Comments on "On the relationship between fractal dimension and the performance of multi-resonant dipole antennas using Koch curves"

Comentaris referits a l'article següent: K. J. Vinoy, J. K. Abraham, and V. K. Varadan, “On the relationshipbetween fractal dimension and the performance of multi-resonant dipoleantennas using Koch curves,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2003, vol. 51, p. 2296–2303.

Equivalent representation form of oscillators with elastic and damping nonlinear terms

In this work we consider the nonlinear equivalent representation form of oscillators that exhibit nonlinearities in both the elastic and the damping terms. The nonlinear damping effects are considered to be described by fractional power velocity terms which provide better predictions of the dissipative effects observed in some physical systems. It is shown that their effects on the system dynamics response are equivalent to a shift in the coefficient of the linear damping term of a Duffing oscillator. Then, its numerical integration predictions, based on its equivalent representation form given by the well-known forced, damped Duffing equation, are compared to the numerical integration values of its original equations of motion. The applicability of the proposed procedure is evaluated by studying the dynamics response of four nonlinear oscillators that arise in some engineering applications such as nanoresonators, microresonators, human wrist movements, structural engineering design, and chain dynamics of polymeric materials at high extensibility, among others

Chaos in resonant-tunneling superlattices

Spatiotemporal chaos is predicted to occur in n-doped semiconductor superlattices with sequential resonant tunneling as their main charge transport mechanism. Under dc voltage bias, undamped time-dependent oscillations of the current (due to the motion and recycling of electric field domain walls) have been observed in recent experiments. Chaos is the result of forcing this natural oscillation by means of an appropriate external microwave signal.

Propietats d'absorció bifotònica del tetrafenilporficè i el seu complex de palladi: potencials sensibilitzadors per a Teràpia Fotodinàmica bifotònica.

Estudi elaborat a partir d’una estada a la Universitat de Aarhus, Dinamarca, durant juliol 2006. En el present treball s’investiguen, per primer cop, les propietats de absorció bifotòniques del fotosensibilitzador 2,7,12,17-tetrafenilporficè (TPPo) i del seu complex de pal•ladi (II) (PdTPPo). Ambos compostos han rebut molta atenció com a possibles otosensibilitzadors per a Teràpia Fotodinàmica (TFD). S’utilitza la detecció de la fosforescència de l’oxigen singlet, centrada a 1270 nm i produïda per l’absorció de dos fotons, per quantificar la magnitud de la secció d’absorció bifotònica, "delta", dels porficèns estudiats. Els experiments se han dut a terme en el marge espectral 750-850 nm i a l’infraroig proper a 1100nm. Aquestes longituds d’ona corresponen a les zones d’absorció bifotònica en les bandes de Soret i Q. Les propietats bifotòniques obtingudes es comparen i contrasten amb les dades conegudes de la tetrafenilporfirina (TPP), isòmer estructural del tetrafenilporficè però amb més gran simetria, i es troba que en la banda de Soret (que coincideix amb la regió de la pell més transparent) els valors de delta per el TPPo i PdTPPo son aproximadament 2000 GM en el màxim, pràcticament cent vegades més grans que per la TPP. A més a més, aquestos valors son dos ordres de magnitud més grans que els obtinguts a l’irradiar a 1100 nm (bandes Q). Aquestes observacions es poden explicar mitjançant la amplificació per ressonància deguda a la presència de transicions monofotòniques ressonants en la regió de les bandes Q. Els elevats valors de "delta" obtinguts per els tetrafenilporficèns estudiats junt a les principals característiques que aquestos presenten (elevat rendiment de formació d’oxigen singlet, estabilitat química i fotoquímica, absència de citotoxicitat,...) qualifiquen al TPPo y PdTPPo com a possibles fotosensibilitzadors per a Teràpia Fotodinàmica Bifotònica.

