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Propriedades mecânicas e comportamento a emissões de voláteis de compósitos de polipropileno/fibras curtas de sílica; Mechanical properties and volatile emission behavior of short silica fibers/polypropylene composites

PIZZITOLA, Ivani C. dos P.; MACHADO, Mariana M.; WIEBECK, Hélio
Fonte: Associação Brasileira de Polímeros Publicador: Associação Brasileira de Polímeros
Tipo: Artigo de Revista Científica
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607.6147%
A proteção à saúde humana constitui um dos princípios estabelecidos pelas indústrias automotivas visando ao desenvolvimento e à produção sustentáveis de seus modelos. Desafios residem na redução nos níveis de emissões não só de combustíveis, mas também dos voláteis presentes no interior dos automóveis. A incorporação de fibras curtas de sílica natural amorfa em compósitos de polipropileno foi investigada como uma proposta de desenvolvimento de novos materiais, os quais permitam a redução de peso do veículo e consequente economia de combustível, além de atenderem aos níveis de emissões especificados para componentes internos. Com o objetivo de avaliar o efeito de reforço e a influência do conteúdo de compatibilizante na interface fibra-matriz, amostras com 0 e 20% em peso de fibra, bem como com variações do teor de PP-g-MAH (0, 1, 2 e 4% em peso), foram analisadas. Os resultados satisfatórios obtidos para as propriedades de tensão no escoamento, módulo de flexão, alongamento na ruptura, resistência ao impacto Charpy com entalhe e comportamento a emissões sugerem que a concentração ótima do compatibilizante é de 2%, acima da qual as alterações não foram significativas. Conclui-se que fibras curtas de sílica constituem uma alternativa potencial de reforço para materiais empregados em peças automotivas.; The protection to the human health is one of the most important principles guiding the automotive industries for a sustainable development and production of their cars. The challenges to be faced are not only in reducing fuel consumption but also in decreasing the emission from volatiles in the car interior. The incorporation of natural amorphous short silica fibers in polypropylene composites was investigated as a proposal for creating new materials...

Efeito da incorporação de fibras curtas de sílica amorfa em compósitos de polipropileno utilizados pela indústria automotiva nacional.; Effect of the incorporation of short amorphous silica fibers in polypropylene composites used by the national automotive industry.

Pizzitola, Ivani Caetano dos Passos
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 30/06/2011 PT
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714.7453%
A adição de fibras de sílica em compósitos de polipropileno (PP) foi investigada neste trabalho como uma proposta de desenvolvimento de novos materiais utilizados pela indústria automotiva, os quais permitam a redução de peso do veículo e a consequente economia de combustível. As fibras são leves, constituídas de sílica amorfa e tratadas com aminossilano para uma melhor interação com a matriz polimérica. Compósitos de PP homopolímero, bem como de compósitos de PP heterofásico modificados com o copolímero etileno e 1-octeno (POE), foram formulados utilizando-se 20% de fibras de sílica e com PP funcionalizado com anidrido maleico (PP-g-MAH) como compatibilizante. As amostras foram avaliadas quanto às propriedades mecânicas, térmicas, características morfológicas, anisotropia e quanto a requisitos específicos, como emissões de voláteis, odor e resistência a riscos. O compósito de PP homopolímero na presença de 2% de PP-g- MAH apresentou o melhor balanço de propriedades, porém com comprometimento quanto à tenacidade. A análise morfológica desta formulação indicou a presença de fibras descoladas, demonstrando que o tratamento das fibras com o aminossilano, não foi totalmente efetivo para a redução das tensões interfaciais. Os compósitos de PP heterofásico modificados com POE (5% em peso) e com fibras de sílica apresentaram boa dispersão...

