Search

Mestrado em Engenharia Física (2º ciclo) O presente trabalho tem como objectivo estudar técnicas de monitoria para a razão sinal/ruído e dispersão cromática. Neste estudo consideraram-se duas configurações na monitorização do sinal óptico: amplificador óptico de semicondutor com e sem bomba auxiliar, com o objectivo de avaliar os efeitos self and cross-phase modulation neste dispositivo. Para suportar o estudo recorreu-se a simuladores e experiências laboratoriais a ritmos de 40 Gbit/s. Obteve-se um conjunto de directivas para o desenho de filtros para usar nas técnicas referidas. ABSTRACT: The purpose of the present work is to study optical signal-to-noise ratio and chromatic dispersion monitoring techniques. In this study, two configurations in optical signal monitoring were considered: optical semiconductor amplifier, with and without auxiliary pump, in order to evaluate the effects of self and cross-phase modulation in the device. To support the study, simulation work and laboratorial experiments at 40 Gb/s bit rate were performed. A set of directives for the filter design was obtained and used in the referred techniques.

Mestrado em Engenharia Física O presente trabalho tem como objectivo a caracterização do potencial de aproveitamento da energia da onda de maré no estuário do Tejo. Esta caracterização é feita com base no estudo de diversas tecnologias já existentes. Esta tese encontra-se dividida em três partes. Na primeira é feita uma avaliação das tecnologias existentes. Seguidamente encontra-se a descrição do local de aplicação, o estuário do Tejo, tendo em conta a localização, batimetria, protecção legal, navegabilidade, ecossistemas e as suas características hidrodinâmicas. Para finalizar, na última parte é feito um estudo da aplicabilidade das diversas tecnologias à região em estudo, bem como o estudo da implementação de um sistema a uma ilha situada no estuário do Tejo. The aim of this work is to describe the tidal energy potential in the Tagus Estuary. This description is made with basis on the technologies that already exist. The thesis is divided into three parts. In the first part, there is a evaluation of all the existent technologies. Afterwards, there is a description of the Tagus Estuary, regarding location, bathymetry, legal protection, navigability, ecosystems and hydrodynamics’ characteristics. In the third and final section, it is crossed the information regarded in the previous parts to obtain all the possible sites for installing the devices and the respective comparison, as well as a case study in a island in the Tagus estuary.

Tese de mestrado, Engenharia Física, 2008, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa Nível de preservação: critical, Criado em: 2009-12-10 15:13:53, Criado por: creator:TERESAB, Alterado em: 2009-12-10 16:43:49, Modificado por: super:TERESAB Made available in DSpace on 2010-12-09T13:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 20389_ulfc091336_tm.pdf: 2279573 bytes, checksum: d38a5c140e7ba9f7e31148aad761e316 (MD5) 20389.xml: 10636 bytes, checksum: 4a23ed336fac57bfbfffc87485ccba92 (MD5) Previous issue date: 2008

Mestrado em Engenharia Física Foram preparados vidros por sol-gel nos quais aparece a fase K2(NbO)2(Si4O12) quando tratados a 900 ºC e a fase K2.6Nb11.6O30 a partir dos 1000 ºC. Não foi conseguida a fase de KNbO3 pretendida. O método de Pechini foi adaptado com sucesso e de forma simples, na produção relativamente rápida de resinas com niobatos de lítio, (resinas com LiNbO3, não dopadas ou dopadas com 1% e 10% molar de ferro, 1% molar de érbio e 1% molar de európio). Foram conseguidos por spin coating filmes finos com 1, 3 e 6 camadas em Si (100) e em todos eles foi detectada uma fase de LiNbO3. Estes filmes apresentam-se densos, com poros, alguma rugosidade superficial e com fendas. No caso de substratos de vidro foram depositados por spin coating filmes finos desde 1 até 8 camadas que revelaram apenas a presença de NaNbO3, indicando assim que ocorre substituição iónica do lítio pelo sódio do substrato. ABSTRACT: Glasses were prepared by sol-gel route, in these, at 900 ºC forms the K2(NbO)2(Si4O12) phase and K2.6Nb11.6O30 at 1000 ºC. The wanted KNbO3 was not obtained. The Pechini method was successfully adjusted, in an easy and in a way that enables the fast production of lithium niobates resin (LiNbO3, undoped and doped with iron 1% molar, iron 10% molar, erbium 1% molar and europium 1% molar). Thin films with 1, 3 and 6 layers were obtained through spin coating on Si (100) substrates and in all of them LiNbO3 formed. These were dense, porous, with some surface roughness and with cracks. In glass substrates, thin films with 1 through 8 layers were deposited, also by spin coating, and x-ray analysis of these revealed the presence of NaNbO3, which indicates the ionic replacement of lithium by the sodium from the glass substrate.

Mestrado em Engenharia Física as energias renováveis representam uma solução limpa para a diminuição da dependência da nossa sociedade nos combustíveis fósseis. Recentemente verificou-se um aumento na procura de combustíveis fósseis em todo mundo, levando a um acentuado aumento no seu preço. Considerando que uma fracção considerável do nosso consumo energético é usado para aquecimento de água, a conversão solar térmica torna-se um tema de elevado interesse. Actualmente, existem vários sistemas solares térmicos para aquecimento de água com eficiências e tempos de recuperação de investimento razoáveis. Aqueles que usam absorsores poliméricos, apresentam ser uma solução economicamente eficiente para aplicações de aquecimento de água a baixa temperatura. Neste trabalho apresentam-se os resultados da análise do desempenho de um painel comercial solar térmico polimérico sem cobertura, unglazed, usado primariamente para o aquecimento de piscinas, que usa como absorsor tiras de epdm (ethylene propylene diene monomer). Este polímero tem boas propriedades mecânicas e boa resistência aos UV. O objectivo principal deste trabalho é comparar a eficiência e as alterações físicas no colector quando é introduzida uma cobertura transparente e estruturada de PC (policarbonato), transformando-o num painel solar térmico glazed. ABSTRACT: renewable energies represent a clean solution to decrease the dependence of our societies on fossil fuels. In recent times we have witnessed an increase in the demand for fossil fuels worldwide, leading to ever increasing prices. Considering that a considerable fraction of our energy consumption goes to water heating applications, solar thermal conversion becomes a relevant approach. Presently, several solar water heating systems with reasonable efficiencies and with acceptable payback times are available. Those using polymeric solar absorbers can be an economical and efficient solution for low temperature water heating applications. This work presents the results of the performance analysis of an unglazed commercial polymeric solar thermal collector, primarily used for swimming pool heating, made from epdm (ethylene propylene diene monomer). This polymer shows good mechanical properties and good UV resistance. The main goal of this work is to compare the efficiency and the changes on material physical properties when this unglazed collector is covered with a transparent PC (polycarbonate) structured sheet, transforming it into a glazed solar thermal collector.

