Design and analysis of integrated optic waveguide delay line for beamforming applications

This paper presents a new approach for Optical Beam steering using 1-D linear arrays of curved wave guides as delay line. The basic structure for generating delay is the curved/bent waveguide and hence its Analytical modelling involves evaluation of mode profiles, propagation constants and losses become important. This was done by solving the dispersion equation of a bent waveguide with specific refractive index profiles. The phase shifts due to S-bends are obtained and results are compared with theoretical values. Simulations in 2-D are done using BPM and Matlab.

Dynamics of H-atom exchange in stable cis-dihydrogen/hydride complexes of ruthenium( II) bearing phosphine and N-N bidentate ligands

Synthesis and characterization of cis, trans-RuH(eta(2)-H-2)(PPh3)(2)(N-N)]OTf] (N-N = 2,2'-bipyridyl (bpy) 1a, 2,2'-bipyrimidine (bpm) 2a; OTf = trifluoromethane sulfonate (CF3SO3)) complexes are reported. The cis-H-2/hydride ligands are involved in H-atom site exchange between the two moieties. This dynamics was investigated by variable temperature NMR spectral studies based on which the mechanism of the exchange process was deduced. The Delta G(#) for the exchange of H-atoms between the eta(2)-H-2 and hydride ligands was determined to be around 8 and 13 kJ mol(-1), respectively, for 1a and 2a. The H-H distances (d(HH), A) in complexes 1a and 2a have been calculated from the T-1(minimum) and (1)J(H, D) and are found to be 1.07 A (slow) and 0.95 A for 1a and 1.04 A (slow) and 0.94 A for 2a, respectively. The molecular structure of 1a was determined by X-ray crystallography.

Coupling geomorphology parameters with lithology for micro-level groundwater resource assessment: a case study from semi-arid hard rock terrain in Tamil Nadu, India

The standard procedure of groundwater resource estimation in India till date is based on the specific yield parameters of each rock type (lithology) derived through pumping test analysis. Using the change in groundwater level, specific yield, and area of influence, groundwater storage change could be estimated. However, terrain conditions in the form of geomorphological variations have an important bearing on the net groundwater recharge. In this study, an attempt was made to use both lithology and geomorphology as input variables to estimate the recharge from different sources in each lithology unit influenced by the geomorphic conditions (lith-geom), season wise separately. The study provided a methodological approach for an evaluation of groundwater in a semi-arid hard rock terrain in Tirunelveli, Tamil Nadu, India. While characterizing the gneissic rock, it was found that the geomorphologic variations in the gneissic rock due to weathering and deposition behaved differently with respect to aquifer recharge. The three different geomorphic units identified in gneissic rock (pediplain shallow weathered (PPS), pediplain moderate weathered (PPM), and buried pediplain moderate (BPM)) showed a significant variation in recharge conditions among themselves. It was found from the study that Peninsular gneiss gives a net recharge value of 0.13 m/year/unit area when considered as a single unit w.r.t. lithology, whereas the same area considered with lith-geom classes gives recharge values between 0.1 and 0.41 m/year presenting a different assessment. It is also found from this study that the stage of development (SOD) for each lith-geom unit in Peninsular gneiss varies from 168 to 230 %, whereas the SOD is 223 % for the lithology as a single unit.

Multiple Spectral Peak Tracking for Heart Rate Monitoring from Photoplethysmography Signal During Intensive Physical Exercise

We propose a multiple initialization based spectral peak tracking (MISPT) technique for heart rate monitoring from photoplethysmography (PPG) signal. MISPT is applied on the PPG signal after removing the motion artifact using an adaptive noise cancellation filter. MISPT yields several estimates of the heart rate trajectory from the spectrogram of the denoised PPG signal which are finally combined using a novel measure called trajectory strength. Multiple initializations help in correcting erroneous heart rate trajectories unlike the typical SPT which uses only single initialization. Experiments on the PPG data from 12 subjects recorded during intensive physical exercise show that the MISPT based heart rate monitoring indeed yields a better heart rate estimate compared to the SPT with single initialization. On the 12 datasets MISPT results in an average absolute error of 1.11 BPM which is lower than 1.28 BPM obtained by the state-of-the-art online heart rate monitoring algorithm.