Diseño de filtros con topología apilada mediante resonadores FBAR

Els continguts de la memòria es divideixen en dues parts fonamentals, precedides d’una breu explicació on s’introdueix al lector en el tema; primer s’exposen les bases d’un ressonador simple FBAR, d’on s’obtenen equacions de control vitals, i seguidament es plantegen les bases per a un ressonador apilat SCR, derivades de l’estudi previ d’un ressonador simple. La primera part fonamental del treball es centra en l’anàlisi d’un ressonador SCR. Aquest anàlisi es recolza sobre el punt de vista teòric dels paràmetres imatge, el nostre punt de sortida. Aquesta primera part és la més teòrica: obtenció i aplicació dels paràmetres imatge i obtenció dels elements discrets que conformen el circuit equivalent SCR, una xarxa de dos ports. Posteriorment, s’analitza què succeeix modificant els valors dels elements discrets sense variar determinats paràmetres imatge i finalment, es proposa una aproximació per a controlar determinades especificacions de disseny, com són l’ample de banda de transmissió de la xarxa i el factor de qualitat, en funció de les modificacions dels elements discrets. En la segona part s’analitzen, de forma qualitativa, xarxes compostes per diferents ressonadors apilats connectats en cascada. Aquest segon estudi es divideix en dues subparts. En la primera connectem N ressonadors idèntics, plantegem algunes equacions de control i analitzem les respostes. En la segona, es planteja la connexió de dos (N=2) ressonadors diferents amb freqüències de ressonància properes. Aquest segon anàlisi es també totalment qualitatiu, però ens aporta informació que amb la unió de N ressonadors iguals no aconseguíem. Finalitzant aquesta segona part, es planteja l’optimització dels resultats obtinguts per a N=2, mitjançant estructures N=3 ressonadors.

Disseny, modelat i fabricació d'una antena "trap" per aplicacions WLAN

En aquest treball s’ha dissenyat i fabricat una antena monopol en estructura planar capaç de treballar correctament a les freqüències WLAN de 2,45-2,5 GHz (802.11b/g) i 4,9-5,875 GHz (802.11a/h/j). Per arribar a aquest objectiu primer s’ha presentat el model de línia de transmissió acabada en circuit obert per simular el comportament d’una antena. S’han comparat i verificat els resultats amb el model d’antena de fil. Seguidament, s’ha estudiat el comportament que introdueix el fet de carregar l’antena amb un ressonador LC. Finalment, s’ha passat del model d’antena de fil a una estructura planar. Aquesta geometria ha permès la realització del trap LC de forma distribuïda a través d’un ressonador CLL. El principi de disseny de l’antena està basat en la introducció d’aquest ressonador CLL amb freqüència de ressonància situada entre les dos bandes de treball i que junt amb l’ajust dels diversos paràmetres que defineixen l’antena han permès obtenir més 1 GHz d’ample de banda a la freqüència de 5 GHz.

Control of optical fields and single photon emitters by advanced nanoantenna structures

The control of optical fields on the nanometre scale is becoming an increasingly important tool in many fields, ranging from channelling light delivery in photovoltaics and light emitting diodes to increasing the sensitivity of chemical sensors to single molecule levels. The ability to design and manipulate light fields with specific frequency and space characteristics is explored in this project. We present an alternative realisation of Extraordinary Optical Transmission (EOT) that requires only a single aperture and a coupled waveguide. We show how this waveguide-resonant EOT improves the transmissivity of single apertures. An important technique in imaging is Near-Field Scanning Optical Microscopy (NSOM); we show how waveguide-resonant EOT and the novel probe design assist in improving the efficiency of NSOM probes by two orders of magnitude, and allow the imaging of single molecules with an optical resolution of as good as 50 nm. We show how optical antennas are fabricated into the apex of sharp tips and can be used in a near-field configuration.

Estudio y diseño de filtros pasobanda y en banda dual basados en resonadores microstrip open-loop acoplados

El proyecto está dedicado al estudio y diseño de filtros paso-banda y en banda dual con tecnología microstrip mediante estructuras resonantes de tipo open-loop. Se ha llevado a cabo el diseño de un filtro paso-banda con respuesta Chebyshev, un filtro pasobanda con ceros de transmisión y un filtro de banda dual para WCDMA y WiFi, empleado el método de diseño para filtros basados en resonadores inter-acoplados. Se presentan los modelos eléctricos de los filtros de RF simulados junto con sus respectivos layouts y se comparan las respuestas obtenidas de los dispositivos con las respuestas ideales. En el proyecto se realiza un estudio del comportamiento de los diferentes tipos de acoplamiento entre resonadores open-loop en función de la geometría de la estructura. Las tendencias de comportamiento de los acoplamientos permiten el diseño y colocación de los resonadores para satisfacer las especificaciones del filtro.