Mestrado em Engenharia Física O presente trabalho tem como objectivo o desenvolvimento de dispositivos em fibra óptica que possam ser utilizados em lasers de fibra de alta potência. É desenvolvido um laser pulsado de fibra monomodo dopada com Ytérbio (Yb3+) pelo método de Q-switching, que pode ser utilizado como fonte de bombeamento de sistemas laser pulsados de elevada potência. De seguida é demonstrado um adaptador de modo de uma fibra monomodo para uma fibra de núcleo largo, com baixas perdas de inserção e excelente qualidade do modo, para integração futura da fonte de bombeamento num sistema MOPA. Esta dissertação é composta por uma introdução teórica aos lasers de fibra de elevada potência, e ao método de Q-switching. A descrição e caracterização do laser Q-switched desenvolvido, e o processo de construção do modulador magnetostritivo utilizado são também apresentados. Por fim, é efectuada uma descrição do adaptador de modo fabricado, dando particular atenção ao processo de produção dos tapers em fibra, e posteriormente são apresentados e discutidos os resultados obtidos. ABSTRACT: The objective of the present work is the development of fiber optic components for applications in high power fiber lasers. A pulsed Yb3+ doped single mode fiber laser is developed by the Q-switching method, which could be used as a pump source in high power pulsed fiber laser systems. The development of a mode field adaptor from a single mode to large mode area fiber is also related. The low insertion losses and the excellent beam quality of this component allows the integration of the pump source in a MOPA system. The following thesis contains a theoretical introduction to high power fiber lasers and the Qswitching method. The description and characterization of the developed Qswitched laser and the construction of the necessary magnetostrictive modulator are also presented. Finally, the demonstrated mode field adaptor is described, with particular emphasis on the production process of fiber tapers, with the results both presented and discussed.

Tese de mestrado em Engenharia Física, apresentada à Universidade de Lisboa através da Faculdade de Ciências, 2008 Nível de preservação: critical, Criado em: 2009-09-09 14:49:24, Criado por: super:TERESAB, Alterado em: 2009-09-28 13:48:32, Modificado por: viewer:internal Made available in DSpace on 2010-07-27T08:55:40Z (GMT). No. of bitstreams: 3 18948_ULFC091244_Capa.pdf: 76842 bytes, checksum: e33f0d74fcc5bfccd52935f06f4271d2 (MD5) 18949_ULFC091244_TM_Tese_de_mestrado_2008.pdf: 7502161 bytes, checksum: 2ac0cb46405f4a7a1160cda862030427 (MD5) 18947.xml: 7035 bytes, checksum: dfbac6afd03261094eda4af265368644 (MD5) Previous issue date: 2008

Tese de mestrado em Engenharia Física, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2008 Nível de preservação: critical, Criado em: 2009-09-23 14:39:36, Criado por: super:TERESAB, Alterado em: 2009-09-23 14:52:30, Modificado por: super:TERESAB Made available in DSpace on 2010-07-27T08:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 19129_ulfc091306_tm_Relatorio.pdf: 2841784 bytes, checksum: ad86406b3c33aa2adda8cffa0c590832 (MD5) 19129.xml: 8129 bytes, checksum: 21b209857504782f4837e21b42478d05 (MD5) Previous issue date: 2008

Mestrado em Engenharia Física No presente estudo foi estabelecida a dependência da energia de hiato da liga quaternária AlyInxGa1-x-yN, na estrutura da wurtzite, com a razão de composição [Al]/[In] existente nos filmes. As amostras estudadas consistem em filmes epitaxiais crescidos por deposição organometálica em fase de vapor (MOCVD), em substrato de GaN/safira. Como as amostras são crescidas sobre GaN, cuja energia de hiato é ~3,4eV à Tambiente, a utilização da técnica de reflectividade para a medição experimental da energia de hiato dos filmes é uma das técnicas possíveis, para que em amostras que apresentem composições elevadas de alumínio (Al) seja possível determinar a energia de hiato. Foi feita a análise de dados de parâmetros estruturais, medidos por AFM, HRXRD e RBS, tendo-se conseguido: i) estabelecer as condições de rugosidade adequadas à obtenção de um espectro de reflectividade onde fosse identificada a região de absorção do filme; ii) medir e tratar dados de XRD, com vista à determinação das constantes de rede do filme e respectiva espessura. Nos espectros de reflectividade foram identificadas duas regiões de absorção que se atribuíram ao filme. Esta interpretação concorda com a literatura existente sobre os estudos teóricos acerca do comportamento microscópico da liga, que apontam para a possibilidade dos filmes em estudo, nesta gama de temperaturas de crescimento, não serem constituídos por uma única fase. Optou-se portanto por estudar a variação da energia de hiato com a relação de composição [Al]/[In], onde se mostra que o aumento na energia de hiato vai diminuindo com o aumento da razão [Al]/[In]. ABSTRACT: In the present study it was established the composition dependence on the energy band gap for the quaternary alloy AlyInxGa1-x-yN, in the wurtzite structure. The samples consist on epitaxial films grown with the MOVPE method, in GaN/Sapphire. Because the samples are grown in GaN, whose energy gap is ~3.4eV at room temperature, the reflecting technique for measuring the energy gap films is a possible one, so that in samples with high aluminium concentration the determination of the energy gap may be possible. Data from structural parameters measured by AFM, HRXRD and RBS were analysed and the following was achieved: i) establishment of the roughness conditions appropriated to obtain a reflectivity spectrum where the absorption region of the film can be identified; ii) measuring and processing data from HRXRD for the determination of lattice constants and film thickness. In the reflectivity spectra, two absorption regions were identified and attributed to the film. This interpretation agrees with the existing literature on the theoretical studies about the microscopic behavior of the alloy, pointing to the possibility that films under consideration, at this growth range temperature, are not made of a single phase. Therefore, our choice was to study the variation of the gap energy with respect to the composition [Al]/[In] where we show that the increasing on the gap energy decreases with increasing [Al]/[In] ratio.

