Làsers d"upconversion: llum làser visible a partir de llum infraroja.

Els làsers aporten solucions a una gran varietat de problemes de la vida diària ...

Fabricació de Lents Zonals de Fresnel per aplicació als raigs X tous

Estudi elaborat a partir d’una estada al Paul Scherrer Institut del Maig a l’Octubre del 2006 amb l’ajuda i supervisió dels Dr. Konstantins Jefimovs i Dr. Christian David. Focalitzar raigs X tous és una necessitat essencial per al microanàlisis, la microscopia, i fer imatges en moltes Instal·lacions de Radiació Sincrotró. Les Lents Zonals de Fresnel (FZP, de la denominació anglesa “Fresnel Zone Plates”) han demostrat donar uns punts focals amb una resolució espacial destacada i una baixa il·luminació de fons. Tanmateix, la fabricació de FZP és complexa i no totalment reproduïble. A més a més, el temps de vida de les FZP és força curt, ja que estant situades sobre membranes de nitrur de silici molt fines i altament absorbents. Per tant, hem fet esforços per implementar FZP de silici, que s’espera que siguin més resistents. L’element està fet d’una oblia de cristall de silici poc absorbent, i no presenta cap interfase entre materials. Així doncs, aquestes lents són especialment adequades per a aguantar les extremes càrregues de radiació de les fonts de raigs X més brillants. Particularment, això és molt important per a les aplicacions a les pròximes generacions de fonts de raigs X, com els Làsers d’Electrons Lliures (FEL, de la denominació anglesa “Free Electron Laser”). El silici també garanteix que no hi hagi cap banda d’absorció en el rang d’energies de la finestra de l’aigua (200-520 eV), fent aquestes lents ideals per a fer imatges de mostres biològiques. En aquest informe, hi ha una descripció detallada de tots els passos involucrats en la fabricació de les Lents Zonals de Fresnel de silici. En resum, les estructures de FZP es modelen sobre una resina utilitzant litografia per feix d’electrons i llavors el patró es transmet al silici mitjançant un gravat d’ions reactius (RIE, de la denominació anglesa ‘Reactive Ion Etching’) utilitzant una fina (20 nm) màscara de Crintermitja. Les membranes de silici es poden aprimar després de la fabricació de les estructures per a garantir una transmissió suficient fins i tot a baixes energies. Aquest informe també inclou l’anàlisi i la discussió d’alguns experiments preliminars per avaluar el rendiment de les Si FZPs fets a la línia de llum PolLux del Swiss Ligth Source amb l’ajuda dels Dr. Jörg Raabe i Dr. George Tzvetkov.

Determinació de la ubicació estructural dels ions Yb3+ i Nb3+ en Yb:RTP, Nb:RTP i (Nb,Yb):RTP

Estudi elaborat a partir d’una estada al Stony Brook University al juliol del 2006. El RbTiOPO4 (RTP) monocristal•lí és un material d' òptica no lineal molt rellevant i utilitzat en la tecnologia làser actual, químicament molt estable i amb unes propietats físiques molt destacades, entre elles destaquen els alts coeficients electro-òptics i l'alt llindar de dany òptic que presenta. En els últims anys s’està utilitzant tecnològicament en aplicacions d'òptica no lineal en general i electro-òptiques en particular. En alguns casos ja ha substituït, millorant prestacions, a materials tals com el KTP o el LNB(1). Dopant RTP amb ions lantànids (Ln3+) (2-4), el material es converteix en un material làser auto-doblador de freqüència, combinant les seves propietats no lineals amb les de matriu làser. El RTP genera radiació de segon harmònic (SHG) a partir d’un feix fonamental amb longituds d’ona inferiors a 990 nm, que és el límit que presenta el KTP.La determinació de la ubicació estructural i l’estudi de l'entorn local del ions actius làser és de fonamental importància per a la correcta interpretació de les propietats espectroscòpiques d’aquest material. Mesures de difracció de neutrons sobre mostra de pols cristal•lí mostren que els ions Nb5+ i Ln3+ només substitueixin posicions de Ti4+ (8-9). Estudis molt recents d'EPR (electron paramagnetic resonance) semblen indicar que quan la concentració d'ió Ln3+ es baixa, aquest ió presenta la tendència a substituir l'ió alcalí present a l'estructura (10).Després dels resultats obtinguts en el present treball a partir de la tècnica EXAFS a la instal•lació sincrotò del Brookhaven National Laboratory/State University of New York (Stony Brook) es pot concloure definitivament que els ions Nb s’ubiquen en la posició Ti (1) i que els ions Yb3+ es distribueixen paritariament en les dues posicions del Ti (1 i 2). Aquests resultats aporten una valuosa informació per a la correcta interpretació dels espectres, tant d’absorció com d’emissió, del material i per la avaluació dels paràmetres del seu comportament durant l'acció làser.

