Academic literature on the topic 'Design óptico'

ResumenEl tráfico en las redes de datos por fibra óptica ha tenido un crecimiento exponencial debido a la creciente demanda de información por parte de los usuarios finales, llevando a una saturación en la capacidad de las redes actuales. Proyectando los sistemas de transmisiones ópticos a tasas superiores a los 400 Gbps para redes de largo alcance, no será posible mantener la tecnología WDM de rejilla espectral fija de 50 GHz, la cual permite transmitir en la actualidad tasas hasta los 100 Gbps. Teniendo como limitación además del ancho espectral que ocuparía la información, la conmutación de los dispositivos para trabajar a altas frecuencias. En este contexto, surge el concepto de las redes ópticas elásticas, donde se emplea una rejilla de espectro flexible (flexi-grid) o sin rejilla (grid-less), con ancho espectral variable por canal según la demanda de ancho de banda, permitiendo una separación espectral flexible entre canales con el propósito de optimizar la eficiencia en el uso del espectro. Este artículo hace una revisión de los nuevos conceptos tecnológicos que conllevan el escenario de redes elásticas, y los posibles retos y limitaciones para el desarrollo de estas tecnologías. Recientes pruebas experimentales incorporan nuevos conceptos tecnológicos con relación a los ya comerciales sistemas de 100-G como: el diseño de transmisores multicanales, el uso de tecnologías como Nyquist-WDM y OFDM óptico flexible, receptores digitales coherentes reconfigurables, formatos de modulación m-arios e híbridos y asignación dinámica del espectro. No obstante, grandes limitantes como los efectos no lineales de la fibra óptica deben ser foco de investigación en este nuevo escenario, debido a sus efectos en la degradación de la señal. Finalmente, se muestra como las técnicas de procesamiento digital de señales desempeñarán un papel importante para lograr la reconfigurabilidad y elasticidad de las redes de alta capacidad.AbstractIn the last years, traffic on data optical networks has had an exponential growth due to the increasing demand of information by end users. This had lead to saturation of the current deployed networks in terms of capacity. Planning the optical transmission systems of long-reach to work with capacities above 400 Gbps, it will not be possible to keep the spectral fixed-grid of the WDM technology, which currently allows transmitting up to 100 Gbps. The principal limitation is due to the greater spectral bandwidth occupied by the data information and also due to the switching of electronics devices at high frequencies. In this context a new concept known as elastic optical network emerges, which proposes a flexible-grid or gridless, where the spectral width changes according to the bandwidth demand and allows optimizing the spectral efficiency with a minimum separation between adjacent channels. In this paper, we present a comprehensive survey of elastic optical networks, introducing new concepts and describing the challenges and the limitations in these networks. Recent experimental reports show new technological concepts related to the commercials 100-G systems such as: design of multichannels transmitters, gridless Nyquist-WDM and Optical-OFDM, reconfigurable digital coherent receivers, optical dynamic spectrum allocation and advanced modulation formats. Nevertheless, the nonlinearity effects of the optical fiber are a significant limitation that must be researched in detail in this new elastic scenario. Hence, it is shown how the digital signal processing techniques are going to play an important role in order to get high capacity in elastic and reconfigurable networksPalabras clave: Comunicaciones por Fibra Óptica, Enrutamiento, Interferencia Intercanal (ICI), Multiplexación por División de Longitud de Onda, Óptica No-Lineal, Procesamiento Digital de Señales (DSP), Redes Ópticas.

Reportamos una solución técnica simple para un ajuste preciso de la longitud de cavidades cortas de fibra óptica usadas comúnmente en los láseres de Brillouin. La cavidad ajustada del láser es simultáneamente resonante para el bombeo y la emisión de Stokes. La técnica propuesta está basada en registrar la respuesta de Brillouin de la cavidad a un escaneo frecuencial de la emisión del láser de bombeo. Las trazas almacenadas son utilizadas para calcular el exceso de longitud de la cavidad que necesita ser removido de la cavidad original para un ajuste preciso de la resonancia de Brillouin en cualquier longitud de onda preseleccionada del láser de bombeo. Para la comprobación de su funcionamiento se desarrolló el ajuste fino de una cavidad de anillo basada en fibra estándar SMF-28 de Corning de 4 m de longitud. Además, se presenta un análisis detallado del error en el algoritmo de ajuste de la doble resonancia en la cavidad de anillo de fibra del láser de Brillouin de corta longitud. La propuesta presentada es igual de útil para el diseño de láseres de fibra monomodo de espectro óptico ultra-angosto y láseres de fibra de Brillouin Q-switched, así como para aplicaciones que emplean alta potencia en cavidades de fibra que evitan la dispersión de Brillouin estimulada. We report a simple technical solution for precise adjustment of short fiber cavities commonly used with Brillouin fiber lasers. The adjusted laser cavity is simultaneously resonant for pump and Stokes radiations. The technique is based on recording the Brillouin response of the cavity to the frequency scanned laser radiation. The recorded traces are used to calculate the excess cavity length that needs to be removed from the original cavity to provide its precise adjustment to the Brillouin resonance at any preselected pump laser wavelength. For demonstration of the approach, fine adjustment of a 4 m long ring cavity based on standard Corning SMF-28 fiber is performed. A detailed error analysis of the algorithm for adjustment of double resonance in short-length Brillouin ring fiber laser was presented. Demonstrated approach is equally useful for the design of single mode fiber lasers with ultra-narrow optical spectra, Q-switched Brillouin fiber lasers as well as for applications employing high power fiber cavities free from stimulated Brillouin scattering.

En este trabajo se describe el diseño y la construcción de un sistema para medir la distribución angular del scattering de luz de micro esferas dieléctricas suspendidas en agua, usando un láser como fuente de luz. El trabajo cubre el desarrollo de un sistema de detección óptico para mejorar la relación señal ruido. Reportamos medidas experimentales de scattering de luz de suspensiones coloidales de esferas de látex con diámetros nominales de 0,49 y 1,03 µm, y un coeficiente de variación de 3%. Se utilizaron dos láseres de diferentes longitudes de onda, 632,8 y 532,0 nm, para observar la variación de la distribución angular de scattering. Los resultados experimentales fueron comparados con distribuciones de scattering angular generadas por la teoría de Mie para determinar el tamaño de partícula. Los diámetros obtenidos fueron 0,49 y 0,95 µm con una incertidumbre relativa de 6,1 y 5,3%, respectivamente. Palabras clave.- Scattering de luz, teoría de Mie, micropartículas de latex. ABSTRACT In this work, we describe the design and construction of a system to measure the angular light scattering distribution from small dielectric spheres suspended in water, using a laser as the light source. It also covers the development of an optical detection system to improve the signal‐to‐noise ratio. We report on the experimental measurements of light scattering from colloidal suspensions of latex spheres with nominal diameters of 0.49 and 1.03 µm and a coefficient of variation of 3%. Two lasers with different wavelengths (632.8 and 532.0 nm) were used to observe the variation of the angular scattering distribution. The experimental results were then compared with angular scattering distributions generated from Mie theory, in order to determine the particle size. We obtained diameters of 0.49 and 0.95 µm, with a relative accuracy of 6.1 and 5.3%, respectively. Keywords.- Light scattering, Mie theory, latex microparticles.