Mestrado em Engenharia Física Esta dissertação apresenta um estudo do impacto de ruído de elevada potência em sistemas de localização baseados em IEEE 802.15.4. No documento são apresentados exemplos de sistemas de localização, focando a análise nas arquitecturas e modo de operação, e em particular o Projecto LOPES no qual este trabalho está inserido. São discutidos os mecanismos da camada física do standard IEEE 802.15.4 que possibilitam a filtragem de ruído, e são realizados ensaios para verificar a sua eficácia. Por fim conclui-se que esta tecnologia tem capacidade para operar em cenários de ruído extremo. Contudo, esse ruído terá um impacto significativo no sistema de localização, aumentando o atraso médio na localização e diminuindo a exactidão do sistema. ABSTRACT: This dissertation presents a study of the impact of high power noise in 802.15.4 based location systems. Location systems are presented by focusing on its architecture and operation. A particular attention has been put on the LOPES project in which scope this work has been done. The 802.15.4 physical mechanisms that deal with noise are discussed and experimental trials are conducted to verify their effectiveness. The conclusion is that this technology is able to operate in extreme noise scenarios. However, this has a significative impact in the location system, due to the increase in the delay and the decrease in accuracy.

Mestrado em Engenharia Física O controlo de qualidade em tratamentos de braquiterapia é uma área importante e inovadora da física médica. Neste trabalho realizou-se dosimetria in vivo usando a alanina na determinação das doses irradiados no recto em tratamento de tumores ginecológicos, nomeadamente do endométrio operado (cancro da vagina), em Braquiterapia de alta taxa de dose (HDR). Efectua-se a medição da dose absorvida pelos órgãos de risco, no tratamento ginecológico, como o recto, e comparam-se estes valores medidos com os valores calculados pelo sistema de planeamento no serviço de braquiterapia do IPOPorto. Este estudo foi desenvolvido com a utilização de dosímetros de alanina, analisados com a técnica de espectroscopia da ressonância electrónica paramagnética (EPR). Às pacientes foram prescritas doses, no volume alvo do tumor, de cerca de 5Gy e 7Gy e foi utilizada como fonte o 192Ir. Foi feita uma curva de calibração numa gama de doses de 1 a 30Gy. Esta possibilita a determinação da dose recebida pelo recto da paciente. Os dados experimentais foram recolhidos através de um cateter rectal com os dosímetros, localizados em pontos específicos, durante o tratamento. Para uma maior exactidão dos resultados, foi calculada a densidade de spins, tendo em conta a reconstrução teórica do espectro de EPR. A dose foi avaliada pela reconstrução do sinal EPR, a partir do espectro experimental, considerando a curva de calibração. Na comparação dos resultados com o previsto pelo sistema de planeamento foi possível observar uma correspondência credível (dentro das margens de erro do sistema e da dosimetria utilizada) podendo-se considerar que os dados obtidos, pela primeira vez em MDR abaixo de 10 Gy são confiáveis, tornando assim esta técnica uma importante mais-valia para o controle radioterapêutico. ABSTRACT: Since many years the dose delivery control in brachytherapy has been found to be one of the most important fields of study, due to its very high importance on the gynecology tumor treatment, efficiency and safety. Currently there are no precise methods for control the delivered dose and all treatments are based on software simulations, taking into account a rectal probe for reference. In this work we showed the results of gynecology tumor treatment control using the alanine / EPR dosimeter method and then we compare these results with the results obtained by planning system of brachytherapy service from IPOPorto. With the possibility to use alanine as dosimeter, due to linear dose response of electron paramagnetic resonance (EPR) signal of irradiated samples, a new brachytherapy dose control framework has been opened. The High Dose Rate (HDR) brachytherapy was used in a dose near 5 and 7 Gy, with a 192Ir source. A previous calibration curve was made in a dose ranging from 1 to 30 Gy. In spite of the traditional reading o the peak – to – peak intensity of central EPR spectrum line of a dosimeter, we perform a spin density calculation, taking into account the total EPR spectrum, and thus, increasing the accuracy. The linearity of that calibration data allows the further use to determine the dose delivered. The experimental data was collect via a rectal catheter with dosimeters located at specified points during the treatment. The dose was further evaluated by the EPR theoretical reconstruction from the experimental spectra and considering the calibration curve. In the final date compared with the expected values from the treatment planning system (TPS), was possible to see a true correspondence between both values. For the first time, results obtained for brachytherapy MDR under 10 Gy are trustable, which lead us to consideration to use that technique into a regular quality control of the brachytherapy radiation in gynecology treatment.