Monitoring switch-type sensors and powering autonomous sensors via inductive coupling: application to removable seats in vehicles

Aquesta tesi explora la possibilitat de fer servir enllaços inductius per a una aplicació de l’automòbil on el cablejat entre la centraleta (ECU) i els sensors o detectors és difícil o impossible. S’han proposat dos mètodes: 1) el monitoratge de sensors commutats (dos possibles estats) via acoblament inductiu i 2) la transmissió mitjançant el mateix principi físic de la potència necessària per alimentar els sensors autònoms remots. La detecció d'ocupació i del cinturó de seguretat per a seients desmuntables pot ser implementada amb sistemes sense fils passius basats en circuits ressonants de tipus LC on l'estat dels sensors determina el valor del condensador i, per tant, la freqüència de ressonància. Els canvis en la freqüència són detectats per una bobina situada en el terra del vehicle. S’ha conseguit provar el sistema en un marge entre 0.5 cm i 3 cm. Els experiments s’han dut a terme fent servir un analitzador d’impedàncies connectat a una bobina primària i sensors comercials connectats a un circuit remot. La segona proposta consisteix en transmetre remotament la potència des d’una bobina situada en el terra del vehicle cap a un dispositiu autònom situat en el seient. Aquest dispositiu monitorarà l'estat dels detectors (d'ocupació i de cinturó) i transmetrà les dades mitjançant un transceptor comercial de radiofreqüència o pel mateix enllaç inductiu. S’han avaluat les bobines necessàries per a una freqüència de treball inferior a 150 kHz i s’ha estudiat quin és el regulador de tensió més apropiat per tal d’aconseguir una eficiència global màxima. Quatre tipus de reguladors de tensió s’han analitzat i comparat des del punt de vista de l’eficiència de potència. Els reguladors de tensió de tipus lineal shunt proporcionen una eficiència de potència millor que les altres alternatives, els lineals sèrie i els commutats buck o boost. Les eficiències aconseguides han estat al voltant del 40%, 25% i 10% per les bobines a distàncies 1cm, 1.5cm, i 2cm. Les proves experimentals han mostrat que els sensors autònoms han estat correctament alimentats fins a distàncies de 2.5cm.

Normal forms, stability and splitting of invariant manifolds I. Gevrey Hamiltonians

In this paper, we give a new construction of resonant normal forms with a small remainder for near-integrable Hamiltonians at a quasi-periodic frequency. The construction is based on the special case of a periodic frequency, a Diophantine result concerning the approximation of a vector by independent periodic vectors and a technique of composition of periodic averaging. It enables us to deal with non-analytic Hamiltonians, and in this first part we will focus on Gevrey Hamiltonians and derive normal forms with an exponentially small remainder. This extends a result which was known for analytic Hamiltonians, and only in the periodic case for Gevrey Hamiltonians. As applications, we obtain an exponentially large upper bound on the stability time for the evolution of the action variables and an exponentially small upper bound on the splitting of invariant manifolds for hyperbolic tori, generalizing corresponding results for analytic Hamiltonians.

Normal forms, stability and splitting of invariant manifolds II. Finitely differentiable Hamiltonians

This paper is a sequel to ``Normal forms, stability and splitting of invariant manifolds I. Gevrey Hamiltonians", in which we gave a new construction of resonant normal forms with an exponentially small remainder for near-integrable Gevrey Hamiltonians at a quasi-periodic frequency, using a method of periodic approximations. In this second part we focus on finitely differentiable Hamiltonians, and we derive normal forms with a polynomially small remainder. As applications, we obtain a polynomially large upper bound on the stability time for the evolution of the action variables and a polynomially small upper bound on the splitting of invariant manifolds for hyperbolic tori.