As tecnologias de informação estão amplamente difundidas na agricultura, ocupando espaço em diversas áreas de produção. Na semeadura mecanizada não é diferente, monitores e sensores auxiliam a operação em busca de melhor eficiência produtiva, operacional e econômica. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência de sensores ópticos equipados com quatro e três Light Emitting Diode (LED’s) na semeadura de soja em diferentes velocidades e densidades de semeadura. O trabalho foi realizado em área experimental do grupo de plantio direto da Faculdade de Ciências Agronômicas de Botucatu/SP, e os fatores utilizados para composição dos tratamentos foram: dois sensores (com 3 e 4 LED’s), três velocidades (4, 8 e 12 km h-1) e três densidades de semeadura (10, 15 e 20 sementes por metro). A semeadura do experimento foi realizada utilizando uma semeadora-adubadora pneumática com sete linhas de semeadura, tracionada por um trator de pneus com 82,02 kW de potência no motor. Em cada linha de semeadura da máquina foi instalado um sensor de LED’s, posicionados no terço médio do tubo condutor de sementes. A metodologia desenvolvida para coleta das sementes utilizou embalagens plásticas amarradas com abraçadeiras de nylon na saída dos tubos condutores, sendo as sementes coletadas contadas por um contador automatizado modelo Seedburo 801 count-a-pak e pelo monitor de bordo modelo MPA2500 instalado na cabine do trator. O delineamento adotado foi o de blocos inteiramente casualizados, com quatro repetições e em esquema fatorial duplo, sendo comparados separadamente o fator sensores × Velocidades; sensores × densidade de semeadura e velocidade × densidade de semeadura, totalizando 126 parcelas experimentais. Os resultados obtidos indicaram que o sensor com três e quatro LED’s possuem eficiência similar se submetidos a velocidade de semeadura de 4 e 8 km h-1. Em condição de alta densidade de semeadura, o aumento da velocidade de semeadura reduz a eficiência do sensor óptico de três LED’s.PALAVRAS–CHAVE: Dosagem, Monitor de semeadura, Plantabilidade, Semeadura. MONITORING OF SOYBEAN SOWING WITH DIFFERENT OPTICAL LED SENSORSABSTRACT: Information technologies are widely diffused in agriculture, taking up space in several areas of production. In mechanized sowing, it is no different, monitors and sensors help the operation in search of better productive, operational and economic efficiency. Therefore, the objective of the present work was to evaluate the efficiency of optical sensors equipped with four and three Light Emitting Diode (LED) in soybean sowing at different speeds and seeding densities. The experiment was carried out in experimental area of the no-tillage group of Botucatu/SP College of Agronomic Sciences, and the factors used to compose the treatments were: two sensors (with 3 and 4 LEDs), three speeds (4, 8 and 12 Km h-1) and three sowing densities (10, 15 and 20 seeds per meter). The sowing of the experiment area was performed using a pneumatic seeder with seven rows of sowing, driven by a tractor of tires with 82,02 kW of power in the engine. A LED sensor was installed in each seeding line of the machine and positioned in the middle third of the seed conductor tube. Plastic packages tied with nylon clamps at the exit of the conductive tubes were used to collected seeds, counted by an automated counter model Seedburo 801 count-a-pak and data storage by the on-board monitor model MPA2500. The experiment design was completely randomized blocks, with four replications in a double factorial scheme, comparing separately the following factors, sensors × velocities; sensors × seeding density, and speed × seeding density, Totaling 126 experimental plots. The results obtained indicated that the sensor with three and four LEDs have similar efficiency when submitted to sowing speed of 4 and 8 km h-1. In high sowing density, increasing sowing speed reduces the efficiency of the sensor with three LEDs.KEYWORDS: Dosage, Plantability, Seeder, Seeding monitor.

La aplicación eficaz de bioprocesos en sistemas de células y órganos vegetales presenta actualmente un elevado número de casos exitosos con respecto a la producción de metabolitos secundarios. El cultivo in vitro de células vegetales es una alternativa biotecnológica útil en la producción de los mismos siendo que debido a la complejidad que muestran aún no es posible sintetizarlos en laboratorio. La amplia gama de metabolitos que son sintetizados por las células vegetales incluye fármacos, sabores, fragancias, cosméticos, pigmentos naturales y pesticidas. En particular, los factores considerados en el diseño de bioprocesos y bioproductos incluyen a la reología, agregación, luz, pH, temperatura, agitación, mezclado, la aireación y las concentraciones de oxígeno, así como la sensibilidad al estrés hidrodinámico. Otros elementos importantes son el modo de cultivo y el tipo de biorreactor a utilizar. El objetivo de este trabajo es presentar las ventajas y desventajas del uso de biorreactores para el cultivo de células vegetales. De manera similar, se indican las consideraciones necesarias que facilitan el desarrollo óptimo de metabolitos secundarios para futuras investigaciones en el área de la biosíntesis metabólica secundaria. Asimismo, otros aspectos relevantes tales como la bioseguridad y la economía del bioproceso son incluidos dentro del presente trabajo.

Se presenta un laboratorio virtual que realiza el análisis, diseño y optimización de estructuras de acero rolado en frío, así como la cuantificación de los materiales utilizados en la construcción de la techumbre completa y el costo de fabricación e instalación la misma. El software está dotado con una interfaz de usuario amigable desarrollado para la empresa “Tejas El Águila”. El análisis estructural considera cargas de peso propio, muertas y vivas, a las que estará sometida la estructura en condiciones de servicio, además de considerarse los efectos de viento y sismo para la República Mexicana -de acuerdo a la normatividad vigente. El optimizador está basado en métodos de minimización de entropía con restricciones múltiples, evaluando cada una de las estructuras por el método de la rigidez. Para la evaluación de la eficiencia de la estructura, se utiliza la normativa American Iron and Steel Institute- Allowable Stress Design (AISI-ASD). La optimización de las estructuras se realiza haciendo múltiples evaluaciones de diferentes configuraciones de las mismas, tarea que se ha paralelizado utilizando técnicas de programación de memoria compartida Open Multiprocessing (OpenMP). La combinación adecuada del seguimiento de las normatividades vigentes, la implementación del optimizador y los métodos matriciales para el cálculo de estructuras, aunado al ambiente grafico fácil de usar y amigable, han resultado en un potente software que genera soluciones de vivienda económicas, seguras y estéticas (favoreciendo así a un amplio sector de la sociedad mexicana).

In this paper it is presented the design of a controller for a reaction wheel pendulum using a discrete-time representation via optimal control from the point of view of passivity-based control analysis. The main advantage of the proposed approach is that it allows to guarantee asymptotic stability convergence using a quadratic candidate Lyapunovfunction. Numerical simulations show that the proposed inverse optimal control design permits to reach superiornumerical performance reported by continuous approaches such as Lyapunov control functions and interconnection,and damping assignment passivity-based controllers. An additional advantageof the proposed inverse optimal controlmethod is its easy implementation since it does not employ additional states. It is only required a basic discretizationof the time-domain dynamical model based on the backward representation. All the simulations are carried out inMATLAB/OCTAVE software using a codification on the script environment.