Mestrado em Engenharia Física Neste trabalho foram fabricados e caracterizados díodos orgânicos emissores de luz (OLEDs) à base de Európio em estruturas multicamada. A caracterização eléctrica e óptica foi efectuada em função da espessura da camada emissiva de Európio e envolveu as curvas corrente – potencial aplicado, potência óptica, rendimento e electroluminescência. Os resultados mostraram a possibilidade de se construir um dispositivo eficiente com baixas correntes eléctricas e elevados rendimentos ABSTRACT: In this work Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) based on Europium have been build and characterized. The electrical and optical characterization has been carried out using current – applied voltage curves and optical power, efficiency and electroluminescence. The final result shows that it is possible to use europium complex to build efficient devices with low electrical current and high efficiencies.

Mestrado Engenharia Física Neste trabalho é apresentado um modelo para a deteção de elementos estranhos, recorrendo ao mecanismo de frustração celular. É discutida a paralelização do algoritmo em unidades de processamento gráfico. Mostra-se que desta forma é possível atingir ganhos computacionais de 406 vezes relativamente à versão sequencial equivalente. Neste trabalho são ainda apresentados resultados que demonstram que os algoritmos de frustração celular conseguem realizar discriminação “self-nonself” perfeita em espaços de dimensão arbitrária In this work a model for nonself detection is presented, based on the cellular frustration mechanism. A GPU implementation is discussed that achieved computational gains of 406 times faster execution times as compared to its sequential implementation. I also present results showing that perfect self-nonself discrimination can be achieved in these models for spaces in arbitrary dimensions.

Mestrado em Engenharia Física Neste trabalho, através da técnica de elipsometria, estudou-se a influência do tempo de exposição à radiação UV e o efeito do envelhecimento no índice de refracção de filmes híbridos orgânicos-inorgânicos di-ureasil (d-U(600)). Estes foram modificados com diferentes concentrações de tetrapropóxido de zircónio (Zr(OPrn)4) e estabilizados em ácido metacrílico (McOH). Os filmes finos foram preparados pelo processo sol-gel e depositados por rotação do substrato. Os resultados obtidos revelam que a variação da concentração de Zr(OPrn)4 (20%, 40%, 60% molar) e do tempo de exposição à radiação UV, permitem controlar o índice de refracção deste materiais, que varia linearmente com estes dois factores. Os guias de onda planares que apresentaram maior estabilidade após envelhecimento a 65 ºC foram, os d-UZ60 sujeitos a uma energia de 17,4 J.m-2 associada à exposição UV e os filmes d-UZ20 e d-UZ60 quando submetidos a uma energia de 34,8 J.cm-2. In the present work, we studied the effects of the UV radiation exposure time and of the aging of the refractive index of hybrid organic-inorganic di-ureasil thin films (d-U(600)). These were modified by using different concentrations of zirconium tetrapropoxide (Zr(OPrn)4) and were estabilized with methacrylic acid (McOH). These thin films were synthesized using the sol-gel process and deposited by spin coating. The results obtained show that by changing the concentration of Zr(OPrn)4 (20%, 40% and 60% molar percentages) and the UV radiation exposure time, we can to control the refractive index of these materials, which varies linearly with these two factors. The most stable planar waveguides were the samples d-UZ60 exposed to UV radiation with an energy of 17.4 J.cm-2 and, d-UZ20 and d-UZ60 with an energy of 34,8 J.cm-2, aged at 65 ºC.

Mestrado em Engenharia Física Submitted by Nuno Cruz (nuno@ua.pt) on 2011-06-21T11:10:18Z No. of bitstreams: 1 240636.pdf: 16395175 bytes, checksum: f85d548a975f0a4fa13350d16ce4863c (MD5) Made available in DSpace on 2011-06-21T11:10:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 240636.pdf: 16395175 bytes, checksum: f85d548a975f0a4fa13350d16ce4863c (MD5) Previous issue date: 2010-12-07

Doutoramento em Engenharia Física Submitted by Alexandra Bastos (alexandrabastos@ua.pt) on 2016-11-17T17:21:29Z No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 7145750 bytes, checksum: 16841d13110670a4c060c5f0e23e1cf1 (MD5) Made available in DSpace on 2016-11-17T17:21:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 7145750 bytes, checksum: 16841d13110670a4c060c5f0e23e1cf1 (MD5) Previous issue date: 2016-03-04

Doutoramento em Engenharia Física Submitted by Cristina Santos (cmaria@ua.pt) on 2018-01-22T14:28:25Z No. of bitstreams: 1 CátiaLeitão PhDThesis.pdf: 5511705 bytes, checksum: 27927342611741587f56fcd9f77c38e4 (MD5) Made available in DSpace on 2018-01-22T14:28:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CátiaLeitão PhDThesis.pdf: 5511705 bytes, checksum: 27927342611741587f56fcd9f77c38e4 (MD5) Previous issue date: 2017

Mestrado em Engenharia Física Neste trabalho é proposto um sensor de deformação construido com base em micro cavidades óticas geradas pelo efeito de fusível. Este tipo de sensor beneficia das principais vantagens da tecnologia ótica, tais como a possibilidade de medições remotas e em diferentes tipos de ambientes até então não permitidas pelos sensores eletrónicos convencionais. O método de produção utilizado permite a obtenção de sensores óticos com sensibilidades comparáveis com as reportadas na literatura com a vantagem de ser muito mais barato. In this work we proposed a strain sensor based on micro cavities produced by the catastrophic fuse effect. This type of sensor benefits from the main advantages of optical technology such as remote sensing in different and hostil environments, not allowed by traditional eletronic sensors. The production method allows low-cost optical sensors with similar sensitivity to that already reported in the literature.

