消色差相位匹配在光参量啁啾脉冲放大中的应用

Optical parametric chirped-pulse amplification (OPCPA) supplies broadband gain for ultrashort pulses. A new theoretic explanation of OPCPA has been obtained by introducing the concept of tilted pulse front in this paper, and the distribution of broadband amplification has been twice expanded by introducing the technology of achromatic phase matching (APM). The prospect of APM in OPCPA has been discussed in detail. Finally, a design for the amplification of chirped pulses at 1600 nm has been firstly proposed and numerically simulated. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

High-energy ion emission from cooled deuterium clusters in 20 TW laser fields

High-energy ion emission from intense-ultrashort (30fs) laser-pulse- cooled deuterium-cluster (80K) interaction is measured. The deuterium ions have an average energy 20keV, which greatly exceeds Zweiback's expectation [Phys. Rev. Lett. 84 (2000) 2634]. These fast deuterium ions can be used to drive fusion and have a broad prospect.

IPCC WGII Fifth Assessment Report (AR5): Expanding the solution space for adaptation

6 p.

Quinto informe de evaluación (AR5) del GT-II del IPPC: aumentando el espacio de las soluciones para la adaptación

6 p.

IPPC-ren II. lan-taldearen bosgarren ebaluazio txostena (AR5): egokitzerako konponbideeremua zabaltzen

6 p.

Efficient methods for empirical tests of behavioral economics theories in laboratory and field experiments

In the quest for a descriptive theory of decision-making, the rational actor model in economics imposes rather unrealistic expectations and abilities on human decision makers. The further we move from idealized scenarios, such as perfectly competitive markets, and ambitiously extend the reach of the theory to describe everyday decision making situations, the less sense these assumptions make. Behavioural economics has instead proposed models based on assumptions that are more psychologically realistic, with the aim of gaining more precision and descriptive power. Increased psychological realism, however, comes at the cost of a greater number of parameters and model complexity. Now there are a plethora of models, based on different assumptions, applicable in differing contextual settings, and selecting the right model to use tends to be an ad-hoc process. In this thesis, we develop optimal experimental design methods and evaluate different behavioral theories against evidence from lab and field experiments.

We look at evidence from controlled laboratory experiments. Subjects are presented with choices between monetary gambles or lotteries. Different decision-making theories evaluate the choices differently and would make distinct predictions about the subjects' choices. Theories whose predictions are inconsistent with the actual choices can be systematically eliminated. Behavioural theories can have multiple parameters requiring complex experimental designs with a very large number of possible choice tests. This imposes computational and economic constraints on using classical experimental design methods. We develop a methodology of adaptive tests: Bayesian Rapid Optimal Adaptive Designs (BROAD) that sequentially chooses the "most informative" test at each stage, and based on the response updates its posterior beliefs over the theories, which informs the next most informative test to run. BROAD utilizes the Equivalent Class Edge Cutting (EC²) criteria to select tests. We prove that the EC² criteria is adaptively submodular, which allows us to prove theoretical guarantees against the Bayes-optimal testing sequence even in the presence of noisy responses. In simulated ground-truth experiments, we find that the EC² criteria recovers the true hypotheses with significantly fewer tests than more widely used criteria such as Information Gain and Generalized Binary Search. We show, theoretically as well as experimentally, that surprisingly these popular criteria can perform poorly in the presence of noise, or subject errors. Furthermore, we use the adaptive submodular property of EC² to implement an accelerated greedy version of BROAD which leads to orders of magnitude speedup over other methods.

We use BROAD to perform two experiments. First, we compare the main classes of theories for decision-making under risk, namely: expected value, prospect theory, constant relative risk aversion (CRRA) and moments models. Subjects are given an initial endowment, and sequentially presented choices between two lotteries, with the possibility of losses. The lotteries are selected using BROAD, and 57 subjects from Caltech and UCLA are incentivized by randomly realizing one of the lotteries chosen. Aggregate posterior probabilities over the theories show limited evidence in favour of CRRA and moments' models. Classifying the subjects into types showed that most subjects are described by prospect theory, followed by expected value. Adaptive experimental design raises the possibility that subjects could engage in strategic manipulation, i.e. subjects could mask their true preferences and choose differently in order to obtain more favourable tests in later rounds thereby increasing their payoffs. We pay close attention to this problem; strategic manipulation is ruled out since it is infeasible in practice, and also since we do not find any signatures of it in our data.