The incorporation of hybrid systems based on renewable sources for the optimization of electricity distribution systems and planning of power supply strategies using genetic algorithms (GA) is studied. A series of characteristics of electrical sub-stations was chosen and through simulations, data were obtained for the optimization of the existing infrastructure, which provides reliability, security, economic supply and quality of service. An algorithm was obtained with the optimal configuration of various components: photovoltaic panels, batteries, AC generator, fuel cell and inverter, which in the case of mono-objective optimization, minimized total system costs throughout its useful life. The most appropriate control strategy or combination of control variables was obtained to minimize costs. Keywords: Electrical distribution, Hybrid systems, Genetic algorithms. References [1]D. F. Pinzón, «Diseño óptimo de Sistemas de Distribución,» Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, 2014. [2]F. A. Mendoza Lameda, «Diseño multiobjetivo y multietapa de sistemas de distribución de energía eléctrica aplicando algoritmos evolutivos,» Universidad de Zaragoza, Zaragoza, 2010. [3]L. Miró Hernández and R. Vizcón Toledo, «Sistema Hibrido Propuesto Para la Generación de Electricidad en un Policlínico,» Revista Avanzada Científica, vol. 9, nº 2, pp. 50-56, 2006. [4]J. Lagunas M., C. Ortega S. and P. Caratozzolo M., «Control supervisorio para sistemas híbridos de geración eléctrica basado en lógica difusa,» Boletin UE, Monterrey, 2005. [5]J. L. Bernal Agustín, «Aplicación de algoritmos genéticos al diseño óptimo de sistemas de distribución de energía eléctrica,» Universidad de Zaragoza, Zaragoza, 1998. [6]V. MIranda, J. V. Ranito and L. Proenca, «Genetic Algorithms in Optimal Multistage Distribution Network Planning, » IEEE, Porto, 1994. [7]I. Ramirez-Rosado and J. Dominguez-Navarro, «Computer Aided Desing of Power Distribution Systems: Multiobjective Mathematical Simulations» International Journal of Power and Energy Systems, vol. 19, nº 4, pp. 1801-1810, 2004.

O propósito deste trabalho tem sido a utilização das técnicas de Desenho Óptico para o desenvolvimento de sistemas ópticos altamente otimizados. Após a confeccção destes sistemas ópticos torna-se necessário avaliar o desempenho do sistema construído, para isto tem sido utilizado uma das técnicas mais modernas para avaliação de qualidade da imagem óptica, a função de transferência óptica FTO, mais especificamente a função de transferência de modulação FTM. FTM representa o módulo da função complexa FTO e está associada à medida direta e quantitativa da qualidade de imagem, descrevendo a estrutura da imagem como uma função da freqüência espacial. Estas duas técnicas são as ferramentas fundamentais para os desenhistas ópticos. Instrumentos oftálmicos como o microscópio cirúrgico, sistema óptico para adaptação de uma câmera CCD e a lâmpada de fenda são desenvolvidos e analisados por estas técnicas neste trabalho.
The purpose of this work has been the use of design optical techniques to development of highly optimized optical systems. After the fabrication of these systems, it is necessary to evaluate the performance of building systems. A modern technique used to evaluate the quality of optical image is the optical transfer function OTF, more exactly the modulation transfer function MTF. MTF is the modulus of the complex function OTF. MTF is associated the direct and quantitative measure of the image quality and it describes the image structure as a function of spatial frequency. This bides techniques are the tools of optical designers. Ophthalmic instruments like surgery microscope, optical system of CCD camera adaptation and slit lamps are developed and analyzed for this techniques in this work.

Doutoramento em Engenharia Electrotécnica
Este trabalho apresenta três estudos principais acerca do desenvolvimento e aplicação de sistemas de monitorização óptica avançados com base na análise de histogramas assíncronos, conversão de comprimento de onda de sinais de débito elevado e o impacto das não-linearidades das fibra ópticas em sistemas utilizando técnicas avançadas de transmissão. Mostra-se que a comparação de histogramas assíncronos com histogramas de referência pode ser usada para extrair informação a respeito da qualidade e do ruído que afecta o sinal em análise. O método proposto é validado através de simulação numérica e experiência. Um modelo analítico para a computação das limitações em frequência da modulação cruzada de fase (XPM) em conversores de comprimento de onda de fibra é proposto e validado através de simulação numérica até frequências de modulação acima de 1 THz. O modelo proposto permite a derivação de regras de engenharia para o dimensionamento de conversores de comprimento de onda compostos por espelhos de fibra não linear. O dimensionamento de um novo filtro para a optimização da conversão da XPM em modulação de intensidado é proposto e validado por simulação numérica. O impacto das não-linearidades na transmissão em fibra óptica de sinais de banda lateral única a 10 Gb/s com compensação de dispersão concentrada é avaliado através de simulação numérica. Mostra-se que as não-linearidades intra-canal levam a severa degradação do desempenho. A degradação de sinais de chaveamento por desvio diferencial de fase (DPSK) a 40 Gb/s devida a XPM com sinais de chaveamento por desvio de amplitude herdados de sistemas anteriores é também analisada. Uma análise bomba-sonda mostra que a degradação do sinal resulta da modulação de intensidade induzida por XPM. Este resultado permite a derivação de um modelo para estimar a probabilidade de erro dos sinais DPSK degradados por XPM. Finalmente, é apresentada uma abordagem analítica baseada em pequenas perturbações para o estudo de não linearidades intra-canal em fibra óptica em sinais com razão de extinção finita. Este estudo permite a identificação de duas novas formas de degradação tomando a forma de impulsos entre diferentes símbolos e fluctuações temporais e de amplitude.
This work presents three main studies regarding the development and application of advanced optical monitoring systems based on the analysis of asynchronous amplitude histograms, the wavelength conversion of ultra-high bit-rate signals, and the impact of fiber nonlinearities in systems employing advanced transmission techniques. It is shown that asynchronous amplitude histograms may be numerically compared with reference histograms to extract information regarding quality and the noise degrading the signal under analysis. The proposed method is validated through numerical simulation and experiment. An analytical model to compute the frequency limitations of cross-phase modulation (XPM) in all-optical fiber wavelength converters is proposed and validated using numerical simulation at modulation frequencies exceeding 1 THz. The proposed model allows deriving engineering rules for the dimensioning of wavelength converters using nonlinear optical loop mirrors. A novel filter design to optimize the conversion of XPM-induced phase modulation in intensity modulation is proposed and validated using numerical simulation. Numerical simulation is used to evaluate the impact of fiber nonlinearities in the transmission of 10 Gb/s single sideband signals in links using concentrated electrical or optical dispersion compensation. It is shown that, intra-channel fiber nonlinearities severely degrade the performance. The degradation of 40 Gb/s differential phase-shift-keying (DPSK) signals due to XPM with legacy amplitude-shift keying signals is also analyzed. Pump-probe analysis show that the signal degradation results from XPM-induced intensity modulation. This allows deriving and validating a novel analytical model to estimate the bit-error probability of the XPM-degraded DPSK signals. Finally, an analytical smallperturbations approach to the study of intra-channel fiber nonlinearities in signals with finite extinction ratio is presented. It allows the identification of two new forms of degradation taking the form of impulses between symbols and amplitude and temporal jitter.

