NUMERICAL STUDY OF DAMMANN ARRAY ILLUMINATORS

The numerical solutions of binary-phase (0, tau) gratings for one-dimensional array illuminators up to 32 are presented. Some fabrication errors, which are due to position-quantization errors, phase errors, dilation (or erosion) errors, and the side-slope error, are calculated and show that even-number array illuminators are superior to odd-number array illuminators when these fabrication errors are considered. One (0, tau) binary-phase, 8 x 16 array illuminator made with the wet-chemical-etching method is given in this paper.

Uma proposta metodológica de integração de técnicas de análise espectral e de inteligência computacional, baseadas em conhecimento, para o reconhecimento de padrões em imagens multiespectrais

Somente no ano de 2011 foram adquiridos mais de 1.000TB de novos registros digitais de imagem advindos de Sensoriamento Remoto orbital. Tal gama de registros, que possui uma progressão geométrica crescente, é adicionada, anualmente, a incrível e extraordinária massa de dados de imagens orbitais já existentes da superfície da Terra (adquiridos desde a década de 70 do século passado). Esta quantidade maciça de registros, onde a grande maioria sequer foi processada, requer ferramentas computacionais que permitam o reconhecimento automático de padrões de imagem desejados, de modo a permitir a extração dos objetos geográficos e de alvos de interesse, de forma mais rápida e concisa. A proposta de tal reconhecimento ser realizado automaticamente por meio da integração de técnicas de Análise Espectral e de Inteligência Computacional com base no Conhecimento adquirido por especialista em imagem foi implementada na forma de um integrador com base nas técnicas de Redes Neurais Computacionais (ou Artificiais) (através do Mapa de Características Auto- Organizáveis de Kohonen SOFM) e de Lógica Difusa ou Fuzzy (através de Mamdani). Estas foram aplicadas às assinaturas espectrais de cada padrão de interesse, formadas pelos níveis de quantização ou níveis de cinza do respectivo padrão em cada uma das bandas espectrais, de forma que a classificação dos padrões irá depender, de forma indissociável, da correlação das assinaturas espectrais nas seis bandas do sensor, tal qual o trabalho dos especialistas em imagens. Foram utilizadas as bandas 1 a 5 e 7 do satélite LANDSAT-5 para a determinação de cinco classes/alvos de interesse da cobertura e ocupação terrestre em três recortes da área-teste, situados no Estado do Rio de Janeiro (Guaratiba, Mangaratiba e Magé) nesta integração, com confrontação dos resultados obtidos com aqueles derivados da interpretação da especialista em imagens, a qual foi corroborada através de verificação da verdade terrestre. Houve também a comparação dos resultados obtidos no integrador com dois sistemas computacionais comerciais (IDRISI Taiga e ENVI 4.8), no que tange a qualidade da classificação (índice Kappa) e tempo de resposta. O integrador, com classificações híbridas (supervisionadas e não supervisionadas) em sua implementação, provou ser eficaz no reconhecimento automático (não supervisionado) de padrões multiespectrais e no aprendizado destes padrões, pois para cada uma das entradas dos recortes da área-teste, menor foi o aprendizado necessário para sua classificação alcançar um acerto médio final de 87%, frente às classificações da especialista em imagem. A sua eficácia também foi comprovada frente aos sistemas computacionais testados, com índice Kappa médio de 0,86.