Propriedades espectroscópicas de sílica contendo crômio

Martines, Marco Antonio Utrera
Fonte: Universidade Estadual Paulista (UNESP) Publicador: Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 184 f. : il.
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389.30023%
Pós-graduação em Química - IQ; Sílica contendo crômio faz parte de uma classe importante de materiais devido às aplicações como catalisador de polimerização e de oxidação, fibras ópticas, laseres e preparação de pigmentos. Este trabalho está dividido em duas partes. A primeira refere-se ao gel úmido e seco de sílica contendo crômio. Os géis foram preparados fazendo-se a mistura das soluções de silicato de sódio solúvel (vidrolíquido) e de soluções aquosas de nitrato de crômio em pH 4 ou 9 previamente ajustado, ou em 4 após a mistura das soluções. O gel foi caracterizado por espectroscopia eletrônica de absorção no ultravioleta -visível e por microscopia eletrônica de transmissão. A morfologia dos géis de sílica e de sílica contendo crômio é dependente do valor de pH e da ordem de mistura dos reagentes. Este efeito é atribuído às espécies poliméricas do crômio diferenciadas presentes na solução que controlam a forma da partícula. Partículas esféricas podem ser obtidas pelo colapso de microgel com alto grau de ligação cruzada. A outra parte do trabalho consiste na preparação de sílica contendo crômio por dois métodos: aquecimento convencional e banho de ultra-som nas temperaturas de 50 e 80oC. O gel obtido foi tratado por extrações com soluções ácidas...

Compositos elastomericos de fibras curtas de silica/silicona; Silica short fibers / silicone elastomeric composites

Viviane Pacheco e Silva
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 25/02/2005 PT
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413.1761%
Neste trabalho, avaliou-se o desempenho de fibras curtas de sílica, natural ou modificada com viniltrimetoxissilano, como cargas primárias ou secundárias em uma matriz elastomérica de poli(dimetilsiloxano), PDMS. Além disso, foram comparadas as propriedades dos compósitos contendo fibras curtas com aqueles contendo quartzo natural, o qual é usualmente empregado como carga com natureza predominante inerte e secundária em compósitos poliméricos. As fibras curtas de sílica empregadas são constituídas de sílica opalina biogênica, e são encontradas em algumas regiões do Brasil. A mistura dos componentes foi efetuada em um misturador de dois rolos, e a matriz de PDMS foi reticulada por reações radicalares induzidas por peróxido, através da técnica de moldagem por compressão. A caracterização das cargas foi efetuada por medidas de densidade e área superficial, espectro infravermelho, difratometria de raios-X, fluorescência de raios-X, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo. Os compósitos foram caracterizados por termogravimetria, calorimetria diferencial de varredura, análise dinâmico-mecânica, microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo, ensaios mecânicos de tração...

Avaliação das propriedades mecanicas e da morfologia de compositos ternarios de poliamida 6, borracha de etileno-propileno-dieno e fibras curtas de silica; Evaluation of the mechanical properties and the morphology of polyamide 6, ethylene-proyulene-diene rubber and short silica fibers ternary composites

Mariana Gava Segatelli
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 26/07/2005 PT
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711.0211%
O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a incorporação de fibras curtas de sílica (FS) e da borracha etileno-propileno-dieno funcionalizada com anidrido maleico (EPDM-g-AM) em polimérica de poliamida 6 (PA 6). A fibra utilizada como carga é um produto natural constituído de sílica amorfa proveniente da fossilização de animais multicelulares. Com a finalidade de promover a melhor adesão interfacial entre a fibra e a matriz polimérica, as fibras foram modificadas com aminopropiltrietoxissilano (APTS), um agente de acoplamento. Os materiais foram preparados em extrusoras monorosca e duplarosca e, submetidos a ensaios mecânicos de tração, flexão e de impacto Izod. Foram também avaliadas as características térmicas e morfológicas desses materiais. As fibras de sílica não alteraram a estabilidade térmica da PA 6 e apresentaram eficiência de reforço, dentro do intervalo de composição estudado; entretanto, o alongamento na ruptura foi comprometido. A resistência ao impacto do polímero não variou significativamente com a incorporação de FS. Por outro lado, o tipo de extrusora utilizada para processamento alterou a cristalinidade da PA 6 e, conseqüentemente, as propriedades mecânicas nos compósitos binários de PA 6/FS. A modificação da superfície da fibra com APTS não foi adequada para melhorar as propriedades mecânicas...