Empleo de óptica adaptativa y fluorescencia en un oftalmoscopio laser de barrido para el registro de células

Estudio elaborado a partir de una estancia en la Universidad de Rochester, Estados Unidos, de octubre del 2006 a enero del 2007. La estancia realizada en la Universidad de Rochester estuvo orientada al aprendizaje en profundidad del oftalmoscopio láser de barrido. El oftalmoscopio láser de barrido emplea una técnica confocal con la finalidad de visualizar diferentes estructuras retinianas en seres vivos. El instrumento diseñado y desarrollado en el Centro de Ciencias de la Visión incorpora un sistema de óptica adaptativa y fluorescencia. La óptica adaptativa aplicada en este oftalmoscopio tiene como objetivo corregir las aberraciones existentes en el ojo y así permitir observar detalles de la retina que de otra forma se verían emborronados. De esta forma se consigue alcanzar valores de resolución muy cercanos a los impuestos por difracción. Por otro lado el uso de fluorescencia tiene por objetivo el permitir la visualización de células y estructuras que, de no ser teñidas, son transparentes a la luz y visible. Esta técnica se ha estado utilizando principalmente en primates y ratas, aunque actualmente también se están llevando a cabo medidas de células de epitelio pigmentario en seres humanos ya que el pigmento contenido en estas células permite la aplicación de la fluorescencia sin necesidad de utilizar tinción.

Análisis univariante y multivariante de factores predictivos de fracaso de fotovaporización con láser verde

Objectiu: Realitzar un estudi descriptiu de la implantació de la fotovaporització amb làser verd a un hospital comarcal i determinar quines son les condicions preoperatòries i intraoperatòries ideals per tal d’obtenir un resultat satisfactori. Material i mètodes: Revisió retrospectiva de 179 fotovaporitzacions prostàtiques realitzades entre gener 2007 y juny 2010 a l’Hospital de la Ribera (Alzira), analitzant l’experiència del cirurgià, edat dels pacients, volum prostàtic, PSA, IPSS, Qmax i antecedents preoperatoris, classificació ASA, paràmetres intraoperatoris com el temps quirúrgic, requeriments transfusionals, tipus de làser verd utilitzat i reconversió a RTU-p i postoperatoris on s’ha estudiat les complicacions postoperatories i de seguiment com el PSA, IPSS y Qmax i les reintervencions. Realitzem un estudi univariant i multivariant per a identificar quins paràmetres preoperatoris i intraoperatoris van a condicionar un fracàs terapèutic Resultats: En l’estudi descriptiu s’observa similars resultats en tots els paràmetres respecte a la literatura disponible En l’estudi multivariant, identifiquem la curta experiència del cirurgià i el volum prostàtic menor de 40 CC com els factors de risc independents de fracàs de la fotovaporització amb làser verd. Conclusions: la fotovaporització amb làser verd es un procediment efectiu i fàcilment reproduïble en el tractament desobstructiu del tracte urinari inferior d'origen prostàtic. Calen estudis multicèntrics, prospectius i aleatoritzats per confirmar els resultats d’aquest estudi, donat que en l’actualitat disposem de pocs articles que aporten un nivell de evidència i un nivell de recomanació elevats.