Os elementos ópticos difrativos representam um mercado em franco crescimento, da ordem de bilhões de dólares. Seu uso ostensivo está nos microeletrônicos, sistemas de iluminação, telecomunicações, equipamentos de segurança e outros. Por isso, esta tese teve como objetivo realizar investigação pública profunda no assunto. Insertos de cobre eletrolítico foram usados por proporcionar excelente acabamento superficial quando usinados com ferramenta de diamante monocristalino obtendo valores de Ra = 10,2 nm, Rq = 13,56 e Rt = 363,06 µm e para o aço inoxidável polido os resultados foram de Ra = 7,02 nm, Rq = 9,05 nm e Rt = 225,19 nm. As réplicas foram construídas em PMMA - DH ECL P com transmitância da luz avaliada em aproximadamente 90% em todo o espectro visível e infravermelho. Foram produzidos sete tipos de microelementos ópticos difrativos, baseados na geometria de Fresnel e nos arranjos de microlentes esféricas. Foi necessário desenvolver o código computacional denominado LF2010 para auxiliar a construção do projeto das microlentes anesféricas de Fresnel e calcular sua modulação de fase. Quatro processos determinísticos na fabricação dos µEODs foram usados: torneamento de ultraprecisão com ferramenta de diamante, microforjamento, microfresamento e a combinação dos dois últimos. O método estocástico de polimento foi usado para gerar acabamento óptico e compará-lo ao torneamento com SPDT. As análises metrológicas qualitativas e dimensionais foram conduzidas com o uso do MEV e da perfilometria óptica. No torneamento de ultraprecisão com ferramenta de diamante foi comprovada a presença do fenômeno conhecido como \"stick slip\" nos degraus da zona de Fresnel, corrigidos alterando-se o projeto. Para os arranjos de empacotamento completo os valores da rugosidade foram mais elevados em função da interatividade das lentes adjacentes do conjunto com \'fi\' = 100%, chegando até mesmo a causar microfraturas na estrutura das microlentes. Após sucessivos processos de calibragem, foram manufaturadas as réplicas pelas técnicas de termomoldagem e moldagem por injeção. Os resultados de replicação das microlentes mostraram que a razão de aspecto e a relação superfície/volume influenciaram significativamente na fidelidade de replicação das microlentes, sendo constatado que as lentes de Fresnel com altura variável possuem maior volume em relação às de altura constante e, consequentemente, melhor fidelidade na replicação. Na termomoldagem, as variações nas dimensões das cristas foram de nanômetros e a fidelidade no processo foi de aproximadamente 100% para todas as zonas de Fresnel. Nesta técnica, porém, os tempos de ciclos são até 40 vezes maiores que os da moldagem por injeção. As investigações paraxiais de FTM para a microlente de Fresnel com altura variável convexa foram de 85,2 % para 25 lp/mm, 67,5% para 50 lp/mm e 71,2% para 75 lp/mm. A simulação por elementos finitos foi usada para auxiliar nos estudos conferindo a sensibilidade do método de cálculo numérico do simulador nas escalas macroscópicas e microscópicas. No final, investigado o desgaste da aresta de corte da ferramenta, verificou-se o desgaste de flanco e a formação da APC, constituída de partículas do cavaco de cobre com formação lamelar. Conclui-se que é possível reproduzir diversos tipos de µEODs com métodos de produção em massa da moldagem por injeção tomando-se cuidado com as variáveis do processo, geometria da peça e propriedades físicas e químicas do material a ser replicado.
Diffractive optical elements represent a fast growing market, in order of billions dollars. Its use is employed in microelectronics, illumination systems, telecommunications, security devices, and others. For this reason, this thesis aimed to make depth public research in the subject. Electrolytic copper inserts were used for providing excellent surface finish when machined with monocrystalline diamond tool getting values of Ra = 10,2 nm, Rq = 13,56 e Rt = 363,06 µm, for the polished stainless steel the results were Ra = 7,02 nm, Rq = 9,05 nm e Rt = 225,19 nm. The replicas were built in PMMA - DH ECL P with light transmittance approximately 90% for visible and infrared spectrum. Seven types of diffractive optical microelements were produced, based in Fresnel geometry and spherical microlens array. For this, it was necessary to develop the computer code called LF2010 to support the construction design of aspheric Fresnel microlenses and calculate its phase transformation function. Four deterministic manufacturing processes of µDOEs were used: ultraprecision diamond turning, microforging, micromilling and the combination of the two last. Stochastic method of polishing was used to obtain mirror surface roughness and compare to SPDT. The qualitative analysis and dimensional metrology were conducted using MEV and optical profiling system respectively. In ultraprecision diamond turning has proved the presence of the phenomenon known as stick slip on the steps of Fresnel zone that was corrected by changing the design. For complete packaging arrays the roughness values were higher due the interaction of adjacent lenses of set with \'fi\' = 100% have even cause microfractures in the structure of microlenses. After successive calibration procedures in the manufacture of copper inserts, replicas were fabricated by techniques of hot emboss and injection molding. The results of microlenses replication showed that the aspect ratio and surface/volume ratio affected the fidelity replication of microlenses, and had been noted that the Fresnel lenses with variable height have higher volume in relation to constant height and consequently better fidelity in replication. Hot emboss process show little variations in the dimensions of the crests, in order of few nanometers, resulting a fidelity approximately 100% for all zones of Fresnel, however the cycle\'s technique are up to 40 times higher than injection molding. The paraxial FTM analysis shows 85,2% for 25 lp/mm, 67,5% for 50 lp/mm and 71,2% for 75 lp/mm to convex Fresnel microlens with variable height. Finite element analysis was used to aid in the studies giving the sensitivity of numerical method adopted in terms of macroscale and microscale. In the end, the wear of edge cutting tool was investigated and found wear flank and formation of built up edge that was made up of chip particles of copper, witch were formed continuously with segmented structure lamellar. Hence, after numerous studies and analysis we can conclude that it is possible to construct µDOEs by means of mass production methods of injection molding taking care of process variables, part geometry and physical and chemical properties of material being replicated.