Doutoramento em Fisica Submitted by Maria da Graça Mónica do Casal Breda (gbreda@ua.pt) on 2012-03-16T11:18:03Z No. of bitstreams: 1 246421.pdf: 8588101 bytes, checksum: 56c1c2c8581b7a66638b185fea0bc02b (MD5) Made available in DSpace on 2012-03-16T11:18:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246421.pdf: 8588101 bytes, checksum: 56c1c2c8581b7a66638b185fea0bc02b (MD5) Previous issue date: 2011

Mestrado em Engenharia Física Submitted by Manuel Jesus (albertojesus@ua.pt) on 2018-06-19T14:13:02Z No. of bitstreams: 1 Pereira, Daniel Filipe Figueiredo.pdf: 3277269 bytes, checksum: 55ed3049b63b068c1668fd30bd19d95e (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-19T14:13:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira, Daniel Filipe Figueiredo.pdf: 3277269 bytes, checksum: 55ed3049b63b068c1668fd30bd19d95e (MD5) Previous issue date: 2017

Tese de mestrado, Engenharia Física, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010 Submitted by Teresa Boa (tdboa@fc.ul.pt) on 2011-11-14T10:41:05Z No. of bitstreams: 1 ulfc055974_tm_Ana_Isabel_Henriques.pdf: 3759598 bytes, checksum: 0b528a87dd8e590debf9550004619165 (MD5) Made available in DSpace on 2011-11-14T10:41:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ulfc055974_tm_Ana_Isabel_Henriques.pdf: 3759598 bytes, checksum: 0b528a87dd8e590debf9550004619165 (MD5) Previous issue date: 2010

Mestrado em Engenharia Física A capacidade de gerir a incorporação de geração eólica na rede eléctrica depende principalmente da previsão da potência eólica. Este trabalho apresenta 5 métodos computacionais, baseados na criação de classes de tempo e de direcção, para previsão de potência eólica. São apresentados os resultados numéricos obtidos através de cada um dos métodos utilizados, e conclui-se sobre o desempenho de cada um deles. ABSTRACT: The ability to manage the incorporation of wind generation in the electricity network depends mainly on wind power prediction´s. This paper presents five computational methods based on time and direction bin's creation, in order to predict the wind power. The numerical results obtained by each method used are shown, as well as the conclusions of their performance.

Doutoramento em Engenharia Física Os sistemas de comunicações óticas têm evoluído rapidamente e, como consequência, a potência dos sinais óticos propagados na fibra tem vindo a aumentar. A propagação de sinais de elevada potência pode resultar na degradação e/ou destruição da fibra ótica. O presente trabalho tem como objetivo o estudo do impacto da propagação de sinais óticos com elevadas potências na degradação e redução do tempo de vida útil das fibras óticas. Estudou-se este tipo de degradação das fibras óticas a dois níveis: degradação do revestimento de fibras sujeitas a curvaturas apertadas e ignição e propagação do efeito rastilho que leva a destruição da fibra ótica. Para a concretização deste estudo, caracterizou-se experimentalmente o aumento de temperatura no revestimento de fibras óticas sujeitas a curvaturas de diâmetro reduzido e na presença de sinais com elevada potência. Tendo-se desenvolvido um modelo analítico para descrever o aquecimento do revestimento da fibra. No âmbito do efeito rastilho em fibra ótica, estudou-se experimentalmente, em diversos tipos de fibra, as principais propriedades deste fenómeno, nomeadamente, a potência ótica de limiar necessária para a sua ignição e propagação, a velocidade de propagação e as características da cadeia de bolhas formada no núcleo da fibra ótica durante a propagação deste efeito. Desenvolveu-se, ainda, um modelo teórico para simular a propagação do efeito rastilho, tendo sido validado e complementado através de resultados experimentais. Por fim, desenvolveram-se e implementaram-se técnicas para detetar e interromper a propagação do efeito rastilho, como forma de limitar a extensão de fibra destruída e proteger os equipamentos óticos da rede. Optical communications systems had developed rapidly, as a result, the power of the optical signals injected into the optical fiber has increased. The propagation of high power signals can lead to the optical fiber degradation and/or destruction. The aim of this work is to study the effect of high optical power signals propagation on the optical fibers degradation and lifetime reduction. We studied two categories of degradation: coating degradation in bent fibers and the ignition and propagations of the fiber fuse effect that destroys the optical fiber along several kilometers. The increase of temperature in the coating of tightly bent optical fibers under high power signals was experimentally studied. In addition, an accurate analytical model to describe the increase of the optical fiber coating temperature was developed. The fundamental properties of the optical fiber fuse effect were experimentally studied for different types of fiber, namely, the optical power threshold, the fuse propagation velocity and the characteristics of the voids string formed in the fiber core during its propagation. Moreover, a numerical model to simulate the fiber fuse effect propagation was developed and validated through the experimental results. Finally, we developed and implemented several techniques to detect and halt the fiber fuse propagation in order to limit the optical fiber destruction and protect the network components.

Mestrado em Engenharia Física Sensores baseados em redes de Bragg em fibra óptica apresentam inúmeras vantagens face aos sensores electrónicos convencionais ou mesmo face a outros sensores ópticos. Estas características, bem como a sua compatibilidade com diversos tipos de materiais, permitem que os dispositivos baseados nesta tecnologia possam ser aplicados em diversas aplicações e em ambientes muito distintos. Neste trabalho, é feita a descrição do desenvolvimento de um sensor capaz de monitorizar, remotamente e em tempo real, as variações da topografia de uma praia através de medidas de altura da coluna de sedimento acima deste. Uma primeira versão do sensor foi testada durante uma campanha de campo. Campanha esta em que também se recolheram dados experimentais acerca de processos ocorrentes na zona de rebentação e zona de swash. Posteriormente, estes dados foram analisados e processados visando uma melhor compreensão dos processos hidrodinâmicos aí decorrentes, culminando com o cálculo de valores de transporte sedimentares associados e variações topográficas/batimétricas, e subsequente comparação com medidas obtidas por outros métodos. Por fim, a caracterização das velocidades normais à linha de costa para um período referente a uma maré alta foi também efectuada. Fiber Bragg grating (FBG) based sensors have many advantages over conventional electric and alternative fiber optic sensor configurations. These features and their inherent compatibility with fiber-reinforced composite materials permit in-fiber gratings to be applied in several applications and in distinct environments. An optical fiber Bragg grating sensor was developed, with the capability of monitoring remotely and in real-time the bed level changes in nearshore regions through the height measurement of the sediment column above it. An early version of the sensor was tested in a field campaign where were collected some important data in the wave breaking and swash zones. This data was processed and analyzed aiming the comprehension of hydrodynamics of that specific region, as well as estimate the sediment transport and the bathymetry/topography profile changes, comparing it with other measurements obtained by different methods. Characterization of typical cross-shore velocities in a time series for wave breaking and swash zone was also achieved.