In the second experiment, we compare the main theories of time preference: exponential discounting, hyperbolic discounting, "present bias" models: quasi-hyperbolic (α, β) discounting and fixed cost discounting, and generalized-hyperbolic discounting. 40 subjects from UCLA were given choices between 2 options: a smaller but more immediate payoff versus a larger but later payoff. We found very limited evidence for present bias models and hyperbolic discounting, and most subjects were classified as generalized hyperbolic discounting types, followed by exponential discounting.

In these models the passage of time is linear. We instead consider a psychological model where the perception of time is subjective. We prove that when the biological (subjective) time is positively dependent, it gives rise to hyperbolic discounting and temporal choice inconsistency.

We also test the predictions of behavioral theories in the "wild". We pay attention to prospect theory, which emerged as the dominant theory in our lab experiments of risky choice. Loss aversion and reference dependence predicts that consumers will behave in a uniquely distinct way than the standard rational model predicts. Specifically, loss aversion predicts that when an item is being offered at a discount, the demand for it will be greater than that explained by its price elasticity. Even more importantly, when the item is no longer discounted, demand for its close substitute would increase excessively. We tested this prediction using a discrete choice model with loss-averse utility function on data from a large eCommerce retailer. Not only did we identify loss aversion, but we also found that the effect decreased with consumers' experience. We outline the policy implications that consumer loss aversion entails, and strategies for competitive pricing.

In future work, BROAD can be widely applicable for testing different behavioural models, e.g. in social preference and game theory, and in different contextual settings. Additional measurements beyond choice data, including biological measurements such as skin conductance, can be used to more rapidly eliminate hypothesis and speed up model comparison. Discrete choice models also provide a framework for testing behavioural models with field data, and encourage combined lab-field experiments.

Rational design of zinc phosphide heterojunction photovoltaics

The prospect of terawatt-scale electricity generation using a photovoltaic (PV) device places strict requirements on the active semiconductor optoelectronic properties and elemental abundance. After reviewing the constraints placed on an "earth-abundant" solar absorber, we find zinc phosphide (α-Zn₃P₂) to be an ideal candidate. In addition to its near-optimal direct band gap of 1.5 eV, high visible-light absorption coefficient (>10⁴ cm^-1), and long minority-carrier diffusion length (>5 μm), Zn₃P₂ is composed of abundant Zn and P elements and has excellent physical properties for scalable thin-film deposition. However, to date, a Zn₃P₂ device of sufficient efficiency for commercial applications has not been demonstrated. Record efficiencies of 6.0% for multicrystalline and 4.3% for thin-film cells have been reported, respectively. Performance has been limited by the intrinsic p-type conductivity of Zn₃P₂ which restricts us to Schottky and heterojunction device designs. Due to our poor understanding of Zn₃P₂ interfaces, an ideal heterojunction partner has not yet been found.

The goal of this thesis is to explore the upper limit of solar conversion efficiency achievable with a Zn₃P₂ absorber through the design of an optimal heterojunction PV device. To do so, we investigate three key aspects of material growth, interface energetics, and device design. First, the growth of Zn₃P₂ on GaAs(001) is studied using compound-source molecular-beam epitaxy (MBE). We successfully demonstrate the pseudomorphic growth of Zn₃P₂ epilayers of controlled orientation and optoelectronic properties. Next, the energy-band alignments of epitaxial Zn₃P₂ and II-VI and III-V semiconductor interfaces are measured via high-resolution x-ray photoelectron spectroscopy in order to determine the most appropriate heterojunction partner. From this work, we identify ZnSe as a nearly ideal n-type emitter for a Zn₃P₂ PV device. Finally, various II-VI/Zn₃P₂ heterojunction solar cells designs are fabricated, including substrate and superstrate architectures, and evaluated based on their solar conversion efficiency.