Processamento e caracterização de filtros cerâmicos catalíticos obtidos a partir de fibras naturais de sílica amorfa

Donadel, Karina
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 1 v.| il., grafs.
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483.37023%
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010; Este trabalho de pesquisa teve como objetivo principal a investigação e a caracterização dos parâmetros de processamento para a obtenção de filtros catalíticos produzidos a partir de fibras naturais de sílica amorfa, FNSA (suporte/filtro) e Níquel (catalisador), por meio de uma nova rota de deposição denominada rota seca (in situ) na qual a redução do óxido de níquel (NiO) e a sinterização do suporte/filtro ocorrem em uma única etapa de tratamento térmico. Foram obtidos, também, filtros catalíticos pela rota úmida (impregnação), normalmente utilizada industrialmente. Em uma primeira etapa, foram preparadas suspensões aquosas contendo FNSA e bentonita (ligante). As suspensões foram homogeneizadas, secas e desagregadas. O material seco obtido foi umidificado (10%) e compactado (5,4 MPa), uniaxialmente, por meio de uma prensa hidráulica em matriz cilíndrica. Os suportes/filtros fibrosos cerâmicos obtidos foram tratados termicamente no intervalo de temperatura compreendido entre 900 e 1100oC por 30 min. As FNSA foram caracterizadas por fluorescência de raios X (FRX)...

Aluminium Matrix Composites Reinforced with Co-continuous Interlaced Phases Aluminium-alumina Needles

Gregolin,Elvio de Napole; Goldenstein,Hélio; Gonçalves,Maria do Carmo; Santos,Rezende Gomes dos
Fonte: ABM, ABC, ABPol Publicador: ABM, ABC, ABPol
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/09/2002 EN
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397.75363%
An Al-5SiO2 (5 wt% of SiO2) aluminium matrix fiber composite was produced where the reinforcement consists of fossil silica fibers needles. After being heat-treated at 600 °C, the original fiber morphology was retained but its microstructure changed from solid silica to an interconnected (Al-Si)/Al2O3 interlaced structure named co-continuous composite. A technique of powder metallurgy, using commercial aluminium powder and the silica fibers as starting materials, followed by hot extrusion, was used to produce the composite. The co-continuous microstructure was obtained partially or totally on the fibers as a result of the reaction, which occurs during the heat treatment, first by solid diffusion and finally by the liquid Al-Si in local equilibrium, formed with the silicon released by reaction. The internal structure of the fibers was characterized using field emission electron microscope (FEG-SEM) and optical microscopy on polished and fractured samples.

Prediction of energy absorption capability in fiber reinforced self-compacting concrete containing nano-silica particles using artificial neural network

Tavakoli,Hamid Reza; Omran,Omid Lotfi; Kutanaei,Saman Soleimani; shiade,Masoud Falahtabar
Fonte: Associação Brasileira de Ciências Mecânicas Publicador: Associação Brasileira de Ciências Mecânicas
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/11/2014 EN
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402.08707%
The main objective of the present work is to utilize feedforward multi-layer perceptron (MLP) type of artificial neural networks (ANN) to find the combined effect of nano-silica and different fibers (steel, polypropylene, glass) on the toughness, flexural strength and fracture energy of concrete is evaluated.For this purpose, 40 mix plot including 4 series A and B and C and D, which contain, respectively, 0, 2, 4 and 6% weight of cement, nano-silica particles were used as a substitute for cement. Each of series includes three types of fibers (metal: 0.2, 0.3 and 0.5% volume and polypropylene: 0.1, 0.15 and 0.2 % volume and glass 0.15 and 0.2 and 0.3% by volume) were tested. The obtained results from the experimental data are used to train the MLP type artificial neural network. The Results of this study show that fibers conjugate presence and optimal percent of nano-silica improved toughness, flexural strength and fracture energy of concrete of Self-compacting concrete (SCC). Results of this study show that fibers conjugate presence and optimal per-cent of nano-silica improved toughness, toughness, fracture ener-gy and flexural strength of SCC.