Design, analysis and implementation of a versatile low level radio frequency system for accelerating cavities

179 p.

Characteristics of 980/1550 nm WDM coupler based on planar curved waveguides

A wavelength division multiplexer (WDM) for 980/1550 nm based on planar curved waveguide coupler (CWC) is proposed. Compared with conventional parallel straight waveguide coupler (SWC), this structure has more flexibility with two variable parameters of bending radius R and minimum edge-to-edge spacing do, which are the two main parameters for the splitting ratio of coupler and decrease the complexity of device design and fabrication. Based on coupled mode theory (CMT) and waveguide theory, R and do of the WDM CWC are designed to be R = 13.28 m and d(0) = 4.39 mu m. The contrast ratio (CR) and insertion loss (IL) for 980 and 1550 nm are CR1 = 24.62 dB, CR2 = 24.56 dB and IL1 = 0.014 dB, IL2 = 0.015 dB, respectively. The 3D beam propagation method (BPM) is used to verify the validity of the design result. The influence of R and d(0) variations on the device performance is analyzed. For CR > 20 dB, the variation ranges of R and d(0) should be within -0.10 to +0.44 m and -0.05 to + 0.02 mu m, respectively. (c) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Advanced techniques for diagnostics and control applied to particle accelerators

201 p.

Photorelease of Pyridyl Esters in Organometallic Ru(II) Arene Complexes

New Ru(II) arene complexes of formula [((6)-p-cym)Ru(N-N)(X)](2+) (where p-cym = para-cymene, N-N = 2,2'-bipyrimidine (bpm) or 2,2'-bipyridine (bpy) and X = m/p-COOMe-Py, 1-4) were synthesised and characterized, including the molecular structure of complexes [((6)-p-cym)Ru(bpy)(m-COOMe-Py)](2+) (3) and [((6)-p-cym)Ru(bpy)(p-COOMe-Py)](2+) (4) by single-crystal X-ray diffraction. Complexes 1-4 are stable in the dark in aqueous solution over 48 h and photolysis studies indicate that they can photodissociate the monodentate m/p-COOMe-Py ligands selectively with yields lower than 1%. DFT and TD-DFT calculations (B3LYP/LanL2DZ/6-31G**) performed on singlet and triplet states pinpoint a low-energy triplet state as the reactive state responsible for the selective dissociation of the monodentate pyridyl ligands.

Hemodinâmica cardíaca e o metabolismo energético mitocondrial de camundongos adultos hiperalimentados na lactação

