Study of modal coupling in tapered optical fibers

LUIS ALEJANDRO HERRERA PIAD (2019, [Tesis de doctorado])

La comunicación por fibra óptica es una forma de transmitir información mediante el envío de pulsos de luz a través de una fibra óptica. Desarrollados por primera vez en la década de los 70s, los sistemas de comunicación de fibra óptica han revolucionado la industria debido a sus ventajas sobre la transmisión eléctrica. Las tecnologías de telecomunicaciones y láseres se han relacionado recientemente con fibras de pocos modos, de área modal grande y multimodo. Más específicamente, se han propuesto linternas fotónicas, combinadores de fuentes y fibras multimodo para láseres de alta potencia y comunicaciones. Otro dispositivo que se usa frecuentemente en los láseres, sensores y otras sistemas de comunicaciones es la fibra óptica cónica o estrechada. Fue necesario maximizar la potencia óptica recolectada en una guía de onda desde el campo de difracción de un láser semiconductor; por lo tanto, la técnica de mapeo permitió la remodelación del campo capturado en el modo fundamental de la guía de onda de salida. Además, los sensores de fibra estrechada son capaces de medir diversas variables como índice de refracción, tensión, campo magnético, temperatura y señales acústicas. En comparación con las estructuras de fibra convencionales, las fibras ópticas estrechadas pueden proporcionar una serie de características útiles como un gran campo evanescente, capacidad de confinamiento, diámetro a pequeña escala y generación de supercontinuo, entre muchas otras. En este trabajo se propone una investigación sobre la interacción modal en fibras ópticas estrechadas para observar este dispositivo bajo diversos cambios físicos con el objetivo de proponer la geometría óptima que se implementará en las aplicaciones de detección y láseres de nuestro laboratorio.

CIS- Doctorado en Ingeniería Eléctrica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA Fibra óptica Óptica Física Tapered optical fibers Modal coupling

MÉTODOS ÓPTICOS PARA LA DETECCIÓN DEL FENÓMENO FOTOACÚSTICO Y SU APLICACIÓN EN LA RECONSTRUCCIÓN DE IMÁGENES

Yanier Ojeda (2023, [Tesis de doctorado])

"El efecto fotoacústico es un fenómeno físico aplicado en la imagenología biomédica. Desarrollar métodos innovadores para la detección de señales ultrasónicas inducidas mediante la absorción de pulsos láser es determinante para ampliar el rango de operación de las pruebas fotoacústicas. En este trabajo, motivados por su sensibilidad y ancho de banda, se exploraron un conjunto de métodos ópticos para la detección de ultrasonido. Se evaluó un método de campo completo basado en un sistema Schlieren que permitió capturar una instantánea del campo de presiones que se propagó desde la muestra hacia el medio circundante."

Fotoacústica Schlieren Ultrasonido Tomografía Imágenes Óptica CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA OPTICA FÍSICA OPTICA FÍSICA

Low thermal conductivity solar domestic water heater

MIGUEL ANGEL PORTA GANDARA JOSE LUIS FERNANDEZ ZAYAS JUAN FRANCISCO VILLA MEDINA NORBERTO CHARGOY DEL VALLE (2022, [Artículo])

"Solar domestic water heaters (SWH) with thermosyphon circulation are the most common commercial applications of solar energy in Mexico. They are also becoming popular in the rest of the world, given their simplicity, good economic returns, and sustainability. Traditionally the solar collector, the piping, and the storage tank are built of copper and steel. However, wáter quality in many parts of the Mexican Northwest has high mineral contents and, when heated, results in early metal pitting corrosion of SWH parts. Short-lived water heaters are bad promoters of the technology. In this work, a SWH thermoplastic Chlorinated Polyvinyl Chloride (CPVC) is built and tested under real operating conditions in La Paz, BCS, Mexico. The optimal design is detected with the aid of a suitable numerical model. Results reveal that a full SWH-CPVC can be technically and economically convenient for the weather conditions of the Northwestern states of Mexico."