Mestrado em Engenharia Física Este trabalho analisa métodos eficientes de cálculo da energia livre absoluta da fase sólida de um sistema de Lennard-Jones, a partir da determinação das diferenças de energia livre relativas a um sistema de referência. Para isso, introduz-se um novo método de cálculo que permite conhecer essas diferenças partindo das cadeias de Markov dos estados gerados independentemente por cada um dos sistemas, e criando uma terceira cadeia onde os estados aparecem numa proporção igual à razão entre as suas funções de partição. Adicionalmente, tenta-se desenvolver alterações ao sistema de referência, que tipicamente é o cristal de Einstein, de forma a que os dois sistemas visitem zonas comuns do espaço de fases e se possa aplicar o método anterior. Concluiu-se que não é possível, na aproximação de partículas independentes, encontrar um sistema desse tipo. ABSTRACT: This work studies efficient methods for absolute free energy calculations of Lennard-Jones solids, from the knowledge of the free energy differences relative to a reference system. For that purpose, a new method is introduced which evaluates those differences from the two independently generated Markov chains of both systems, by creating a new chain in which those states appear in a ratio that is proportional to the ratio of their partition functions. Additionally, alterations are proposed to the reference system, typically the Einstein crystal, so as to force it to visit the same regions in phase space as the LJ solid. Condition which is necessary to apply the previous method. The conclusion is that such modifications are not possible if the particles are set to be independent from each other.

Mestrado em Engenharia Física Esta dissertação teve como objetivo a produção e caracterização física de fibras e nanotubos de BiFeO3 e FeNbO4. Para o desenvolvimento destes materiais utilizou-se a técnica de fusão com laser (LFZ), o método sol-gel (Pechini) e o método de poros absorventes. As amostras obtidas foram sujeitas a uma caracterização estrutural por difração de raios-X e espetroscopia de Raman, morfológica por microscopia electrónica de varrimento e elétrica por medidas de constante dielétrica. Os resultados obtidos com a técnica de difração de raios-X mostraram que o gel com tratamento a 750 ºC é polifásico. Para conseguir produzir nanotubos escolheu-se o LaCoO3 como material alternativo. Usando a técnica de fusão de zona com laser (LFZ) obtiveram-se fibras de BiFeO3, FeNbO4 e compósitos de BiFeO3+FeNbO4. Com esta técnica foram crescidas fibras a várias velocidades (5, 10, 25, 50, 100 e 200 mm/h), tendo os resultados obtidos com a difração de raios-X evidenciado que todas as amostras obtidas são polifásicas, sendo a amostra de 10 mm/h para o BiFeO3 e a de 5 mm/h para o FeNbO4 as que apresentam melhores propriedades. As amostras de 5 mm/h de todos os compósitos são aquelas que possuem menor quantidade de segundas fases e portanto foram alvo de estudo mais aprofundado. A caracterização dielétrica permitiu verificar que todas as amostras apresentam fenómenos de relaxação dielétrica. Verifica-se também que para o BiFeO3 a constante dielétrica é superior na amostra crescida à velocidade de 10 mm/h, para o FeNbO4 é superior na amostra crescida a 5 mm/h e nos compósitos a amostra com 75% de BiFeO3 e 25% de FeNbO4 apresenta um comportamento diferente das restantes, eventualmente devido à sua microestrutura singular. In this work, BiFeO3 and FeNbO4 fibers and nanotubes were prepared and characterized. The samples were obtained using three different preparation techniques: laser floating zone technique (LFZ), sol-gel method (Pechini) and the wetting pore method. Structural characterization of the samples was made using the X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy techniques, morphologic characterization by scanning electron microscopy (SEM) and electrical characterization by impedance spectroscopy. The XRD patterns showed that the BiFeO3 gel heat-treatment at 750 °C is polycrystalline. To produce nanotubes, by the wetting pore method, LaCoO3 was used as an alternative material. With the LFZ technique, BiFeO3 and FeNbO4 fibers and BiFeO3 + FeNbO4 composites were prepared. The fibers were grown at various pulling speeds (5, 10, 25, 50, 100 and 200 mm/h), and the XRD patterns demonstrated that all samples are polycrystalline. The BiFeO3 samples growth at 10 mm/h and the FeNbO4 samples growth at 5 mm/h were chosen to be analysed electrically. The composite samples growth at 5 mm/h are those having the least amount of secondary phases, and therefore were subjected to further studies. The dielectric characterization shown that all the samples have a dielectric relaxation phenomenon, thermally activated. It was also verifyed that for the BiFeO3 sample the dielectric constant is higher for the growth speed of 10 mm/h and for the FeNbO4 is higher for the grown speed of 5 mm/h. The composite sample 75% BiFeO3-25% FeNbO4 (% wt) behaves differently from the others, possibly due to its unique microstructure.