Corrección del astigmatismo con láser excimer

La cirurgia refractiva és relativament nova i s’ha incrementat en les últimes dècades. La queratomileusis in situ és una de les tècniques refractives corneals més utilitzades actualment. L’astigmatisme és el defecte refractiu més freqüent i complex. Els resultats amb LASIK tòriques no són tant previsibles com en les esfèriques. La millora astigmàtica postoperatòria en aquells ulls amb astigmatisme (a favor, en contra i oblic) es manté molt estable en els controls successius (tant en miops com en hipermetrops). Existeix un descens important entre la mitjana en el preoperatori i les mitjanes dels controls successius en tots els tipus d’astigmatisme estudiats.

Nanotermoparells: heterounions de nanowires

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la University of California a Irvine, EEUU, entre juliol del 2007 i gener del 2008. Els termoparells són actualment els sensors de temperatura més populars i més utilitzats per a un ampli rang d’aplicacions: industrials, domèstiques, etc. Aconseguir miniaturar els dispositius fins a dimensions extremadament petites obra un ampli rang de noves aplicacions per aquests dispositius, per exemple, en el camp de la tecnologia lab-on-a-chip. En aquesta investigació, el concepte de termoparell, és a dir, dos cables de diferent metall connectats per un extrem s’ha extrapolat a l’escala nanomètrica, utilitzant nanowires com a element de construcció. Aquests nanowires s’han sintetitzat a través d’un nou procediment desenvolupat en el grup d’investigació de la Universitat de California, Irvine, que ha permès treballar amb nanowires de diferents dimensions (control independent de l’alçada i amplada) i un major grau d’èxit en la fabricació d’aquests termometres. El mètode també permet dipositar aquestes nanoestructures sobre substractes no conductors de manera controlable, simplificant notablement tot el procés de fabricació. L’obtenció d’aquests dispositius ha permès demostrar que, a part de ser bons sensors de temperatura a nivell macroscòpic (fonts de calor ambientals), també permet la determinació de temperatura a nivell microscòpic (fonts de calor focalitzada, com és el cas de feixos làser). Per a la seva caracterització ha estat necessari l’ús de tecnologia puntera (làsers, amplificadors, microscopis de forces atòmiques) i inclòs el disseny de nous dispositius. Aquests nanotermoparells presenten propietats extraordinàries, com una gran sensitivitat, gran velocitat de resposta a estímuls tèrmics, i un comportament estable vers l’ús i el temps.

Diseño e implementación de una interfície de lectura de un láser 2D

Con la realización del proyecto se pretende conocer y comprender el funcionamiento de un sistema de distancias basado en un láser que efectua medidas en un plano 2D y diseñar e implementar un software que permita la utilización de los recursos del mismo.

Memnònium: de memnó al làser acústic

Treball de recerca realitzat per alumnes d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2010. Prenent com a punt de partença l'estudi del mite grec de Memnó s’ha realitzat un estudi teòric i aplicat sobre l’efecte termoacústic. La metodologia del treball passa per l'estudi del mite grec de Memnó i dels fets històrics documentats, així com de la teoria dels modes de vibració en tubs sonors i de l'efecte termoacústic, que permeten explicar el fenomen i entendre el fonament del làser acústic. Posats els fonaments, es tracta de dissenyar i construir un instrument que permeti reproduir el fenomen observat fa 2000 anys i que funcioni com un làser acústic. Finalment, amb l'instrument construït, es poden realitzar diverses anàlisis experimentals per comprovar les característiques del so emès i en quines condicions s'emet. El fenòmen del Memnònium, produït per l'efecte termoacústic, té el mateix fonament que els dispositius anomenats làsers acústics. El so emès pels dos làsers acústics que hem construït és una ona harmònica. Funcionen com tubs sonors oberts per un extrem i ressonant en el primer mode de vibració, amb un comportament equivalent al d'un diapasó. El so emès és de gran intensitat. La freqüència depèn de la longitud del tub, d'acord amb la teoria dels tubs sonors. L’efecte s'aconsegueix de la mateixa manera amb recipients de formes diverses.