Low thermal conductivity solar water heater CPVC solar water heater Solar water heater cooper pitting corrosion Thermosiphon circulation INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA DISPOSITIVOS TERMOELÉCTRICOS DISPOSITIVOS TERMOELÉCTRICOS

Synthesis of Ferroelectric and Multiferroics Thin films of BiMnO3/ SrTiO3 and Structural, Piezoelectric, Magnetic, Optical, and Mechanical Properties Characterization

Glory Valentine Umoh (2022, [Tesis de doctorado])

Multiferroic characteristics of BiMnO3 thin films offer great prospects to explore, either

in terms of ferroelectricity, ferromagnetism, or ferroelasticity. Ferroelectric and

ferromagnetic materials can be used in data storage due to their electrical and magnetic

properties. Ferroelastic can find its application in microelectromechanical systems

devices. This dissertation focused on the synthesis, characterization, and improvement of

the multiferroic properties of polycrystalline BiMnO3 thin films as well as the elaboration

influence of Cu on the magnetism of BiMnO3 thin films. BiMnO3 films were grown on

three different substrates, Si (001), Pt-buffered Si (001), Nb-doped SrTiO3 (100), and also

doped with different amounts of Cu. The films were characterized using techniques such

as X-Ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), HRTEM

observations, by energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), atomic force microscopy

(AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Raman spectroscopy, Visible-near-IR

spectroscopy (Vis-NIR), electron energy loss spectrometer (EELS), nanoindenter,

superconductor quantum interference device (SQUID) magnetometer, and finally, the

polarization-electric field (P-E) hysteresis loops of the BiMnO3 thin films were conducted

at 200 and 300 K. There are several studies on the growth of thin films, however, they are

not clear and in some cases contradictory, therefore, different parameters were controlled

during the deposition in terms of working pressure, RF power, substrate, deposition

10

temperature, and target to substrate distance. After deposition ex-situ thermal treatment

was carried out in order to compensate for the volatility of bismuth and also to eliminate

secondary phase.

Kramer’s–Krӧnig analysis was used to determine bandgap, via a polynomial fit in the

energy loss function (ELF) plot with an Eg = 1.63 eV, complex dielectric function, and

static dielectric constant, ε* = 4.68 of the grown BiMnO3 thin films. The reflection

coefficient Ґl of the BiMnO3 thin films was used to elucidate the reflection loss in the

BiMnO3 thin films. XPS analysis revealed the existence of Mn charge transition of 3+

and 4+ states. Resistivity result describes BIMnO3 as a semiconductor. The

nanomechanical characterization demonstrated that the region of penetration depth was

below 10% of BiMnO3 film thickness. Young's modulus (E), hardness (H), and Stiffness

(S) were measured to be 142 ± 3 GPa, 8 ± 0.2 GPa, and 44072 ± 45 N/m respec

SÍNTESIS DE MATERIALES Materiales Multiferroicos CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS OTRAS OTRAS

IMPLEMENTATION OF A PHOTON PAIRS SPECTRAL CHARACTERIZATION SYSTEM

Oscar Alejandro Ramírez Espinosa (2023, [Tesis de maestría])

"Implementación de un sistema de caracterización espectral, para procesos de generación de pares de fotones. En el se caracterizan los procesos de Four Wave Mixing contra-polarizado y contra-propagante. Junto con las caracteristicas del sistema."

Four-wave mixing Correlaciones Fibras ópticas Contra-propagante INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS

Mapas de densidad electrónica y cálculos de esféricos armónicos microestructurales en cerámicos de BaTiO3 obtenidos por spark plasma sintering

JESUS SALVADOR URIBE CHAVIRA (2023, [Tesis de doctorado])

Se realizaron moliendas de alta energía sobre polvos comerciales de BaTiO3 con una inicial coexistencia de fases ferroeléctricas (tetragonal, ortorrómbica y romboédrica). En los polvos sometidos al proceso de molienda, por medio de la microscopía electrónica de barrido y transmisión, se estudiaron los cambios en la composición química de los polvos por espectroscopía de rayos X de energía dispersiva, así como el estudio de la morfología de las partículas. A partir del patrón de difracción de rayos X, se realizó el refinamiento Rietveld para el estudio de los cambios estructurales y microestructurales producidos por la molienda como lo son: la densidad electrónica por el método de máxima entropía, la proporción de fases, cambios en los parámetros de red, variaciones en las coordenadas fraccionales de los átomos, el tamaño y forma promedio de cristalita y microtensiones por el método de esféricos armónicos manejado en la función Thompson-Cox-Hastings-pseudo-Voigt.