[ES] Las fibras ópticas son dispositivos muy utilizados en el campo de las telecomunicaciones desde su descubrimiento. En las últimas décadas, las fibras ópticas comenzaron a utilizarse como sensores fotónicos. Los primeros trabajos se centraron en la medición de unas dimensiones físicas en un punto específico. Posteriormente, surgió la posibilidad de medir las propiedades de la fibra óptica en diferentes puntos a lo largo de la fibra. Este tipo de sensores se definen como sensores distribuidos. Los componentes optoelectrónicos fueron desarrollados e investigados para telecomunicaciones. Los avances en las telecomunicaciones hicieron posible el desarrollo de sistemas de interrogación para sensores de fibra óptica, creciendo en paralelo con los avances de las telecomunicaciones. Se desarrollaron sistemas de interrogación de fibra óptica que permiten el uso de una única fibra óptica monomodo estándar como sensor que puede monitorear decenas de miles de puntos de detección al mismo tiempo. Los métodos que extraen la información de detección de la señal reflejada en la fibra óptica son los más empleados debido a la facilidad de acceso al sensor y la flexibilidad de estos sistemas. Los más estudiados son la reflectometría en dominios de tiempo y frecuencia. La reflectometría óptica en el dominio del tiempo (OTDR) fue la primera técnica utilizada para detectar la posición de los fallos en las redes de comunica-ción de fibra óptica. El OTDR sensible a la fase hizo posible detectar la elongación y la temperatura en una posición específica. Paralelamente, los gratings de Bragg (FBG) se convirtieron en los dispositivos más utilizados para implementar sensores en fibra óptica discretos. Se desarrollaron técnicas de multiplexación para realizar la detección en múltiples puntos utilizando FGBs. La reflectometría realizada interrogando arrays de FBG débiles demuestra que mejora el rendimiento del sistema en comparación al uso de una fibra monomodo. Los sistemas de interrogatorio actuales tienen algunos inconvenientes. Algunos de ellos son velocidad de interrogatorio limitada, grandes dimensiones y alto costo. En esta tesis doctoral se desarrollaron nuevos sistemas de interrogación y sensores de fibra óptica para superar algunos de estos inconvenientes. Los sensores de fibra óptica de plástico demuestran ser una plataforma innovadora para desarrollar nuevos sensores y sistemas de interrogación de bajo costo y fáciles de implementar para fibras de plástico comerciales. Se investigó la reflectometría en el dominio del tiempo y las técnicas fotónicas de microondas para la interrogación de una matriz de rejillas débiles que permitieron simplificar el sistema de interrogación para la detección de temperatura y vibración.
[CA] Les fibres òptiques són dispositius molt utilitzats en el camp de les telecomunica-cions des del seu descobriment. En les últimes dècades, les fibres òptiques van començar a utilitzar-se com a sensors fotònics. Els primers treballs es van centrar en el mesurament d'unes dimensions físiques en un punt específic. Posteriorment, va sorgir la possibilitat de mesurar les propietats de la fibra òptica en diferents punts al llarg de la fibra. Aquest tipus de sensors es defineixen com a sensors distribüits. Els components optoelectrònics van ser desenvolupats i investigats per a telecomunicacions. Els avanços en les telecomunicacions van fer possi-ble el desenvolupament de sistemes d'interrogació per a sensors de fibra òptica, creixent en paral·lel amb els avanços de les telecomunicacions. Es van desenvolupar sistemes d'interrogació de fibra òptica que permeten l'ús d'una única fibra òptica monomodo estàndard com a sensor que pot monitorar desenes de milers de punts de detecció al mateix temps. Els mètodes que extreuen la informació de detecció del senyal reflectit en la fibra òptica són els més utilitzats a causa de la facilitat d'accés al sensor i la flexibilitat d'aquests sistemes. Els més estudiats són la reflectometría en dominis de temps i freqüència. La reflectometría òptica en el domini del temps (OTDR) va ser la primera tècnica utilitzada per a detectar la posició de les fallades en les xarxes de comunicació de fibra òptica. El OTDR sensible a la fase va fer possible detectar l'elongació i la temperatura en una posició específica. Paral·lelament, els gratings de Bragg (FBG) es van convertir en els dispositius més utilitzats per a implementar sensors en fibra òptica discrets. Es van desenvolupar tècniques de multiplexació per a realitzar la detecció en múltiples punts utilitzant FGBs. La reflectometría realitzada interrogant arrays de FBG febles demostra que millora el rendiment del sistema en comparació a l'ús d'una fibra monomodo. Els sistemes d'interrogatori actuals tenen alguns inconvenients. Alguns d'ells són velocitat d'interrogatori limitada, voluminositat i alt cost. En aquesta tesi doctoral es van desenvolupar nous sistemes d'interrogació i sensors de fibra òptica per a superar alguns d'aquests inconvenients. Els sensors de fibra òptica de plàstic demostren ser una plataforma innovadora per a desenvolupar nous sensors i siste-mes d'interrogació de baix cost i fàcils d'implementar per a fibres de plàstic comercials. Es va investigar la reflectometría en el domini del temps i les tècniques fotòniques de microones per a la interrogació d'una matriu de reixetes febles que van permetre simplificar el sistema d'interrogació per a la detecció de temperatura i vibració.
[EN] Optical fibers are devices largely used in telecommunication field since their discovery. In the last decades, optical fibers started to be used as photonic sensors. The first works were focused on the measurement of physical dimensions to a specific point. Afterward, emerged the possibility to measure the optical fiber properties at different locations along the fiber. These kinds of sensors are defined as distributed sensors. The optoelectronic components were developed and investigated for telecommunications. The progress in telecommunication made possible the development of optical fiber sensors interrogation systems, growing in parallel with the advances of telecommunications. Optical fiber interrogation systems were developed to use a single standard monomode optical fiber as a sensor that can monitor tens of thousands of sensing points at the same time. The methods that extract the sensing information from the backscattered signal in the optical fiber are widely employed because of the easiness of access to the sensor element and the flexibility of these systems. The most studied are the reflectometry in time and frequency domains. The optical time domain reflectometry (OTDR) was the first technique used to detect the position of the failures in the optical fiber communication networks. Using phase sensitive OTDR it is possible to sense strain and temperature at a specific position. In parallel, fiber Bragg gratings (FBGs) became the most widely used devices to implement discrete optical fiber sensors. Multiplexing techniques were developed to perform multi points sensing using these gratings. The reflectometry performed interrogating weak FBGs arrays demonstrate to improve the performance of the system employing a single mode fiber. The interrogation systems nowadays have some drawbacks. Some of them are limited speed of interrogation, bulkiness, and high cost. New interrogation systems and optical fiber sensors were developed in this doctoral thesis to overcome some of these drawbacks. Plastic optical fiber sensors demonstrate to be an innovative platform to develop both new sensors and low cost, easy to implement interrogation systems for commercial plastic fibers. Reflectometry in time domain and microwave photonic techniques were investigated for the interrogation of weak gratings array allowed to simplify the interrogation system for the sensing of temperature and vibration.
I would like to greatly thank the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Program that funded the research described in this thesis under the Marie Sklodowska-Curie Action Grant Agreement 722509.
Sartiano, D. (2021). Design of optical fiber sensors and interrogation schemes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/161357
TESIS

Doutoramento em Engenharia Electrotécnica/Telecomunicações
Este trabalho investiga novas metodologias para as redes óticas de acesso de próxima geração (NG-OAN). O trabalho está dividido em quatro tópicos de investigação: projeto da rede, modelos numéricos para efeitos não lineares da fibra ótica, impacto dos efeitos não lineares da fibra ótica e otimização da rede. A rede ótica de acesso investigada nesse trabalho está projetado para suprir os requisitos de densidade de utilizadores e cobertura, isto é, suportar muitos utilizadores ( 1000) com altas velocidades de conexão dedicada ( 1 Gb/s) ocupando uma faixa estreita do espectro ( 25 nm) e comprimentos de fibra ótica até 100 km. Os cenários são baseados em redes óticas passivas com multiplexagem por divisão no comprimento de onda de alta densidade (UDWDM-PON) utilizando transmissores/receptores coerentes nos terminais da rede. A rede é avaliada para vários ritmos de transmissão usando formatos de modulação avançados, requisitos de largura de banda por utilizador e partilha de banda com tecnologias tradicionais de redes óticas passivas (PON). Modelos numéricos baseados em funções de transferência das séries de Volterra (VSTF) são demonstrados tanto para a análise dos efeitos não lineares da fibra ótica quanto para avaliação do desempenho total da rede. São apresentadas as faixas de potência e distância de transmissão nas quais as séries de Volterra apresentam resultados semelhantes ao modelo referência Split-Step Fourier (SSF) (validado experimentalmente) para o desempenho total da rede. Além disso, um algoritmo, que evita componentes espectrais com intensidade nulo, é proposto para realizar cálculos rápidos das séries. O modelo VSTF é estendido para identificar unicamente os efeitos não lineares da fibra ótica mais relevantes no cenário investigado: Self-Phase Modulation (SPM), Cross-Phase Modulation (XPM) e Four-Wave Mixing (FWM). Simulações numéricas são apresentadas para identificar o impacto isolado de cada efeito não linear da fibra ótica, SPM, XPM e FWM, no desempenho da rede com detecção coerente UDWDM-PON, transportando canais com modulação digital em fase (M-ária PSK) ou modulação digital em amplitude (M-ária QAM). A análise numérica é estendida para diferentes comprimentos de fibra ótica mono modo (SSMF), potência por canal e ritmo de transmissão por canal. Por conseguinte, expressões analíticas são extrapoladas para determinar a evolução do SPM, XPM e FWM em função da potência e distância de transmissão em cenários NG-OAN. O desempenho da rede é otimizada através da minimização parcial da interferência FWM (via espaçamento desigual dos canais), que nesse caso, é o efeito não linear da fibra ótica mais relevante. Direções para melhorias adicionas no desempenho da rede são apresentados para cenários em que o XPM é relevante, isto é, redes transportando formatos de modulação QAM. A solução, nesse caso, é baseada na utilização de técnicas de processamento digital do sinal.
This work investigates novel methodologies and models for Next-Generation Optical Access Networks (NG-OAN). The work is divided into four main topics of research: network design, numerical models for fiber nonlinear effects, impact of fiber nonlinear effects and network optimization. The used case optical access network is designed to cope with high user density over extended reach, i.e. support large number of users ( 1000) with high speed dedicated connections ( 1 Gb/s) in a narrow bandwidth ( 25 nm) distributed up to 100 km. The scenarios rely on Ultra-Dense Wavelength-Division Multiplexing Passive Optical Networks (UDWDM-PON) employing coherent transceivers in the network terminals. The network is evaluated for various transmission rates using advanced modulation formats, transmitters and receivers specifications, user bandwidth requirements and coexistence with legacy Passive Optical Network (PON) technologies. Numerical models based on Volterra Series Transfer Function (VSTF) are demonstrated for both the analysis of fiber nonlinear effects and evaluation of the overall network performance. It is presented the power and transmission ranges that Volterra series provides accurate results, compared to the reference model Split-Step Fourier (SSF) (experimentally validated), for the overall network performance. Moreover, an algorithm is proposed to provide fast numerical calculations of the series by avoiding zero intensity signal frequency components. The VSTF model is extended to identify the sole effect of the most relevant fiber nonlinearities in UDWDM-PON network scenarios: Self-Phase Modulation (SPM), Cross-Phase Modulation (XPM) and Four-Wave Mixing (FWM). Numerical simulations are performed to identify the impact of each nonlinear effect, SPM, XPM and FWM, on the performance of coherent UDWDMPON transporting either M-ary PSK (Phase-Shift Keying) or M-ary QAM (Quadrature Amplitude Modulation) modulated channels. The analysis is extended to different lengths of Standard Single-Mode Fibers (SSMF), power per channel and bit rate per channel. From that, analytic expressions are extrapolated to find the evolution of SPM, XPM and FWM with power and transmission distance for NG-AON scenarios. The performance of the network is optimized by mitigating some of the FWM crosstalk (unequally spaced channels), which in this case is the most relevant fiber nonlinear effect. The directions for further performance improvements are pointed out for scenarios in which XPM is enhanced, i.e. networks transporting QAM signaling. The solution in this case is based on digital signal processing techniques.