Control d'un sistema de marcatge làser de caixes

RESUM Avui en dia, l’alta competitivitat que existeix al mercat, fa que les empreses hagin d’esprémer al màxim les seves possibilitats per no quedar-se enrere. Un dels processos en que aquest fet hi és més present és el productiu. L’empresa JCM Technologies també engloba aquest camp i és en un dels seus processos productius on aquest projecte pren part. L’objectiu d’aquest projecte final de carrera ha estat desenvolupar un sistema per poder marcar caixes mitjançant un làser de CO2 i un automatisme manipulador de caixes. D’aquesta manera aquest procés productiu té una durada molt inferior a l’antic procés, que consistia en enganxar una etiqueta al lloc on ara és marcat pel làser. Per satisfer els objectius, s’ha creat una aplicació de Windows que per mitjà d’una interfície gràfica, permet a l’usuari realitzar els passos necessaris per fer el marcatge. Primerament es recullen les dades procedents de la comanda; seguidament es seleccionen les que s’han de marcar a les caixes i s’envien al làser mitjançant comunicació sèrie; una vegada aquesta inicialització ha finalitzat correctament, s’engega la seqüència de marcatge de les caixes, que en marcarà la quantitat indicada. Aquest procés de marcatge consisteix en supervisar l’estat en que es troben certes senyals, procedents de l’automatisme i del làser, i depenent d’aquestes generar-ne unes altres. Aconseguint així realitzar el procés de marcatge de cada caixa. Com a conclusions cal dir, que els objectius s’han complert, ja que s’ha aconseguit un procés de marcatge ràpid i robust. També s’ha aconseguit que les parts de configuració de l’aplicació, i de les caixes siguin de fàcil manipulació. Per tant, amb l’acompliment dels objectius d’aquest projecte, aconseguim completar el sistema de marcatge, i permetre que les caixes siguin marcades de forma correcta, ràpida i eficient.

Structural characterization of laser-treated Cr3C2-NiCr coatings

The interconnected porosity of the Cr3C2-NiCr coatings obtained by high-velocity oxy fuel spraying is detrimental in corrosion and wear resistance applications. Laser treatments allow sealing of their surfaces through melting and resolidification of a thin superficial layer. A Nd:YAG laser beam was used to irradiate Cr3C2-NiCr coatings either in the continuous wave mode or at different repetition rates in the pulsed one. Results indicated that high peak and low mean laser irradiances are not good, since samples presented deep grooves and an extensive crack network. At low peak and higher mean laser irradiances the surface was molten, and only a few shallow cracks were observed. The interconnected porosity was completely eliminated in a layer up to 80 m thick, formed by large Cr7C3 grains imbedded in a NiCr matrix.

Effective eigenvalue for the intensity correlations of single-mode and two-mode lasers

Exact formulas for the effective eigenvalue characterizing the initial decay of intensity correlation functions are given in terms of stationary moments of the intensity. Spontaneous emission noise and nonwhite pump noise are considered. Our results are discussed in connection with earlier calculations, simulations, and experimental results for single-mode dye lasers, two-mode inhomogeneously broadened lasers, and two-mode dye ring lasers. The effective eigenvalue is seen to depend sensitively on noise characteristics and symmetry properties of the system. In particular, the effective eigenvalue associated with cross correlations of two-mode lasers is seen to vanish in the absence of pump noise as a consequence of detailed balance. In the presence of pump noise, the vanishing of this eigenvalue requires equal pump parameters for the two modes and statistical independence of spontaneous emission noise acting on each mode.