En los polvos se observó que no hubo un cambio sustancial en la composición química y que el tamaño de partícula se redujo. De igual manera, la fase tetragonal comenzó a predominar por encima de la fase ortorrómbica hasta alcanzar una proporción de fases de 9:1, los parámetros de red de ambas fases se incrementaron gradualmente, así como las microtensiones lo que indico que el tamaño de cristal se redujo y tendió a tomar una forma esférica. El incremento en los parámetros de red (variación de las coordenadas fraccionales atómicas) dio como resultado una disminución gradual de la densidad electrónica para todos los átomos. Los cambios antes mencionados sucedieron en función al tiempo de molienda.

Partiendo del polvo con 4 horas de molienda se sinterizaron pastillas por la técnica de sinterización asistida por plasma con una rampa de calentamiento de 100°C/min hasta una temperatura máxima de 1100°C con un esfuerzo axial aplicado durante todo el proceso de sinterización de 50 MPa y un vacío ≈ 2x100 Pa. La variable que se manipuló fueron los tiempos que se mantuvo la sinterización a temperatura máxima, los cuales, consistieron en 1, 3, 5 y 7 minutos. Una vez transcurrido el tiempo a temperatura máxima, se retiró de inmediato el esfuerzo axial y se apagó el suministro de energía. Las pastillas fueron sometidas a dos tratamientos térmicos: el primero de 1000°C durante 16 horas para la extracción del grafito difundido en el proceso de sinterización y el segundo de 1200°C durante 4 horas para inducir el cr

Densidad Electrónica Microestructuras BaTiO3 CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA QUÍMICA FÍSICA OTRAS OTRAS

OPTICAL PROPERTIES OF BLUE PHOSPHORENE CONSIDERING MANY-BODY EFFECTS

Juan Jose Nava (2023, [Tesis de maestría])

"The electronic band structure of blue phosphorene was obtained by using Density Functional Theory within the Generalized Gradient Approximation. It is observed, based on its band structure, that blue phosphorene shows a semiconducting nature, with an indirect band gap. The energy corrections to the bands were calculated in a specific set of k points within the irreducible Brillouin zone by employing the GW approximation and the complete quasiparticle band structure was determined by using maximally-localized Wannier functions. The excitonic spectrum is obtained and compared with both the independent-particle and GW optical response."

DFT Primeros principios BSE GW Función dieléctrica CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA ÓPTICA

EFFICIENT FLUORESCENT AND PHOSPHORESCENT OLEDs BY SPIN COATING TECHNIQUE AND A NEW ANODE BASED ON CONDUCTIVE PEDOT:PSS

Luis Abraham Lozano Hernández (2020, [Tesis de doctorado])

"Fluorescent and phosphorescent Organic Light Emitting Diode (OLED) devices were fabricated by solution process and optimized. From their basic characterization (J-V-L curves, electroluminescence spectra) external quantum efficiency (EQE) was calculated. Two small molecule, carbazole derivatives (CZ-1 and CZ-2), previously reported and used for OLEDs showed very good luminances (~ 4000 cd/m2) and current densities (< 200 mA/cm2) resulting in a high EQE (9.5 %). Likewise, fluorescent OLEDs based in the new polymer PF-2F presented an acceptable performance even on a simple architecture with a good EQE (2.6 %), photoluminescence quantum yield (PLQY) about 1 and excellent properties of processability. The influence of its CF3 group in the optical, chemical, electronic and mechanical properties in OLEDs was determined.