Mestrado em Engenharia Física Este trabalho teve como objectivo estudar o efeito transiente em amplificadores de fibra óptica baseados no efeito de Raman. Foi implementado um simulador baseado nas equações de propagação para o regime dinâmico nos amplificadores de Raman. Simulador esse que foi validado experimentalmente para um esquema de bombeamento contrapropagante, obtendo-se uma boa concordância entre os resultados simulados e os experimentais. Foram efectuados diversos estudos com o objectivo de perceber quais os parâmetros do amplificador com mais impacto na intensidade e dinâmica do efeito transiente. Com base nesses estudos uma nova configuração para um amplificador de Raman foi obtida e uma solução para controlar/mitigar o efeito transiente foi proposta. ABSTRACT: The scope of this work was the study of transient effect in optical amplifiers based on the Raman effect. A simulator was implemented based on the time dynamic propagation equations for the Raman amplifier. Based on this simulator, the transient effect for a counter-pumped Raman amplifier was studied and experimentally tested, obtaining a good agreement between the two approaches. Several studies were made with the purpose of identifying the parameters with high impact on the intensity and dynamics of the transient effect. From that study a new configuration for a Raman amplifier was obtained and a technique capable of mitigating the transient effect in the surviving channels was proposed.

Mestrado em Engenharia Física O presente trabalho centra-se no desenvolvimento e caracterização de um novo sistema de tomografia computorizada baseado na microestrutura MHSP. A tomografia computorizada é uma modalidade imagiológica de uso corrente nos dias de hoje, sendo de extrema utilidade em diagnóstico clínico. Esta modalidade da imagiologia permite obter imagens seccionais das estruturas em estudo, e, além disso, permite a sua reconstrução tri-dimensional. A MHSP é um dispositivo de contagem de fotão único que permite detectar fotões X ou γ conhecendo a sua posição de interacção bem como a energia individual de cada um. Conjugando a informação em posição com a informação em energia é possível criar três tipos de imagens com diferentes ponderações em energia: integrating, counting e Energy Weighting Technique. A imagem integrating é aquela actualmente mais utilizada nos sistemas de diagnóstico médico e traduz a integração da carga que chega ao detector num determinado local. A imagem counting corresponde à contagem dos fotões que chegam a um determinado local do detector. Na reconstrução da imagem Energy Weighting Technique a contribuição de cada fotão é ponderada segundo um factor de 1/E3, onde E é a energia do fotão. O emprego das técnicas counting e EWT representam uma melhoria na qualidade da imagem relativamente à integrating, nomeadamente no que respeita ao contraste, só conseguida com contagem de fotão. A Energy Weighting Technique mostra-se mais poderosa que a counting e é, por isso, de grande interesse. A utilização da MHSP em tomografia computorizada apresenta-se como uma mais-valia devido às suas características de contagem de fotão único. This work focuses on the development and characterization of a new computed tomography system based on MHSP. The computed tomography is an imaging modality in common use in our days, being extremely useful in clinical diagnoses. This imaging modality allows the acquisitions of sectional images and the tri-dimensional reconstruction of structures in study. The MHSP is a single photon counting device that allows the detection of X and γ photons knowing the interaction position and their individual energy. Combining the position interaction information and energy information the creation of three types of images with different energy weightings is possible: integrating, counting and Energy Weighting Technique. The first is the one most actually used in medical diagnostic systems and is the integration of the total charge that arrives to the detector in a given location. The counting image reflects the number of photons in a specific location of the detector. In image reconstruction of Energy Weighting Technique image the contribution of each single photon is weighted by a factor of 1/E3, with E the photon energy. The application of the Energy Weighting Technique and counting techniques represent an improvement in image quality relatively to integrating image, particularly with respect to the contrast, only achieved with photon counting. The Energy Weighting Technique is more powerfull than the counting technique, being of great interest. The use of MHSP in computed tomography is an asset due to her characteristics of single photon counting.

Mestrado em Engenharia Física Pretendeu-se, com este trabalho, efectuar o crescimento e posterior caracterização de vidros de SiO2 com cristais LiNbO3 dopados com o ião lantanídeo Sm3+. Sintetizou-se um total de 25 amostras, crescidas através do método de sol-gel, com várias concentrações de Sm3+ (0.1% a 5% molar) e tratadas termicamente a diferentes temperaturas definidas com base no resultado da análise térmica diferencial. Deste conjunto, apresentamos os resultados apenas das amostras tratadas termicamente a 700 ºC e das dopadas com 1% de Sm3+. Através da análise por difracção de raios-X (DRX) foi possível identificar a formação de LiNbO3, SmNbO4 e SiO2 e estimar o tamanho médio das respectivas cristalites. A microscopia electrónica de varrimento (MEV) mostrou a existência de partículas nas amostras tratadas a temperaturas superiores a 500 ºC. Com um aumento da temperatura de tratamento e também com o aumento da concentração de Sm3+, verificou-se um aumento do número de partículas e da sua cristalinidade. Comparando estes resultados com os de DRX foi possível estabelecer uma correlação entre os parâmetros de crescimento e a formação de fases cristalinas e o respectivo tamanho médio das cristalites. A espectroscopia de Raman permitiu confirmar o que foi observado em DRX e MEV. A caracterização óptica por fotoluminescência à temperatura ambiente, revelou uma emissão de luz vermelha, referente às transições 4G5/2 6HJ= 5/2,7/2,9/2 do Sm3+, para algumas amostras, podendo concluir-se, com base nas caracterizações estruturais e morfológicas efectuadas anteriormente, que o ião lantanídeo apenas emite quando está inserido na matriz amorfa. Além disso, são observadas algumas auto-absorções do samário e algumas bandas largas, devidas provavelmente às fases amorfa e cristalina do SiO2. Os resultados obtidos ajudam a estabelecer um rumo de trabalhos futuros, sendo essencial proceder a uma caracterização óptica a baixa temperatura, assim como efectuar uma caracterização eléctrica. The purpose of this work was the growth and further characterization of SiO2 glasses with LiNbO3 crystals doped with the lanthanide ion Sm3+. It was synthesized a total of 25 samples, grown by the sol-gel method, with several concentrations of Sm (0.1% to 5% molar), and thermally treated for different temperatures defined by the results of the differential thermal analysis. Of these samples, only the ones with 1% of Sm, and which were treated with 700 ºC, are presented. Through the X-ray diffraction analysis it was possible to formation of LiNbO3, SmNbO4 e SiO2, and to evaluate the average crystallite size. Scanning electron microscopy showed the existence of particles in the samples thermally treated above 500 ºC. With increasing treating temperature as well as with increasing Sm3+ concentration, it was verified an increasing number of particles and their crystallinity. Comparing with the XRD it was possible to establish a correlation between the growth, and the crystalline phases formation and the average crystallite size. The Raman spectroscopy done to the samples, confirmed what was observed in DRX and SEM. The optical characterization by photoluminescence at room temperature revealed a red light emission, due to the 4G5/2 6HJ= 5/2,7/2,9/2 transitions of the Sm3+, for some of the samples indicating that, based at the structural and morphological characterizations done previously, the lanthanide ion emits only when inserted in a amorphous matrix. It is also observed some autoabsorptions of the samarium ion, and some large bands, probably due to the crystalline and amorphous phases of SiO2. These results are helpful to define a way of future works, where it’s essential to do an optical characterization at low temperatures, and also some electric characterization.