O desequilíbrio nutricional no início da vida leva ao desenvolvimento da obesidade, diabetes e doenças cardiovasculares na idade adulta. Este estudo teve como objetivo analisar os efeitos a longo prazo da hiperalimentação na lactação por meio do modelo de redução da ninhada na hemodinâmica e bioenergética cardíaca. Vinte e quatro camundongos machos Swiss adultos foram divididos em dois grupos (controle e hiperalimentado) submetidos a duas condições (linha de base e isquemia/reperfusão) formando quatro grupos no total: grupo controle linha de base (GCLB), grupo controle isquemia/reperfusão (GCIR), grupo hiperalimentado linha de base (GHLB) e o grupo hiperalimentado isquemia/reperfusão (GHIR), todos com seis camundongos/grupo. As alterações cardíacas foram analisadas por meio da hemodinâmica cardíaca, da respiração mitocondrial e da biologia molecular. Os parâmetros hemodinâmicos analisados foram a velocidade de contração (Max dP/dt), a velocidade de relaxamento (Min dP/dt), o tempo de relaxamento cardíaco isovolumétrico (Tau) e os batimentos por minuto (BPM). A respiração mitocondrial foi avaliada por meio da razão do controle respiratório (RCR) na oxidação de carboidratos e ácidos gordos, e finalmente, a biologia molecular, através de proteínas-chave como a proteína quinase B (AKT), a proteína quinase ativada por adenosina monofosfato (AMPK), a carnitina palmitoil transferase 1 (CPT-1), a proteína desacopladora 2 (UCP2), o 4-hidroxinonenal (4-HNE) e a gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (GAPDH). Os camundongos do GH desenvolveram maior peso corporal (30,95%, P<0,001), gordura epididimal (68,64%, P<0,001), gordura retroperitoneal (109,38%, P<0,01) e glicemia de jejum (19,52%, P<0,05) comparados aos do GC. Os parâmetros Max dP/dt e BPM apresentaram diminuição no GHIR quando comparado ao GHLB (P<0,001 e P<0,05). O parâmetro Min dP/dt apresentou-se reduzido no GCIR e GHIR quando comparado aos grupos GCLB e GCLB (P<0,05; P<0,0001 respectivamente). Camundongos do GHIR apresentaram redução do Tau quando comparado aos grupos GCIR e GHLB (P<0,0001). Estes desequilíbrios na hemodinâmica cardíaca foram associados a função mitocondrial, uma vez que, o GHLB apresenta a RCR reduzida para oxidação de ácidos graxos e carboidratos (P<0,05 e P<0,01, respectivamente) e o GHIR apenas na oxidação dos ácidos graxos (P<0,01). Além disso, o GHIR apresentou diversas alterações nas proteínas-chave do metabolismo energético cardíaco, como diminuição do conteúdo de AKT (P<0,05) e aumento do conteúdo de CPT-1 (P<0,05), 4-HNE (P<0,05) e GAPDH (P<0,05) quando comparado ao CGIR. Finalmente, a expressão do mRNA para CPT1, GAPDH e UCP2 foi aumentada no GHIR quando comparado aos GCIR (P<0,05) e GHLB (P<0,05). A expressão de mRNA para UCP2 e CPT-1 foi reduzida no GCIR quando comparado ao GCLB (P<0,01 e P<0,05, respectivamente). O estudo apresenta resultados consistentes, demonstrando efeitos deletérios sobre o metabolismo cardíaco adulto resultante de alterações nutricionais durante a lactação.

Eventos cardíacos decorrentes da infusão contínua de cloridrato de amiodarona: implicações para o enfermeiro

O objeto de estudo são os eventos cardíacos resultantes da infusão contínua de cloridrato de amiodarona em pacientes que evoluíram com fibrilação atrial em pós-operatório de cirurgia cardíaca. Os objetivos foram descrever as características dos pacientes que receberam infusão contínua de cloridrato de amidoarona, apresentar a prevalência de bradicardia e hipotensão encontrada nos pacientes que receberam infusão contínua de cloridrato de amiodarona e discutir as implicações dos achados para a prática dos enfermeiros a partir da prevalência encontrada de bradicardia e hipotensão decorrente da infusão contínua desta substância. Trata-se de um estudo transversal, retrospectivo, documental, por meio de análise de prontuários e avaliação quantitativa dos mesmos. Desenvolvida em uma unidade de pós-operatório de cirurgia cardíaca em um hospital universitário pertencente à rede sentinela no município do Rio de Janeiro. Foi considerado hipotensão em presença de PAS menor que 90 mmHg e bradicardia em presença de frequência cardíaca menor que 60 bpm. As variáveis que caracterizavam a população do estudo e as aferições de pressão arterial e frequência cardíaca foram transcritas para um instrumento de coleta de dados dos anos de 2010 e 2011, gerando 1782 horas de infusão contínua de cloridrato de amiodarona em 27 pacientes cirúrgicos (10,50%). Tratou-se de uma população predominantemente feminina, com idade a cima de 60 anos, período de internação superior a uma semana, apresentava hipertensão arterial prévia (59,26%), era portadora de fibrilação atrial (55,56%) e o diagnóstico cirúrgico de revascularização do miocárdio com circulação extracorpórea foi predominante (70,37%). Os dados mostram que 85,19% dos pacientes eram portadores de pelo menos um fator de risco, 70,37% apresentavam dois fatores de risco e 55,55% apresentavam três fatores de risco para desenvolver fibrilação atrial no pós-operatório de cirurgia cardíaca. Foi encontrada uma prevalência de 85,19% pacientes que apresentaram bradicardia, 66,67% apresentaram hipotensão e 59,26% apresentaram tanto bradicardia como hipotensão. Foram 160 episódios de bradicardia com 6,40 episódios por paciente e 77 episódios de hipotensão com 4,2 por paciente. A bradicardia ocorreu principalmente entre 48 e 72 horas do inicio da infusão. Já a hipotensão aumentou progressivamente nas primeiras 48 horas de infusão. Na presença de bradicardia a intervenção mais frequente foi redução da vazão de amiodarona já na presença de hipotensão, a manutenção de infusão de noradrenalina foi a conduta mais regular. Como estratégia de melhoria para segurança do paciente, foram elaboradas condutas como método de barreira para prevenção de eventos adversos como a bradicardia e hipotensão. Os principais cuidados de enfermagem a serem implementados pelo enfermeiro foram o levantamento de fatores de risco para a fibrilação atrial, a detecção da fibrilação atrial, a manutenção de monitorização cardíaca contínua, aferição horária do ritmo cardíaco e o controle da frequência cardíaca e pressão arterial, objetivando intervir precocemente em presença de hipotensão ou bradicardia.