Biomimetic Branched Hollow Fibers Templated by Self-assembled Fibrous Polyvinylpyrrolidone (PVP) Structures in Aqueous Solution

Qiu, Penghe; Mao, Chuanbin
Fonte: PubMed Publicador: PubMed
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 23/03/2010 EN
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397.32324%
Branched hollow fibers are common in nature, but to form artificial fibers with a similar branched hollow structure is still a challenge. We discovered that polyvinylpyrrolidone (PVP) could self-assemble into branched hollow fibers in an aqueous solution after aging the PVP solution for about two weeks. Based on this finding, we demonstrated two approaches by which the self-assembly of PVP into branched hollow fibers could be exploited to template the formation of branched hollow inorganic fibers. First, inorganic material such as silica with high affinity against the PVP could be deposited on the surface of the branched hollow PVP fibers to form branched hollow silica fibers. To extend the application of PVP self-assembly in templating the formation of hollow branched fibers, we then adopted a second approach where the PVP molecules bound to inorganic nanoparticles (using gold nanoparticles as a model) co-self-assemble with the free PVP molecules in an aqueous solution, resulting in the formation of the branched hollow fibers with the nanoparticles embedded in the PVP matrix constituting the walls of the fibers. Heating the resultant fibers above the glass transition temperature of PVP led to the formation of branched hollow gold fibers. Our work suggests that the self-assembly of the PVP molecules in the solution can serve as a general method for directing the formation of branched hollow inorganic fibers. The branched hollow fibers may find potential applications in microfluidics...

The Thermoluminescence Response of Ge-Doped Flat Fibers to Gamma Radiation

Mat Nawi, Siti Nurasiah Binti; Wahib, Nor Fadira Binti; Zulkepely, Nurul Najua Binti; Amin, Yusoff Bin Mohd; Min, Ung Ngie; Bradley, David Andrew; Md Nor, Roslan Bin; Maah, Mohd Jamil
Fonte: MDPI Publicador: MDPI
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 20/08/2015 EN
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391.816%
Study has been undertaken of the thermoluminescence (TL) yield of various tailor-made flat cross-section 6 mol% Ge-doped silica fibers, differing only in respect of external dimensions. Key TL dosimetric characteristics have been investigated, including glow curves, dose response, sensitivity, fading and reproducibility. Using a 60Co source, the samples were irradiated to doses within the range 1 to 10 Gy. Prior to irradiation, the flat fibers were sectioned into 6 mm lengths, weighed, and annealed at 400 °C for 1 h. TL readout was by means of a Harshaw Model 3500 TLD reader, with TLD-100 chips (LiF:Mg, Ti) used as a reference dosimeter to allow the relative response of the fibers to be evaluated. The fibers have been found to provide highly linear dose response and excellent reproducibility over the range of doses investigated, demonstrating high potential as TL-mode detectors in radiation medicine applications. Mass for mass, the results show the greatest TL yield to be provided by fibers of the smallest cross-section, analysis indicating this to be due to minimal light loss in transport of the TL through the bulk of the silica medium.

The role of confinement loss in highly nonlinear silica holey fibers

Finazzi, V.; Monro, T.; Richardson, D.
Fonte: IEEE-Inst Electrical Electronics Engineers Inc Publicador: IEEE-Inst Electrical Electronics Engineers Inc
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em //2003 EN
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391.816%
Small-core holey fibers (HFs) can offer tight mode confinement, and are, therefore, attractive for highly nonlinear fiber applications. However, we show here that confinement loss can significantly degrade the performance of devices based on such small core fibers.We also identify a range of fiber designs that result in high fiber nonlinearity and low confinement loss. In particular, we show that pure silica HFs can exhibit effective nonlinearities more than 50 times higher than conventional fibers, and that the confinement loss can be lowered below the loss of standard fiber types.; Vittoria Finazzi, Tanya M. Monro, and David J. Richardson; Copyright © 2003 IEEE

Fundamentals and applications of silica and non-silica holey fibers

Ebendorff-Heidepriem, H.; Monro, T.; Richardson, D.
Fonte: Verlag Deutschen Glastechnischen Publicador: Verlag Deutschen Glastechnischen
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em //2003 EN
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394.48562%
Heike Ebendorff-Heidepriem, Kentaro Furusawa, David R. Richardson, and Tanya M. Monro; (Fundamentals and applications of silica and non-silica holey fibers / Ebendorff-Heidepriem, H. et al.) From Glass Sci. Technol. 75 C2 (2003)35-40 by courtesy of the German Society of Glass Technology(DGG).