Contribuição para o planejamento brasileiro de exploração de petróleo e gás natural através da formulação de uma política nacional de uso sustentável das reservas de petróleo e gás natural

Petróleo e gás natural são recursos naturais não renováveis que possuem grande participação na matriz energética mundial e tendência de crescimento na matriz nacional, cujo marco regulatório limita-se a definir critérios técnicos e procedimentais sem incorporar o modelo de sustentabilidade instituído pela Constituição Federal de 1988. A natureza finita dos recursos não renováveis, como o petróleo e o gás natural, exige uma visão do planejamento de sua exploração de longo prazo na definição dos objetivos e metas. Essa perspectiva de longo prazo traduz uma das preocupações do desenvolvimento sustentável: a garantia de direitos para as futuras gerações. Assim, ao procurar fornecer elementos para a tradução do modelo de desenvolvimento sustentável no arcabouço institucional e legal da indústria petrolífera vigente no Brasil, o presente trabalho busca contribuir para o aprimoramento da regulação petrolífera nacional e a qualidade de vida das gerações presentes e futuras. E, mais do que propor a elaboração de um projeto de lei, como modalidade de implantação de uma política pública, queremos contribuir para o fortalecimento das práticas e ações governamentais voltadas para a aplicação do desenvolvimento sustentável, consoante apregoa a Constituição Federal brasileira. Trata-se aqui de demonstrar, através de metodologia quali-quantitativa, a tese de que é possível incorporar o princípio constitucional de desenvolvimento sustentável na atividade de exploração e produção de petróleo e gás natural, formulando uma política pública que incorpore, no regime de propriedade do petróleo, a variável ambiental e o uso intergeracional que já haviam sido e continuam sendo aplicados a algumas fontes renováveis de energia. Inicialmente, identificamos a composição da matriz energética brasileira desde a inserção do petróleo como uma questão de Estado a partir dos anos 50 do século XX. Em seguida, analisamos a concepção legal e doutrinária para propor, então, a conceituação de um modelo de desenvolvimento energético sustentável, estruturante para a proposição de uma política nacional para a indústria petrolífera. Com base nessa conceituação, analisamos o marco regulatório e os procedimentos institucionais praticados atualmente para identificar as lacunas existentes no ordenamento a serem supridas pela política nacional proposta. A partir da análise dos contextos legal e institucional, e das políticas energética e ambiental, propomos a tradução de conceitos, objetivos, princípios e instrumentos num projeto de lei de Política Nacional de Uso Sustentável das Reservas de Petróleo e Gás Natural. Concluímos tecendo considerações gerais e específicas sobre a proposição aqui formulada com vistas ao aprimoramento do modelo nacional de gestão de recursos energéticos e ao fomento das discussões voltadas para a sustentabilidade das políticas públicas e as práticas privadas enraizadas na exploração irracional de recursos não renováveis

自由空间相干光通信技术及发展

对比了相干探测和直接探测，以及自由空间相干光通信和光纤相干通信，对相干自由空间激光通信系统的特点和关键技术进行了讨论，回顾了近年来国外在自由空间相干光通信领域内开展的有关研究计划。最后对相干光通信技术的应用前景进行了展望。

Quantum squeezing of motion in a mechanical resonator

Quantum mechanics places limits on the minimum energy of a harmonic oscillator via the ever-present "zero-point" fluctuations of the quantum ground state. Through squeezing, however, it is possible to decrease the noise of a single motional quadrature below the zero-point level as long as noise is added to the orthogonal quadrature. While squeezing below the quantum noise level was achieved decades ago with light, quantum squeezing of the motion of a mechanical resonator is a more difficult prospect due to the large thermal occupations of megahertz-frequency mechanical devices even at typical dilution refrigerator temperatures of ~ 10 mK.

Kronwald, Marquardt, and Clerk (2013) propose a method of squeezing a single quadrature of mechanical motion below the level of its zero-point fluctuations, even when the mechanics starts out with a large thermal occupation. The scheme operates under the framework of cavity optomechanics, where an optical or microwave cavity is coupled to the mechanics in order to control and read out the mechanical state. In the proposal, two pump tones are applied to the cavity, each detuned from the cavity resonance by the mechanical frequency. The pump tones establish and couple the mechanics to a squeezed reservoir, producing arbitrarily-large, steady-state squeezing of the mechanical motion. In this dissertation, I describe two experiments related to the implementation of this proposal in an electromechanical system. I also expand on the theory presented in Kronwald et. al. to include the effects of squeezing in the presence of classical microwave noise, and without assumptions of perfect alignment of the pump frequencies.

