apresentar a resposta espectral do sistema. Após esse estudo, que permitiu obter um melhor entendimento da área instrumental do sistema, é apresentado, na segunda parte, uma análise preliminar das propriedades ópticas dos aerossóis na troposfera por meio da avaliação de alguns parâmetros como, por exemplo, os perfis verticais de extinção desses aerossóis, a LR e a SR, utilizando um sistema LIDAR Raman móvel desenvolvido pela Raymetrics Lidar Systems durante campanhas realizadas em alguns institutos de pesquisa no Estado de São Paulo.
Palavras-Chave: aerosols; troposphere; optical radar; raman spectra; calibration; optical properties; air pollution monitoring
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IPEN-DOC 20541
- RODRIGUES, PATRICIA F.
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Avaliação da higroscopicidade de aerossóis urbanos pela técnica LIDAR Raman
/ Evaluation of hygroscopic growth of urban aerosols using Raman LIDAR technique
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2014.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
97 p.
Orientador: Eduardo Landulfo.
DOI:
10.11606/T.85.2014.tde-02022015-134326
Abstract: A cobertura de nuvens e os aerossóis são os dois principais fatores que modulam a energia solar que atinge a superfície e é absorvida pela atmosfera. Esses dois fatores, portanto, têm um papel essencial no clima do planeta. Há atualmente um interesse nos efeitos radiativos dos aerossóis, particularmente por causa da atividade antrópica, que aumenta sua concentração na atmosfera, e por sua íntima relação com a formação de nuvens. Partículas que podem ser ativadas e ganhar água para se tornarem nevoeiro ou gotas de nuvens, na presença de supersaturação de vapor de água, são chamadas de Núcleo de Condensação de Nuvens. O estudo das partículas que aumentam de tamanho com o ganho de água conforme aumenta a umidade relativa (higroscopicidade) torna-se então de fundamental importância no entendimento da contribuição dos aerossóis na regulação do clima do planeta. O LIDAR é um instrumento promissor no estudo da higroscopicidade dos aerossóis atmosféricos, porque pode operar em ambiente não perturbado e em condições muito próximas da saturação. O LIDAR Raman apresenta a vantagem de poder obter o perfil de vapor de água e retroespalhamento de aerossóis no mesmo volume atmosférico e sem nenhuma suposição a priori a respeito da razão LIDAR Este trabalho objetiva avaliar o crescimento higroscópico do material particulado urbano em São Paulo, Brasil, e em Washington, D.C, Estados Unidos durante a campanha NASA-Discover-AQ com o uso da técnica LIDAR Raman, obtendo o fator de crescimento por higroscopicidade. Apesar da metodologia que se baseia na determinação de uma atmosfera bem misturada com o uso de radiossondagem já ter sido utilizada na literatura, este trabalho acrescenta importantes informações, já que não se tem notícias de outros estudos extensos com múltiplos casos feitos com o LIDAR Raman para avaliação de higroscopicidade nos Estados Unidos, bem como é a primeira vez que este estudo é feito em São Paulo, como resultado de três anos de aquisição de dados. Os resultados mostram que é possível identificar o crescimento higroscópico dos aerossóis em ambas os ambientes de estudo, cuja detecção depende de condições atmosféricas que estão raramente presentes, tornando o estudo da higroscopicidade com o LIDAR um desafio que exige uma extensa coleta de dados. Mostram ainda que a determinação da origem e o estudo conjugado das propriedades químicas da população de aerossóis são informações que auxiliariam no entendimento do comportamento higroscópico, aprofundamentos estes que podem ser derivados deste trabalho.
Palavras-Chave: brazil; urban areas; urban areas; aerosols; clouds; hygroscopicity; optical radar; raman spectra; remote sensing; troposphere; air pollution monitors
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IPEN-DOC 20852
- KORES, CRISTINE C.
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Desenvolvimento de um laser Raman com bombeamento transversal em configuração de ângulo rasante
/ Development of a side-pumped Raman laser in a grazing incidence geometry
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2015.
Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
69 p.
Orientador: Nikaus Ursus Wetter.
DOI:
10.11606/D.85.2015.tde-08062015-132708
Abstract: Lasers Raman são dispositivos que proporcionam uma maneira prática de transformar comprimentos de onda fundamentais em novas linhas espectrais via Espalhamento Raman Estimulado (Stimulated Raman Scattering - SRS). Quando combinados com outros processos de conversão não lineares, os lasers Raman fornecem acesso a comprimentos de onda na região do visível no espectro eletromagnético, que de outra maneira seriam de difícil acesso, como o laranja-amarelo, verde-limão e diversas linhas no azul. A grande vantagem dos lasers Raman é a possibilidade de geração de múltiplas frequências a partir de uma mesma combinação de cristais, tornando esse tipo de laser dispositivos baratos e compactos quando comparados a tecnologias como OPO. Neste trabalho um cristal de Nd:YVO4 foi bombeado por diodo, em configuração transversal, sendo o cristal o responsável pela emissão laser e pelo espalhamento Raman. Na primeira parte do trabalho, a cavidade utilizada apresentava alto fator de qualidade para o comprimento de onda fundamental (1064 nm) e foi estudada a operação laser do 1º Stokes (1176 nm) em regimes de operação quase contínua (q-cw) e contínua (cw). Foi explorada a configuração com uma dobra do feixe laser em ângulo rasante na superfície de bombeamento, bem como a configuração com duas dobras nesta mesma superfície (double beam mode controlling - DBMC). Na segunda parte do trabalho, um cristal LBO foi utilizado para a geração do segundo harmônico (SHG) em 588 nm, o que corresponde a um laser laranja-amarelo. Foi utilizada a configuração com uma dobra e operação cw,com a qual a cavidade apresentava alto fator de qualidade tanto para o 1064 nm quanto 1176 nm. Com a configuração de uma dobra, foi demonstrado que o laser Raman opera em multimodo, com uma variedade de modos de Hermite-Gauss que puderam ser selecionados através apenas do alinhamento da cavidade, incluindo o modo TEM00. Com configuração DBMC, o laser apresentou operação estável oscilando o modo TEM00. Em 1176 nm em regime q-cw, foi obtida a potência máxima de 8,2 W por pulso (multimodo) e 11,7% de eficiência óptica de conversão (diodo para o 1º Stokes), e operando em modo TEM00 a potência máxima de 3,7 W por pulso e eficiência de 5,4% foi obtida com a configuração de duas dobras, de maneira que a tecnologia DBMC se mostrou eficiente para geração de um laser robusto e estável operando com o modo TEM00. Em regime cw o melhor resultado em termos de potência e eficiência foi obtido com a configuração de uma dobra, correspondendo a 1,8 W e 7,3% de eficiência com o laser operando em multimodo. Com o laser laranja, foi demonstrada a operação do modo TEM00 para potências de bombeamento abaixo de 14,5 W. A potência máxima obtida em multimodo foi 820 mW correspondendo a 4% de eficiência óptica de conversão.
Palavras-Chave: solid state lasers; neodymium lasers; laser spectroscopy; raman spectra; diode-pumped solid state lasers; harmonic generation; geometry
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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
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