Multiple object and integral field near-infrared spectroscopy using fibers

Haynes, Roger; Lee, David; Allington-Smith, Jeremy; Content, Robert; Dodsworth, George; Lewis, Ian; Sharples, Ray; Turner, James; Webster, John; Done, Christine; Peletier, Reynier; Parry, Ian; Chapman, Scott
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 01/09/1999
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391.816%
We describe a new system for multiple object spectroscopy and integral field spectroscopy at near-infrared wavelengths using optical fibers. Both modes of the SMIRFS instrument have been tested at the UK Infrared Telescope with the CGS4 infrared spectrograph. The modular system includes a common optical system to image the fiber slit onto the cold slit inside the CGS4 cryostat. The multiobject mode consists of 14 interchangeable fused silica or zirconium fluoride fibers each with a field of 4 arcsec. The integral field mode consists of 72 fused silica fibers coupled with a lenslet array to give a contiguous field of 6x4 arcsec with 0.6 arcsec sampling. We describe the performance of both modes. For the multiobject mode, the feasibility and desirability of using fluoride fibers to extend the wavelength range into the K-band is discussed. For the integral field mode, the performance is compared with theoretical expectation with particular attention to the effect of Focal Ratio Degradation in the fibers. These results demonstrate the feasibility of multiobject and integral field spectroscopy in the near-infrared using lenslet-coupled fiber systems. Although SMIRFS in an experimental system working with a spectrograph not designed for this purpose...

Formation and applications of nanoparticles in silica optical fibers

Blanc, Wilfried; Dussardier, Bernard
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 09/10/2015
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406.45297%
Optical fibers are the basis for applications that have grown considerably in recent years (telecommunications, sensors, fiber lasers, etc). Despite undeniable successes, it is necessary to develop new generations of amplifying optical fibers that will overcome some limitations typical of silica glass. In this sense, the amplifying Transparent Glass Ceramics (TGC), and particularly the fibers based on this technology, open new perspectives that combine the mechanical and chemical properties of a glass host with the augmented spectroscopic properties of embedded nanoparticles. This paper is an opportunity to make a state of the art on silica-based optical fibers containing nanoparticles of various types, particularly rare-earth-doped oxide nanoparticles, and on the methods for making such fibers. In the first section of this article, we will review basics on standard optical fibers and on nanoparticle-doped fibers. In the second section we will recall some fabrication methods used for standard optical fibers, and in the third section we will describe how TGC fibers can be obtained. This new generation of fibers, initiated a decade ago, already show very positive outlook and results departing from those obtained previously in homogeneous silica fibers. The next few years should see the emergence of new components based on these optical fibers.

Dissipation of mechanical energy in fused silica fibers

Gretarsson, Andri M.; Harry, Gregory M.
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
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494.0392%
For thermal noise considerations of LIGO suspensions, the sources of dissipation in the suspending fibers must be analyzed. To determine the dissipation induced by the surface of fused silica fibers, we measured the quality factor of fibers having various diameters. We measured a maximum quality factor of 21 million and extrapolated to obtain an intrinsic quality factor for fused silica of 30 million. Dissipation in the surface dominated at diameters less than about 1 mm. We developed a method for characterizing surface-induced dissipation that is independent of sample geometry or mode shape.; Comment: 20 pages, 6 figures, RevTeX. Minor Revisions. Accepted for publication by Review of Scientific Instruments (29 June 1999). Projected publication date: October 1999

IR Bismuth active centers in optical fibers: Combined excitation-emission spectroscopy

Firstov, S. V.; Khopin, V. F.; Bufetov, I. A.; Firstova, E. G.; Guryanov, A. N.; Dianov, E. M.
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 15/06/2011
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397.8519%
3D excitation-emission luminescence spectra of Bi-doped optical fibers of various compositions were measured in a wide wavelength range 450-1700 nm. Such luminescence spectra were obtained for Bi-doped pure silica and germania fibers, and for Bi-doped Al- or P-codoped silica fibers (at room and liquid nitrogen temperatures). The energy level schemes of IR bismuth active centers in pure silica and germania core fibers were derived from spectra obtained. The energy level schemes similarity of bismuth active centers in these two types of fibers was revealed.; Comment: 12pages, 7 figures, 5 tables

Thulium-doped silica fibers with enhanced 3H4 level lifetime: modelling the devices for 800-820 nm band

Peterka, Pavel; Kasik, Ivan; Dhar, Anirban; Dussardier, Bernard; Blanc, Wilfried
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 14/09/2012
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390.7712%
Silica-based thulium-doped fiber devices operating around 810 nm would extend the spectral range covered by high- power fiber devices. Using a comprehensive numerical model of the fiber we have shown that efficient lasing at 810 nm can be achieved for specific ranges of the laser cavity parameters in silica-based thulium-doped fibers with enhanced 3H4 lifetime up to 58 \mus as measured in our highly alumina-codoped fibers. We present optimization of the thulium-doped fiber and laser cavity parameters and also potential applications of the developed host material in amplifiers and broadband sources.