Also, a new family of three fluorescent oligomers (BT-F32, BT-F42 and BT-F52) with excellent properties in solution, high PLQY (~1) and highly luminescent, were used in simple and multilayer OLEDs achieving a very high luminance (29 499 cd/m2). These oligomers have different chain lengths, which influence the device luminance, efficiency and their lifetime. Lifetime was monitored and the stretched exponential decay (SED) model was used in order to obtain the device half-life (LT50). Also, phosphorescent devices, based on a host/guest system (PVK:Ir(ppy)3), were prepared, the influence of the electron transport layer (ETL) into the electron/hole ratio was analyzed.

By using a new proposed method, a PEDOT:PSS anode was developed and applied in rigid and flexible substrates, with low sheet resistance (40 Ω/□) and acceptable transmittance (> 85%). This new proposed method consists in volume evaporation, in which basically the loss of water induces closeness among the conductive fractions of PEDOT. This PEDOT:PSS anode easy of fabricating following an economical procedure could be applied not just in OLEDs but in other optoelectronic devices such as organic photovoltaic cells (OPVs), perovskite solar cells (PeSCs), etc."

OLEDs Fluorescence Phosphorescence PEDOT:PSS Polymer Anode INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

GENERATION OF LG VECTOR MODES WITH ULTRAHIGH STABILITY BASED ON COMPLEX AMPLITUDE MODULATION IN AN ON-AXIS CONFIGURATION

Gloria Elizabth Rodríguez García (2023, [Tesis de maestría])

"This thesis presents a novel technique for generating vector beams using complex amplitude modulation (CAM) in an on-axis configuration. The holograms used to generate the beams were created using the Mathlab software and displayed on a reflective spatial light modulator (SLM). The main goal of this research was to address both the purity and stability of the beams during generation and propagation, introducing a quantitative approach to assess their stability. As a proof-of-concept, Laguerre-Gaussian vector beams have been generated and characterized using Stokes polarimetry with the proposed experimental set up."

Structured light Laguerre-Gauss vector beams Stokes polarimetry Beam generation Spatial light modulators CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA OPTICA FÍSICA OPTICA FÍSICA

Estudios de la reflectancia especular y difusa en el esparcimiento de luz por superficies aleatorias metálicas rugosas

Study of the specular and diffuse reflectance in the scattering of light from random rough metallic surfaces

Alma Georgina Navarrete Alcalá (2003, [Tesis de doctorado])

En este trabajo de tesis se presentan resultados experimentales de la reflectividad y de la distribución angular de la parte incoherente del coeficiente diferencial de reflexión en el esparcimiento de luz por superficies rugosas aleatorias uni y bidimensionales. Las mediciones fueron hechas para las polarizaciones s y p. Las muestras fueron fabricadas en fotorresina y metalizadas con oro. Los perfiles de las superficies constituyen una buena aproximación a procesos aleatorios gaussianos con funciones de correlación gaussianas. Para incluir casos en los que el detalle lateral de la rugosidad de la superficie es menor o comparable a la longitud de onda de la luz, las mediciones fueron hechas en el infrarrojo a las longitudes de onda 5.5 y 10.6 um. Asimismo, se utilizaron superficies rugosas con desviaciones estándar de alturas de una pequeña fracción de la longitud de onda. La parte coherente del coeficiente diferencial de reflexión (reflectividad) es comparada con resultados de tres teorías perturbativas (de amplitudes pequeñas, de fase y de autoenergía) y con resultados basados en la aproximación de Kirchhoff. Además, para las superficies unidimensionales se hace también la comparación con similitudes numéricas rigurosas del problema. Para la parte incoherente se hace la comparación de los resultados experimentales con resultados basados en la aproximación de Kirchhoff y con las teorías perturbativas de amplitudes pequeñas y de fase. Al igual que para la parte coherente, para las superficies unidimensaionales se hace la comparación con simulaciones numéricas rigurosas del problema.

Luz - Esparcimiento, Polarización CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA OPTICA FÍSICA OPTICA FÍSICA