Frequência cardíaca peritraumática após exposição ao trauma como preditor de transtorno de estresse pós-traumático em adultos: revisão sistemática e metanálise.

O transtorno de estresse pós-traumático (TEPT) é um transtorno de ansiedade que pode ser desenvolvido após a ocorrência de um evento traumático, e que costuma vir acompanhado de um significativo comprometimento da qualidade de vida. Indivíduos diagnosticados com o TEPT apresentam níveis de frequência cardíaca mais elevados em situações de exposição a eventos estressores, como sons e imagens que relembram a experiência traumática. No entanto, estudos que avaliaram a frequência cardíaca no momento do trauma como preditor do desenvolvimento de TEPT não apresentam resultados consistentes. Os objetivos deste trabalho foram: verificar se frequência cardíaca (FC) peritraumática de repouso, após exposição ao trauma, é um fator preditor para o desenvolvimento do TEPT e para a gravidade dos sintomas de TEPT em adultos. Foi realizada uma revisão sistemática, seguida de metanálise, utilizando-se as bases eletrônicas PUBMED, LILACS, PILOTS, PsycoINFO e Web of Science. Foram incluídos 17 estudos nesta revisão sistemática. Os resultados de dez estudos foram utilizados para a metanálise das diferenças de médias de FC combinada. Oito estudos foram utilizados para a metanálise das correlações entre a FC e a gravidade dos sintomas de TEPT. Modelos de meta-regressão foram ajustados para identificar variáveis que pudessem explicar a heterogeneidade entre os estudos. A FC peritraumática no grupo de pacientes com TEPT é, em média, 3,98 batimento por mimuto (bpm) (p=0,04) maior em comparação com aqueles sem o transtorno, e o coeficiente de correlação de Pearson combinado foi de 0,14 (p=0,05).Consistente com a hipótese levantada, a frequência cardíaca peritraumática de repouso foi maior em indivíduos que desenvolveram o TEPT. Contudo, mensuração mais próxima do evento traumático e a exclusão de casos dissociativos poderão ampliar a magnitude do efeito encontrado, tornando este biomarcador simples e facilmente obtido um preditor clinicamente útil do desenvolvimento de TEPT.

Aspectos da condição aeróbica e da flexibilidade em futebolistas profissionais e em participantes de programas de exercício supervisionado