On the binary nature of the γ-ray sources AGL J2241+4454 (= MWC 656) and HESS J0632+057 (= MWC 148)

We present optical spectroscopy of MWC 656 and MWC 148, the proposed optical counterparts of the gamma-ray sources AGL J2241+4454 and HESS J0632+0 57, respectively. The main parameters of the Halpha emission line (EW, FWHM and centroid velocity) in these stars are modulated on the proposed orbital periods of 60.37 and 321 days, respectively. These modulations are likely produced by the resonant interaction of the Be discs with compact stars in eccentric orbits. We also present radial velocity curves of the optical stars folded on the above periods and obtain the first orbital elements of the two gamma-ray sources thus confirming their binary nature. Our orbital solution support eccentricities e~0.4 and 0.83+-0.08 for MWC 656 and MWC 148, respectively. Further, our orbital elements imply that the X-ray outbursts in HESS J0632+057/MWC 148 are delayed ~0.3 orbital phases after periastron passage, similarly to the case of LS I +61 303. In addition, the optical photometric light curve maxima in AGL J2241+4454/MWC 656 occur ~0.25 phases passed periastron, similar to what is seen in LS I +61 303. We also find that the orbital eccentricity is correlated with orbital period for the known gamma-ray binaries. This is explained by the fact that small stellar separations are required for the efficient triggering of VHE radiation. Another correlation between the EW of Halpha and orbital period is also observed, similarly to the case of Be/X-ray binaries. These correlations are useful to provide estimates of the key orbital parameters Porb and e from the Halpha line in future Be gamma-ray binary candidates.

Modifications in the Si valence band after ion-beam-induced oxidation

The changes undergone by the Si surface after oxygen bombardment have special interest for acquiring a good understanding of the Si+-ion emission during secondary ion mass spectrometry (SIMS) analysis. For this reason a detailed investigation on the stoichiometry of the builtup surface oxides has been carried out using in situ x-ray photoemission spectroscopy (XPS). The XPS analysis of the Si 2p core level indicates a strong presence of suboxide chemical states when bombarding at angles of incidence larger than 30°. In this work a special emphasis on the analysis and interpretation of the valence band region was made. Since the surface stoichiometry or degree of oxidation varies with the angle of incidence, the respective valence band structures also differ. A comparison with experimentally measured and theoretically derived Si valence band and SiO2 valence band suggests that the new valence bands are formed by a combination of these two. This arises from the fact that Si¿Si bonds are present on the Si¿suboxide molecules, and therefore the corresponding 3p-3p Si-like subband, which extends towards the Si Fermi level, forms the top of the respective new valence bands. Small variations in intensity and energy position for this subband have drastic implications on the intensity of the Si+-ion emission during sputtering in SIMS measurements. A model combining chemically enhanced emission and resonant tunneling effects is suggested for the variations observed in ion emission during O+2 bombardment for Si targets.

Model for the emission of Si+ ions during oxygen bombardment of Si(100) surfaces

The variation in the emission of Si+ ions from ion-beam-induced oxidized silicon surfaces has been studied. The stoichiometry and the electronic structure of the altered layer has been characterized using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The XPS analysis of the Si 2p core level indicates the strong presence of suboxide chemical states when bombarding at angles of incidence larger than 30 °. Since the surface stoichiometry or degree of oxidation varies with the angle of incidence, the corresponding valence-band structures also differ among each other. A comparison between experimental measurements and theoretically calculated Si and SiO2 valence bands indicates that the valence bands for the altered layers are formed by a combination of those two. Since Si-Si bonds are present in the suboxide molecules, the top of the respective new valence bands are formed by the corresponding 3p-3p Si-like subbands, which extend up to the Si Fermi level. The changes in stoichiometry and electronic structure have been correlated with the emission of Si+ ions from these surfaces. From the results a general model for the Si+ ion emission is proposed combining the resonant tunneling and local-bond-breaking models.

Multipole surface-plasmon modes on simple metals

The average multipole surface-plasmon energy for simple metals, as well as that of ordinary surface and bulk plasmons, is obtained using energy-weighted moments of the electronic response to sufficiently general external perturbations. A local approximation of exchange and correlation effects is used within a jellium model. Band-structure effects are incorporated through an effective electronic mass. Taking advantage of the transparency of the method, we analyze under what circumstances such modes might be observable. It is shown that due to an interplay between Coulomb and kinetic energies, the multipole modes become unobservable for increasing values of the transferred momentum (q) parallel to the surface. The value of q at which the multipole mode becomes unobservable is much smaller than the cutoff value for Landau damping. The effect of the electronic surface diffuseness is also analyzed. We compare our results with previous density-functional calculations and with recent experimental data for Na, K, and Cs.