A espectroscopia fotoacústica é uma técnica muito utilizada na caracterização de materiais. Ela é baseada no efeito fotoacústico, que consiste na geração de som a partir da incidência de radiação eletromagnética intermitente numa amostra confinada numa pequena câmara fechada e preenchida com algum gás. O efeito fotoacústico depende de muitos parâmetros como a freqüência de modulação da radiação eletromagnética incidente e de parâmetros ópticos e térmicos do material em estudo. O modelo de Rosencwaig-Gersho (RG) tem sido empregado na estimativa de parâmetros ópticos e térmicos da amostra utilizando os casos especiais de opacidade e de comportamento térmico do material. Há o interesse em utilizar o modelo RG para a estimativa de dois ou mais parâmetros, simultaneamente. Houve algum sucesso com a aplicação do método inverso utilizando dados experimentais sintéticos, ou seja, utilizando dados gerados pelo modelo RG (método direto), aos quais adiciona-se ruído com o intuito de simular dados experimentais. O objetivo do presente trabalho é a utilização de dados experimentais reais nesta abordagem do método inverso. Para isso foi realizado um projeto de experimento onde se estudou a possibilidade de estimação simultânea de parâmetros a partir das condições gerais do experimento real. Neste projeto de experimento, o estudo dos coeficientes de sensibilidade modificados desempenha um papel central. Desta forma, foi elaborado um algoritmo para o projeto de experimento, onde é estudada a relação entre tais coeficientes e a estimação dos parâmetros feita pelo método inverso. Como exemplo, é apresentada a execução de um projeto de experimento simples, realizado qualitativamente, porém capaz de apontar para um experimento fotoacústico que fornecerá dados experimentais reais para estimativa de um determinado parâmetro físico da amostra. Com esses dados experimentais o problema inverso foi aplicado para a estimação da difusividade térmica da amostra. Por fim, uma discussão é feita com relação ao valor da difusividade térmica obtida pelo método inverso e com relação à abordagem do método inverso na espectroscopia fotoacústica.
Photoacoustic spectroscopy is a very effective technique for optical and thermal characterization of materials. This technique is based on photoacoustic effect. It occurs when a material sample placed inside a closed cell filled with any gas is illuminated with periodically interrupted light. This effect depends on many parameters as modulation frequency of the incident electromagnetic radiation and on optical and thermal properties of the material studied. The Rosencwaig-Gersho (RG) model has been used for parameter estimation where special cases of opaqueness and thermal behavior of the material are considered. One has interest in the use of the general RG model to estimate two or more parameters, simultaneously. In this way, the inverse problem approach has been applied with the direct problem modeled with the general RG model. However, synthetic experimental data has been used in such approach, e.g., noise is added on the data, obtained from direct problem, in order to simulate real experimental data. The main goal of this work is to use the real experimental data in the inverse problem approach. It was needed to carry out the sensitivity study of the parameters with respect to the overall experimental conditions. The modified sensitivity coefficients play an important role in such study. Therefore, an algorithm was built up to study the relationship between modified sensitivity coefficients for the successful inverse approach of parameter estimation. As an example, a simple and qualitative study of sensitivity of the parameters was done, using such algorithm. It pointed out the conditions of the real experimental arrangement in which experimental data were obtained to estimate a unique parameter of the sample. With these experimental data the inverse problem was applied for determining the thermal diffusivity of the sample. Finally, a discussion is presented on the value obtained for the thermal diffusivity by this approach and on the application of the inverse method on the photoacoustic spectroscopy.

Doctor en Ingeniería Eléctrica
The Atacama Large Millimeter Array (ALMA) is an international partnership of Europe, North America and East Asia in cooperation with the Republic of Chile. It consists of an array of 66 antennas designed to work as an interferometer in the millimetric and sub-millimetric range (from 30 to 950 GHz). It is located at 5000 meters altitude in the Chajnantor Plateau, north of Chile. It will start full scienti c operations by 2014 being the most important instrument for radio-astronomy in the world. Presently with 36 antennas, it is already delivering transformational science data, providing astronomers with unprecedented sensitivity and quality images of the "radio-universe" with a resolution comparable with the Huble telescope. The lowest spectroscopic band envisioned for ALMA, the so-called Band 1, covers the frequency range from 31 to 45 GHz. This band was not implemented during the rst construction phase of the telescope, but has been recently (2012) included for the second development phase of the project, including the indication of extending the frequency coverage up to 50 GHz. In the context of this thesis we have developed technological solutions to cover this band, especially focused on the development of low-noise ampli ers using High Electron Mobility transistors (HEMT). Among the most burdensome challenges of ALMA Band 1 are the stringent speci cations on noise temperature, the large required bandwidth, and the limited space available for this receiver within the ALMA cryostat. In this work we present an overview of the scienti c importance of Band 1, along with the technological solutions we have developed, including the design of key components, like the horn, lens, ortho-mode transducer, and low noise ampli ers. We also present an evaluation of third-party components which can be used in the receiver. The work is used to present a preliminary layout of the Band-1 receiver which was implemented and tested in order to be used as technological demonstrator for a fully operational receiver. El Atacama Large Millimeter Array (ALMA por sus siglas en inglés) es una asociación internacional entre Europa, América del Norte y Asia del Este en cooperación con la República de Chile. Consiste de un conjunto de 66 antenas diseñadas para funcionar como un interferómetro en el rango milimétrico y sub-milimétrico (de 30 a 950 GHz). Se encuentra ubicado a 5000 metros de altura sobre el nivel del mar en el Llano de Chajnantor, norte de Chile. Iniciará su completa operación científica en 2014 siendo el instrumento más importante para la radio-astronomía en el mundo. Actualmente, con 36 antenas, se encuentra en operación científica preliminar y a la fecha ha entregado importantes datos a la comunidad astronómica mundial. La banda espectroscópica más baja prevista para ALMA, conocida como Banda 1, cubre el rango de frecuencias desde 31 a 45 GHz. Esta banda no se construyó durante la primera fase de construcción del telescopio, pero ha sido recientemente (2012) incluida para la segunda etapa de desarrollo de ALMA, incluyendo la indicación de extender la cobertura de frecuencia hasta los 50 GHz. En el contexto de esta tesis se han desarrollado soluciones tecnológicas para esta banda de frecuencia, con especial énfasis en el desarrollo de amplificadores de bajo ruido. Entre los mayores desafíos de la Banda 1 de ALMA están las estrictas especificaciones de ruido, el ancho de banda requerido y el limitado espacio disponible para este receptor en el criostato ALMA. En este trabajo se presenta una visión general de la importancia científica de banda 1, junto con las soluciones tecnológicas que hemos desarrollado, incluyendo el diseño de los componentes clave, como la bocina, la lente, el transductor de polarización y los amplificadores de bajo ruido. También se presenta una evaluación de componentes comerciales que pueden ser utilizados en el receptor. El trabajo se utiliza para presentar un diseño preliminar de la banda1, receptor que fue construido y probado en nuestro laboratorio para ser utilizado como demostrador tecnológico.