In the first experiment, we produce a squeezed thermal state using the method of Kronwald et. al.. We perform back-action evading measurements of the mechanical squeezed state in order to probe the noise in both quadratures of the mechanics. Using this method, we detect single-quadrature fluctuations at the level of 1.09 +/- 0.06 times the quantum zero-point motion.

In the second experiment, we measure the spectral noise of the microwave cavity in the presence of the squeezing tones and fit a full model to the spectrum in order to deduce a quadrature variance of 0.80 +/- 0.03 times the zero-point level. These measurements provide the first evidence of quantum squeezing of motion in a mechanical resonator.

Razões, sentimentos e projetos profissionais: experiência dos vestibulandosas (Vitória, ES, 2009 - 2010)

Dar nitidez aos sentimentos e razões que emergem das experiências dos vestibulandos de Vitória-ES, entre 2009-2010, e que os movem em direção a seus projetos profissionais é objetivo deste trabalho. A noção de projeto aqui utilizada (VELHO, 1999) afasta-se da clássica compreensão liberal do ser humano, autônomo, livre e único, responsável por seus sucessos e fracassos, subjacente a estudos sobre escolha profissional. A ideia proposta é que campo de experiências dos sujeitos marca seus projetos profissionais, mas que suas condutas deliberadas, não necessariamente racionais, expõem certas expectativas de vida, quaisquer que sejam as posições sociais desses sujeitos. Para o exame dessas expectativas, esses sujeitos foram vistos em suas relações sociais - nas interseções de classes, gênero, de cor da pele, de gerações, etc. Reconheceu-se, ainda, que razões e sentimentos (WILLIAMS, 1969), também forjam projetos profissionais de sujeitos sob diversas condições sociais e apesar delas. Por considerar que esses projetos portam manifestações humanas, nem sempre perceptíveis e tantas vezes encobertas, a metáfora do rizoma (DELEUZE; GUATTARI, 2004), foi de utilidade metodológica. Alguns indícios (GINZBURG, 2007), sugeriram caminhos de pesquisa e alguns dos significados aos sujeitos para que esses projetos pudessem ser detectados. A perspectiva da longa duração histórica e dos tempos múltiplos presidiu o exame de trajetórias selecionadas de um conjunto de sujeitos pesquisados entre os anos 2009-2010, o que favoreceu a percepção de continuidades históricas, mas também a ocorrência de mudanças de certas tendências sociais. Dois cursos de pré-vestibular, um público e um privado, em Vitória, ES, nessa conjuntura, mostraram um pouco da pluralidade de expectativas de diferentes jovens - pobres, de classes média e alta, homens e mulheres, brancos, negros e pardos, mais novos e mais velhos em relação ao ensino superior presente em seus projetos profissionais. Razões e sentimentos que os movem e que se movem, nem sempre examinados em estudos sobre a matéria, foram expostos. Contribuições de Elias (1990), de R. Williams (1969), de Bourdieu (2003, 2009), de E. P. Thompson (2002), de Löwy (1990), entre outros, apoiaram evidências de que as relações indivíduo e sociedade, sempre plurais e complexas, expressam apenas partes de seus sentidos civilizadores. Para reduzir incertezas, recorreu-se a dados macrossociais e microssociais (REVEL, 1998). Entrevistas com tais jovens e coordenadores de seus cursos, observações advindas de dinâmica de grupo e, também, exame de publicações oficiais, de periódicos de divulgação de matéria sobre vestibular, entre 2009-2010, situaram um trato de escalas analíticas de difícil exercício. Para além das relações de classes, gênero, cor da pele, geração etc., pode-se concluir que esses sujeitos, por razões e sentimentos variados, com seus projetos profissionais, tanto se deslocam de suas posições sociais de origem como as mantêm, mas todos, em suas novas experiências e de diferentes modos, também se preparam para atuar sobre os sentidos civilizadores de seu tempo.

Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro e a expansão dos riscos ambientais, ações preventivas e catástrofes: o caso de Petrópolis

O município de Petrópolis, palco de recorrente de problemas ambientais envolvendo movimentos de massa concentrados historicamente na sua área mais urbanizada, os distritos Sede e Cascatinha, vive nas últimas décadas um crescimento populacional que se orienta basicamente para antigas áreas rurais de Itaipava, Pedro do Rio e Posse. O objetivo geral da pesquisa é investigar como este crescimento vem ocorrendo, analisando as características geológico-geomorfológicas dos novos espaços ocupados, os fatores predisponentes às novas condições de risco envolvendo os movimentos de massa e as inundações. Assim, foi elaborado um panorama sócio-evolutivo do processo de ocupação do solo em Petrópolis, considerando especialmente a dinâmica demográfica registrada nos distritos através dos censos demográficos a partir da década de 1940. Utilizando o geoprocessamento como ferramenta e a classificação visual de segmentação de OrtofotosCarta IBGE na escala 1: 25.000, foram produzidos mapas de uso do solo para o município e distritos detalhando a área ocupada. Com o fim de atender ao diagnóstico das situações de risco foi realizado o levantamento da situação atual da ocorrência dos movimentos de massa e inundações no município, comparando levantamentos anteriores e verificando a distribuição das ocorrências e a população atingida. Por fim, a avaliação da execução da política de desenvolvimento e expansão urbana definida no Plano Diretor de Petrópolis e na Lei de Uso, Parcelamento e Ocupação do Solo, analisando o zoneamento e seus usos (rural, rururbano, urbano e zona de proteção especial) resultando no entendimento de como os aspectos normativos vem sendo tratados, naquilo que são respeitados e naquilo que não são cumpridos na dinâmica da ocupação do espaço, levantando as ações de prevenção, ou não, dos problemas ambientais. Contudo, a definição dos objetivos do trabalho teve dois momentos. O primeiro com a análise da expansão urbana construindo novas condições de risco e o segundo momento, lamentavelmente, aquele no qual as evidências ganharam contorno de realidade com o ocorrido em dezembro de 2010 e em janeiro de 2011, principalmente quando inundações bruscas associadas aos deslizamentos de terra nas encostas atingiram áreas de Petrópolis e de outros municípios da região Serrana do Estado do Rio de Janeiro, certamente, a maior tragédia ambiental ocorrida no Centro-Sul do país até então. Com mais de 900 mortos, centenas de desaparecidos e milhares de desabrigados e desalojados, os eventos suplantaram os objetivos do trabalho, colocando novas questões, ao mesmo tempo em que a realidade demonstrou a coerência e pertinência daqueles objetivos com os problemas apresentados. Assim, dentre os objetivos passou a constar também a verificação in loco das conseqüências de movimentos de massa e inundações nas áreas apontadas anteriormente, como foi o caso do vale do Rio Santo Antônio em Itaipava. O trabalho, assim, se pautou por indicar a necessidade ter-se maior atenção às novas áreas de ocupação no município, considerando a natureza do território, contribuindo como um subsídio na prevenção ao risco.

光折变相干散射噪声

全面介绍了光折变相干散射噪声的研究状况，描述并分析了形成散射噪声的必要条件及理论机制，说明了散射噪声的观测技术及评价标准；总结了抑制噪声的各种方案及噪声的相关应用，最后展望了光折变散射噪声的研究前景。

Genetic engineering of microorganisms: free release into the environment

Genetic engineering now makes possible the insertion of DNA from many organisms into other prokaryotic, eukaryotic and viral hosts. This technology has been used to construct a variety of such genetically engineered microorganisms (GEMs). The possibility of accidental or deliberate release of GEMs into the natural environment has recently raised much public concern. The prospect of deliberate release of these microorganisms has prompted an increased need to understand the processes of survival, expression, transfer and rearrangement of recombinant DNA molecules in microbial communities. The methodology which is being developed to investigate these processes will greatly enhance our ability to study microbial population ecology.

氧化物记录介质在光存储中的应用及其研究进展

系统总结了用于光存储记录层的氧化物薄膜的存储机理、存储特性以及最新进展，讨论了氧化物掺杂对提高存储性能的影响，指出了氧化物薄膜存在的不足，并探讨了可能的改善途径。在此基础上对存储材料的发展趋势及氧化物材料的研究前景进行了展望。