As melhorias funcionais após uma rotina regular de exercícios físicos nem sempre se traduzem em uma idêntica melhoria da condição aeróbica (AER). O objetivo foi identificar se uma rotina regular de exercícios é capaz de manter ou atenuar a queda do condicionamento aeróbico e funcional, bem como se a diferença nas melhorias nestas variáveis, em indivíduos idosos, pode ser explicada por variações em flexibilidade e força/potência muscular. No primeiro estudo, 176 jogadores profissionais de futebol foram divididos em tercis em relação à idade. Obtivemos o consumo de oxigênio (VO2) e frequência cardíaca (FC), além do perfil de flexibilidade global utilizando o Flexiteste (FLX). Dados de pré-temporada (2005-2011) dos tercis extremos (n=54), mais jovem (17-22 anos) e mais velhos (27-36 anos), foram comparados. Os efeitos do envelhecimento foram avaliados pela comparação do VO2, da FC e de regressões lineares de FLX versus valores previstos para a idade. Os resultados foram semelhantes para VO2max, 62,76,1 vs 63,26,2 mL.(kg.min)-1, (p=0,67), e para FLX, 435,9 vs 416,0, respectivamente (p=0,11), o tercil mais jovem apresentou valores mais altos de FCmáx, 1948,1 vs 1898,8 bpm, (p<0,01). Os jogadores não apresentaram a diminuição prevista no VO2max, enquanto FCmax e FLX diminuiram. No segundo estudo utilizou-se dados de 144 pacientes com idade de 6212 anos submetidos a testes de FLX, força/potência muscular e cardiopulmonar de exercício máximo em cicloergômetro de membros inferiores, após pelo menos 3 meses de participação em um programa de exercício supervisionado (PES). A correlação de Pearson foi calculada para avaliar as associações entre a diferença nas melhorias funcional e aeróbica (DEMFA) e as variações de FLX, força de preensão manual (FPM) e potência muscular (POT) e também entre os valores da primeira avaliação de AER e capacidade funcional (FUN) e as respectivas melhorias e o DEMFA. Após uma média de 32 meses de PES, houve aumento da FLX em 11,6% (p<0,01) e da POT em 14,7% (p<0,01), ajustadas para a idade, com preservação da FPM (p=0,47). Houve uma relação inversa entre os resultados da primeira avaliação e a melhoria AER (r=-0,28; p<0,01). Considerando os valores previstos, a AER aumentou menos do que a FUN - 21% versus 25% (p<0,01). A melhoria na FLX associou-se ao DEMFA (r=0,24; p<0,01). Assim, os estudos mostraram: a) ao manter uma rotina regular de exercícios, principalmente aeróbicos, o VO2 não reduz com a idade em futebolistas entre os 16 e 36 anos, apesar de uma redução na FCmax. b) a participação regular em um PES proporciona melhorias de componentes da aptidão física de pacientes promovendo a restauração dos resultados para equivalentes aos previstos para indivíduos saudáveis. c) uma melhoria da FLX contribui para uma maior melhoria da FUN do que da AER

Finite element beam propagation method for analysis of plasmonic waveguide

The basic idea of the finite element beam propagation method (FE-BPM) is described. It is applied to calculate the fundamental mode of a channel plasmonic polariton (CPP) waveguide to confirm its validity. Both the field distribution and the effective index of the, fundamental mode are given by the method. The convergence speed shows the advantage and stability of this method. Then a plasmonic waveguide with a dielectric strip deposited on a metal substrate is investigated, and the group velocity is negative for the fundamental mode of this kind of waveguide. The numerical result shows that the power flow direction is reverse to that of phase velocity.

Paired interference 3-dB coupler based on SOI rib waveguides with anisotropic chemical wet etching

A 3-dB paired interference (PI) optical coupler in silicon-on-insulator (SOI) based on rib waveguides with trapezoidal cross section was designed with simulation by a modified finite-difference beam propagation method (FD-BPM) and fabricated by potassium hydroxide (KOH) anisotropic chemical wet etching. Theoretically, tolerances of width, length, and port distance are more than 1, 100, and 1 mu m, respectively. Smooth interface was obtained with the propagation loss of 1.1 dB/cm at the wavelength of 1.55 mu m. The coupler has a good uniformity of 0.2 dB and low excess loss of less than 2 dB.

Monolithically integrated transceiver with novel Y-branch by bundle integrated waveguide for fibre optic gyroscope

A novel Y-branch based monolithic transceiver with a superluminescent diode and a waveguide photodiode (Y-SDL-PD) is designed and fabricated by the method of bundle integrated waveguide (BIG) as the scheme for monolithic integration and angled Y-branch as the passive bi-directional waveguide. The simulations of BIG and Y-branches show low losses and improved far-field patterns, based on the beam propagation method (BPM). The amplified spontaneous emission of the device is up to 10mW at 120mA with no threshold and saturation. Spectral characteristics of about 30 nm width and less than 1 dB modulation are achieved using the built-in anti-lasing ability of Y-branch. The beam divergence angles in horizontal and vertical directions are optimized to as small as 12 degrees x 8 degrees, resulting in good fibre coupling.