Doctor en Ingeniería Eléctrica
El Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) es el observatorio astronómico más grande jamás construido. Se encuentra en el llano de Chajnantor, a una altura de 5.000 metros sobre el nivel del mar en el norte de Chile. Consiste en un conjunto de 66 antenas capaces de detectar fuentes de señal muy débil que nos llegan desde el espacio más profundo. El instrumento de detección en cada antena consiste en 10 receptores heterodinos de doble polarización y de muy alta sensibilidad que cubren la gama de frecuencia entre 30 a 950 GHz. En particular, el receptor de la Banda-1 está diseñado para cubrir la ventana espectral 31 45 GHz. Esta banda dará ayuda a los astrónomos a traer nueva luz en estudios de Anisotropías en el fondo de radiación cósmica, alta resolución del efecto Sunyaev-Zel ' dovich, detectar imágenes de gas de clúster a diferentes redshifts, estudios de lentes gravitacionales y monitoreo y mapeo del medio interestelar frío a intermedio y alto corrimiento al rojo. El objetivo de esta tesis consiste en diseñar y construir un completo sistema óptico para un receptor prototipo de radio astronomía que trabaje entre los 30 a 45 GHz y que cumpla con las especificaciones de la Banda 1 de ALMA. El sistema óptico incluye una lente, una bocina y un transductor Orthomodal de polarizaciones. Cada uno de estos componentes de microondas fueron diseñadas utilizando modelos teóricos existentes y que son bien conocidos, y luego fueron optimizados utilizando un software comercial numérico muy avanzado. Una vez que se encontró el modelo deseado, el dispositivo fue construido y caracterizado. Cada uno de los tres dispositivos que fueron desarrollados y luego construidos en nuestro laboratorio, presenta excelentes prestaciones y de buen acuerdo entre las mediciones experimentales y simulaciones. Además, una parte importante de esta tesis estuvo muy involucrada en el desarrollo y la construcción de una cámara anecoica de campo cercana que fue utilizada para medir los patrones de radiación de la bocina y también del sistema integrado por la bocina y la lente. Los logros más importantes de esta tesis fueron dos. (i) el desarrollo de un diseño de bocina de tipo spline-line muy compacta y que genera patrones de radiación de muy alta calidad. (ii) un separador de polarización ortogonal de señales que es muy compacto y compatible con un gran ancho de banda.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Nesta Tese são propostas diversas estratégias para projetar redes ópticas WDM de forma otimizada. As redes são consideradas com tráfego dinâmico e penalizadas pelas penalidades da camada física. As estratégias propostas lidam com os principais elementos que afetam a relação custo desempenho em uma rede óptica: o algoritmo de roteamento e atribuição de comprimentos de onda (RWA), a colocação de regeneradores (RP), a atribuição de regeneradores (RA), o projeto da topologia física da rede (PTD) e o dimensionamento dos dispositivos ópticos (DDO) que serão instalados na rede. Esses problemas são tratados tanto de forma separada quanto de forma integrada na Tese. Para o RWA, é proposta uma metodologia para se projetar algoritmos heurísticos de roteamento que têm como objetivo o aumento no desempenho da rede e que levam em conta as penalidades da camada física. Para a solução do RP são propostos algoritmos heurísticos e metaheurísticos para o projeto de redes ópticas translúcidas, considerando simultaneamente a otimização dos custos de capital (CapEx) e operacional (OpEx) e do desempenho da rede. O problema de PTD é tratado em conjunto com o DDO também de forma mutiobjetiva, considerando a otimização simultânea do CapEx e do desempenho (probabilidade de bloqueio). Um algoritmo multiobjetivo para realização da expansão de topologia (i.e. adição de novos enlaces a uma rede já existente) também é proposto. Além disso, são resolvidos conjuntamente os problemas de PTD, RP e RWA de forma mutiobjetiva considerando a otimização simultânea de CapEx e desempenho da rede. As otimizações das soluções são feitas utilizando as seguintes estratégias metaheuristicas propostas na área de inteligência computacional: Particle Swarm Optimization (PSO) e Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II)

O setor rodoviário no Brasil é o maior responsável pelo transporte de passageiros e de cargas. A indústria de veículos de carga tem realizado modificações nas características dos veículos e a tendência neste mercado é o aumento na capacidade de transporte, obtida com a fabricação de veículos com maiores dimensões, com um maior número de eixos, bem como a utilização de combinações de veículos de carga (CVCs). Estas alterações atendem uma exigência do mercado, que é o aumento da produtividade nos serviços de transporte. Para uma operação segura, entretanto, se faz necessário garantir a compatibilidade entre os veículos e a malha rodoviária ofertada para absorver este tráfego. O objetivo principal deste trabalho é investigar as características e padrões dos veículos que trafegam nas rodovias brasileiras, visando à proposição de parâmetros de projeto geométrico compatíveis, contemplando os aspectos da interação dos veículos e da via, com ênfase para os veículos de grande porte, e em particular os veículos do tipo CVC. São propostos ajustes nos padrões técnicos estabelecidos pelo DNER, atual DNIT, de forma a adequar a geometria das rodovias às características e restrições dos veículos em operação. Foi realizado ainda um estudo de caso para um conjunto de trechos de rodovias no Estado de São Paulo e no Estado do Ceará, com características técnicas diferentes, onde trafegam CVCs de diversas configurações com restrições, permitindo que sejam identificados os ajustes necessários na geometria para adequação ao tráfego, bem como orientar a concepção de outros projetos.
In Brazil the majority of passenger and goods transportation is carried out by the highway transportation system. Vehicle industry does a continuous job of designing new models in order to increase capacities, producing bigger vehicles, with more axles, as well as long combination vehicles (LCVs). These modifications aim to attend a market demand that is looking for better productivity figures for transportations services. However, to assure a good level of safety in the operation of these vehicles, it is necessary a guarantee of compatibility of them with the roads where they will circulate. The main objective of this thesis is the research of the characteristics and standards of vehicles traveling on brazilian roads, in order to analyze design parameters, considering the interaction between vehicles and roads. The problem of the flow of large vehicles, in particular LCVs, is emphasized. Adjustments on the design standards, established by the DNER (presently named DNIT), are proposed with the intention of adequate the road geometry to the vehicles characteristics and restrictions. A case study was carried out for a set of highway segments of the states of São Paulo and Ceará. These segments present different technical characteristics and are traversed, with some restrictions, by different types of LCVs. This study allows not only the identification of necessary adjustment on the road geometry to hold up the existing traffic flow, but also the design of new projects standards.