Tese de mestrado, Engenharia Física, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010 Submitted by Teresa Boa (tdboa@fc.ul.pt) on 2012-02-23T15:17:56Z No. of bitstreams: 1 ulfc096312_tm_Pedro_Reis.pdf: 6402783 bytes, checksum: 0836bb835236cbdb2610ebb2b0a999bb (MD5) Made available in DSpace on 2012-02-23T15:18:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ulfc096312_tm_Pedro_Reis.pdf: 6402783 bytes, checksum: 0836bb835236cbdb2610ebb2b0a999bb (MD5) Previous issue date: 2010

Mestrado em Engenharia Física Submitted by Daisy Tavares (daisytavares@ua.pt) on 2015-10-28T11:27:40Z No. of bitstreams: 1 TESE.pdf: 26386101 bytes, checksum: f87862fa24c65e328a9bbc820dc02edd (MD5) Made available in DSpace on 2015-10-28T11:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE.pdf: 26386101 bytes, checksum: f87862fa24c65e328a9bbc820dc02edd (MD5) Previous issue date: 2015

Mestrado em Engenharia Física Esta dissertação teve como ponto de partida a produção de nanopós cristalinos com a fase RENbO4 (onde RE= Sm, Eu, Dy, Er e Tm) usando o método de Pechini. As amostras obtidas foram sujeitas a caracterização estrutural, morfológica, elétrica e ótica. Medidas de difração de raios-X evidenciaram que os pós calcinados a baixas temperaturas (500 ºC) permanecem amorfos. Para temperaturas de tratamento térmico entre 600 ºC e 800 ºC apresentam uma estrutura polifásica, sendo visíveis duas fases cristalinas: monoclínica e tetragonal. Para altas temperaturas, superiores a 800 ºC, as amostras cristalizam apenas no sistema monoclínico. Por este motivo escolheu-se esta temperatura para a calcinação de pastilhas dos vários Niobatos utilizadas na caracterização elétrica. Através de espectroscopia Raman e de absorção no infravermelho analisou-se o efeito do deslocamento dos máximos de vibração em função da aditivação com diferentes iões lantanídeos, nomeadamente em função do decréscimo do raio iónico. A caracterização elétrica das amostras permitiu verificar que a amostra de EuNbO4 apresenta a maior condutividade dc. À temperatura ambiente, a amostra de SmNbO4 apresenta o maior valor de constante dielétrica (~26 a 300 K) e simultaneamente menores perdas dielétricas (~0.030). Contudo é a amostra de DyNbO4 que apresenta menor variação da constante dielétrica, com o aumento da frequência. O estudo do comportamento da luminescência das amostras de RENbO4 incidiu sobre a amostra EuNbO4 de modo a testar as potencialidades desta matriz como emissor na região do laranja/vermelho, de interesse para aplicações em dispositivos óticos. Em suma, este trabalho permitiu inferir quanto aos efeitos da influência dos diferentes iões terras raras em diversas propriedades físicas das matrizes, nomeadamente nas morfológicas, estruturais, óticas, elétricas e dielétricas. The starting point of this thesis was the production of nanocrystalline powders with RENbO4 (where RE = Sm, Eu, Dy, Er and Tm) structure, using the Pechini method. The samples were subjected to structural, morphological, electrical and optical characterization. X-ray diffraction measurements showed that the powders calcinated at low temperatures (500 ºC) remain amorphous. Heat treatment using temperatures between 600 ºC and 800 °C showed a polyphase structure, been visible two different crystalline phases: monoclinic and tetragonal. For high temperatures, above 800 °C, the samples are single phase and crystallize in the monoclinic system, which was the reason to use this calcination temperature for electrical characterizations of the various orthoniobates samples. Through Raman spectroscopy and infrared absorption, we analyzed the maximum displacement of the vibration depending on the additives with different lanthanide ions, particularly due to the decrease of ionic radius. Electrical characterization of the samples enables the verification of higher conductivity dc of EuNbO4. At room temperature, SmNbO4 sample showed the highest dielectrical constant (~26 to 300 K) and simultaneity lower dielectrical losses (~0.030). However, the DyNbO4 sample is the one that presents the smaller variation of the dielectrical constant with frequency. Luminescence behaviour for RENbO4 samples was focused on the EuNbO4 sample in order to test the viability of this matrix as a light emitter on the red/orange region. This work allowed verifying the influence of different rare earth ions inserted in the niobium oxide matrix on their morphological, structural, optical, electrical and dielectric proprieties.

Mestrado em Engenharia Física Submitted by Nuno Cruz (nuno@ua.pt) on 2011-06-21T16:03:21Z No. of bitstreams: 1 tese_ines.pdf: 6491635 bytes, checksum: 32108d9bef7dd11a9236470721eaaee9 (MD5) Made available in DSpace on 2011-06-21T16:03:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_ines.pdf: 6491635 bytes, checksum: 32108d9bef7dd11a9236470721eaaee9 (MD5) Previous issue date: 2010