Waveguide-loaded silica fibers for coupling to high-index micro-resonators

Latawiec, Pawel; Burek, Michael J.; Venkataraman, Vivek; Lončar, Marko
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 10/11/2015
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488.00336%
Tapered silica fibers are often used to rapidly probe the optical properties of micro-resonators. However, their low refractive index precludes phase-matching when coupling to high-index micro-resonators, reducing efficiency. Here we demonstrate efficient optical coupling from tapered fibers to high-index micro-resonators by loading the fibers with an ancillary adiabatic waveguide-coupler fabricated via angled-etching. We demonstrate greatly enhanced coupling to a silicon multimode micro-resonator when compared to coupling via the bare fiber only. Signatures of resonator optical bistability are observed at high powers. This scheme can be applied to resonators of any size and material, increasing the functional scope of fiber coupling.; Comment: 5 pages, 3 figures

Enhanced characteristics of fused silica fibers using laser polishing

Heptonstall, A.; Barton, M. A.; Bell, A. S.; Bohn, A.; Cagnoli, G.; Cumming, A.; Grant, A.; Gustafson, E.; Hammond, G. D.; Hough, J.; Jones, R.; Kumar, R.; Lee, K.; Martin, I. W.; Robertson, N. A.; Rowan, S.; Strain, K. A.; Tokmakov, K. V.
Fonte: Institute of Physics Publicador: Institute of Physics
Tipo: Article; PeerReviewed Formato: application/pdf
Publicado em 21/05/2014
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501.5663%
The search for gravitational wave signals from astrophysical sources has led to the current work to upgrade the two largest of the long-baseline laser interferometers, the LIGO detectors. The first fused silica mirror suspensions for the Advanced LIGO gravitational wave detectors have been installed at the LIGO Hanford and Livingston sites. These quadruple pendulums use synthetic fused silica fibers produced using a CO_2 laser pulling machine to reduce thermal noise in the final suspension stage. The suspension thermal noise in Advanced LIGO is predicted to be limited by internal damping in the surface layer of the fibers, damping in the weld regions, and the strength of the fibers. We present here a new method for increasing the fracture strength of fused silica fibers by laser polishing of the stock material from which they are produced. We also show measurements of mechanical loss in laser polished fibers, showing a reduction of 30% in internal damping in the surface layer.

Invited Article: CO_2 laser production of fused silica fibers for use in interferometric gravitational wave detector mirror suspensions

Heptonstall, A.; Barton, M. A.; Bell, A.; Cagnoli, G.; Cantley, C. A.; Crooks, D. R. M.; Cumming, A.; Grant, A.; Hammond, G. D.; Harry, G. M.; Hough, J.; Jones, R.; Kelley, D.; Kumar, R.; Martin, I. W.; Robertson, N. A.; Rowan, S.; Strain, K. A.; Tokmakov
Fonte: American Institute of Physics Publicador: American Institute of Physics
Tipo: Article; PeerReviewed Formato: application/pdf
Publicado em /01/2011
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497.75363%
In 2000 the first mirror suspensions to use a quasi-monolithic final stage were installed at the GEO600 detector site outside Hannover, pioneering the use of fused silica suspension fibers in long baseline interferometric detectors to reduce suspension thermal noise. Since that time, development of the production methods of fused silica fibers has continued. We present here a review of a novel CO_2 laser-based fiber pulling machine developed for the production of fused silica suspensions for the next generation of interferometric gravitational wave detectors and for use in experiments requiring low thermal noise suspensions. We discuss tolerances, strengths, and thermal noise performance requirements for the next generation of gravitational wave detectors. Measurements made on fibers produced using this machine show a 0.8% variation in vertical stiffness and 0.05% tolerance on length, with average strengths exceeding 4 GPa, and mechanical dissipation which meets the requirements for Advanced LIGO thermal noise performance.