Este ebook muestra la necesidad de convertir la gestión de diseño en una práctica que se pueda incorporar en el día a día de las organizaciones; para esto, se apoya en ejemplos empresariales de diversos lugares, los cuales han tenido que abordar el ejercicio del diseño desde diferentes ópticas, para así poder configurar ofertas innovadoras. Esta publicación que abarca a lo largo de sus capítulos temas relacionados con el ambiente requerido para el ejercicio del diseño, la necesidad de comprenderlo desde una perspectiva estratégica y la importancia de visualizar el entorno y el mercado desde la óptica de la búsqueda de oportunidades.

Los conocimientos científicos y tecnológicos se encuentran en un constante estado de cambio. En un esfuerzo por comprender diferentes fenómenos relacionados a la salud y la educación miles de profesionales en el mundo trabajan de manera interdisciplinar y transdisciplinar con el único objetivo de contribuir a la sociedad con la búsqueda de la verdad o la solución de problemas. En la actualidad están apareciendo temas trascendentales y decisivos en la vida del ser humano a tal punto de ser considerados como piedra de toque de nuestra existencia como especie. Esta realidad abruma de interrogantes tanto al profesional experto como al estudiante. En este caso en particular muchas de las “grandes preguntas” que interesan a la humanidad han sido respondidas utilizando una metodología pertinente por este distinguido colectivo de autores. El objetivo de este texto radica en la comprensión de estrategias no medicamentosas desde una óptica novedosa y contemporánea. Con este fin se reseñan una serie de teorías, definiciones y conceptos relacionados a la salud y la educación. Queremos precisar sus contenidos temáticos como la música como factor socioemocional sobre el desenvolvimiento neurocognitivo, la terapia asistida por animales, el arte como recurso expresivo – terapéutico, las alternativas no medicamentosas para el manejo del miedo y la ansiedad, la gráfica cómica como tecnología preventiva e terapéutica anti obesidad, la intervención no medicamentosa para el tratamiento del asma, el autocuidado de las plantas nativas, el arte como recurso expresivo-terapéutico y sus interfaces con las prácticas Integrativas y complementarias, la alimentación y el ayurveda, la mini guía de prácticas profesionales inclusivas para personas que viven con obesidad, por último y no menos importante el ejercicio terapéutico como analgésico. Después de haber revisado el libro exhaustivamente se pone en relieve tres aspectos fundamentales. Primero; la amplia gama de estrategias no medicamentosas de carácter bioenergético, segundo; la rigurosidad metodológica (método, resultados y conclusiones) utilizando como base la información actualizada y tercero; una notable profundidad en el estado del arte. Por todo lo expuesto, solo queda felicitar y abrazar la esperanza de un futuro mejor que persiguen los autores a través de esta publicación y por su puesto recomendar este libro a estudiantes y profesionales que desean profundizar sus conocimientos en esta área.

Los propósitos del presente artículo están dirigidos a compartir los resultados de la investigación que llevo a cabo el grupo los Acacios, sobre el nivel de competitividad del subsector hotelero del municipio de Girardot y aportar la herramienta metodológica empleada como insumo para posteriores desarrollos. El soporte teórico de la investigación la compone esencialmente la teoría de competitividad como paradigma contemporáneo, entendida como el resultado evolutivo de la teoría de la libre competencia expuesta por los clásicos de la economía en respuesta a las prácticas monopólicas ejercidas en el sistema feudal europeo, pasando por la teoría de la ventaja absoluta de Smith,(1999) la teoría de la ventaja comparativa de Ramírez y De Aguas, (2015), el Darwinismo empresarial, la teoría de la destrucción creativa de Schumpeter (1939) y finalmente la teoría de ventaja competitiva de Porter.(2011) La investigación realizada demuestra que ninguno de los 7 factores analizados se aproxima al 50% de competitividad, cifra muy distante del óptimo requerido lo que supone grandes retos para el subsector quienes deben repensar el modelo de negocios si desean mantenerse en el mercado cada vez más diverso y exigente. En el estudio participaron directivos de 28 hoteles del municipio, quienes respondieron una encuesta elaborada con la asesoría de expertos del sector, siguiendo lineamientos de la escala Likert. Asimismo, las funciones de mercadeo son deficientes y poco apreciadas por la gerencia de las empresas, con series inconvenientes al momento de la planificación empresarial en el largo plazo.

Abstract: From technical solution, the roof-garden became a key spatial theme within Le Corbusier’s work and creativity, evolving to become a fundamental component of his vision for the contemporary city. The roof garden is an open space in which to cultivate both the mind and body, and to experience a direct relationship with nature; through plants, the sky, and the sun, the urban and the natural world are combined together in the surroundings. This article follows the principal steps of Le Corbusier’s research, starting with his initial experimentation in his own apartment studio in rue Nungesser-et-Coli, through to the complex development at the Unité. It follows how the roof garden becomes an optical device toward the horizon and a strong evocative instrument. The relationship with the nature and the horizon are the key of readings of several selected design projects which demonstrate at the same time the continuity of the research and the richness of the variations on the theme itself. The roof garden is one of the most fertile topics of Le Corbusier’s legacy, evident in contemporary architectural developments. Resumen: A partir de una solución técnica, el roof-garden se convierte en el tema central del trabajo y de la poética de Le Corbusier, evolucionando para convertirse en un componente fundamental de su visión de la ciudad contemporánea. El roofgarden es un espacio abierto en el que el hombre puede cultivar la mente y el cuerpo, donde se puede experimentar una relación directa con la naturaleza -la vegetación, a través de las plantas, el cielo, el sol, el urbano -y el mundo natural se combinan juntos en los alrededores. Este texto sigue los pasos principales de la investigación de Le Corbusier , partiendo de las experimentaciones iniciales -en su apartamento-estudio en la rue Nungesser-et-Coli- hasta el complejo desarrollado en la Unité. El texto sigue como el roof garden se convierte en un dispositivo óptico hacia el horizonte y en un gran instrumento evocativo. La relación con la naturaleza y el horizonte son las claves de lectura de varios proyectos seleccionados que muestran a la vez la continuidad de la investigación y la riqueza de las variaciones sobre el tema. El roof garden es uno de los temas más vivos del legado de Le Corbusier, también de gran importancia hoy en la arquitectura contemporánea. Keywords: Roof-garden; Nature; View; Horizon; Landscape. Palabras clave: Roof-garden; Naturaleza; Vista; Horizonte; Paisaje. DOI: http://dx.doi.org/10.4995/LC2015.2015.960

The study of the properties of nonlinear optics (ONL) has been highlighted as a line of research of great importance for the nanotechnology, and the magnitude of the first hyperpolarizability (ꞵ) is strongly related to properties of interest for this area. Molecular modeling has shown a useful tool to assist in the design of materials with ONL applications. Thus, we have calculated using computational chemistry methods (DFT - through the functionals B3LYP and CAM-B3LYP - and MP2) electrical properties, such as the first hyperpolarisability (ꞵ), as well as evaluating the inclusion of the solvent effect, in an attempt to determine a suitable methodology for reproducing the values obtained experimentally, which may assist in the design of new compounds with improved properties. The set of molecules evaluated comprised small aromatic compounds that contain acceptor groups (of the cyanovinyl type) and electron donors, which were previously investigated experimentally in solution (DMSO solvent) by Singer et al. (K. D. Singer, J. E. Sohn, L. A. King, H. M. Gordon, H. E. Katz, C. W. Dirk, J. Opt. Soc. Am. B 6, 1339, 1989). The DFT functional CAM-B3LYP performed well in relation to the method with the highest computational demand MP2. The inclusion of the solvent effect (SMD method) was important to obtain results comparable to the experimental results.