Um estudo sobre a teoria de campos no espaço-tempo não comutativo

Os aspectos quânticos de teorias de campo formuladas no espaço-tempo não comutativo têm sido amplamente estudados ao longo dos anos. Um dos principais aspectos é o que na literatura ficou conhecido como mixing IR/UV. Trata-se de uma mistura das divergências, que foi vista pela primeira vez no trabalho de Minwalla et al [28], onde num estudo do campo escalar não comutativo com interação quártica vemos já a 1 loop que o tadpole tem uma divergência UV associada a sua parte planar e, junto com ela, temos uma divergência IR associada com um gráfico não planar. Essa mistura torna a teoria não renormalizável. Dado tal problema, houve então uma busca por mecanismos que separassem essas divergências a fim de termos teorias renormalizáveis. Um mecanismo proposto foi a adição de um termo não local na ação U*(1) para que esta seja estável.Neste trabalho, estudamos através da renormalização algébrica a estabilidade deste modelo. Para tal, precisamos localizar o operador não local através de campos auxiliares e seus respectivos ghosts (metodo de Zwanziger) na intenção de retirar os graus de liberdade indesejados que surgem. Usamos o approachda quebra soft de BRST para analisar o termo que quebra BRST, que consiste em reescrevermos tal termo com o auxílio de fontes externas que num determinado limite físico voltam ao termo original.Como resultado, vimos que a teoria com a adição deste termo na ação só é renormalizável se tivermos que introduzir novos termos, sendo alguns deles quárticos. Porém, estes termos mudam a forma do propagador, que não desacopla as divergências. Um outro aspecto que podemos salientar é que, dependendo da escolha de alguns parâmetros, o propagador dá indícios de termos um fótonconfinante, seguindo o critério de Wilson e o critério da perda da positividade do propagador.

Implementação Eletrônica de Sistemas Fuzzy.

Este trabalho investiga a implementação de sistemas fuzzy com circuitos eletrônicos. Tais sistemas têm demonstrado sua capacidade de resolver diversos tipos de problemas em várias aplicações de engenharia, em especial nas relacionadas com controle de processos. Para processos mais complexos, o raciocínio aproximado da lógica fuzzy fornece uma maneira de compreender o comportamento do sistema, permitindo a interpolação aproximada entre situações observadas de entrada e saída. A implementação de um sistema fuzzy pode ser baseada em hardware, em software ou em ambos. Tipicamente, as implementações em software utilizam ambientes de programação integrados com simulação, de modo a facilitar o trabalho do projetista. As implementações em hardware, tradicionais ou evolutivas, podem ser analógicas ou digitais e viabilizam sistemas de maior desempenho. Este trabalho tem por objetivo pesquisar a implementação eletrônica de sistemas fuzzy, a fim de viabilizar a criação de sistemas reais capazes de realizar o mapeamento de entrada e saída adequado. O foco é a utilização de uma plataforma com uma arquitetura analógico-digital baseada em uma tabela de mapeamento armazenada em uma memória de alta capacidade. Memórias do tipo SD (Secure Digital) foram estudadas e utilizadas na construção do protótipo eletrônico da plataforma. Também foram desenvolvidos estudos sobre a quantização, especificamente sobre a possibilidade de redução do número de bits. Com a implementação realizada é possível desenvolver um sistema fuzzy num ambiente simulado (Matlab), configurar a plataforma e executar o sistema fuzzy diretamente na plataforma eletrônica. Os testes com o protótipo construído comprovaram seu bom funcionamento.

Spread transform watermarking for video sources

Spread Transform (ST) is a quantization watermarking algorithm in which vectors of the wavelet coefficients of a host work are quantized, using one of two dithered quantizers, to embed hidden information bits; Loo had some success in applying such a scheme to still images. We extend ST to the video watermarking problem. Visibility considerations require that each spreading vector refer to corresponding pixels in each of several frames, that is, a multi-frame embedding approach. Use of the hierarchical complex wavelet transform (CWT) for a visual mask reduces computation and improves robustness to jitter and valumetric scaling. We present a method of recovering temporal synchronization at the detector, and give initial results demonstrating the robustness and capacity of the scheme.

Magnetic quantum oscillations for the surface states of topological insulator Bi2Se3

We study quantum oscillations of the magnetization in Bi2Se3 (111) surface system in the presence of a perpendicular magnetic field. The combined spin-chiral Dirac cone and Landau quantization produce profound effects on the magnetization properties that are fundamentally different from those in the conventional semiconductor two-dimensional electron gas. In particular, we show that the oscillating center in the magnetization chooses to pick up positive or negative values depending on whether the zero-mode Landau level is occupied or empty. An intuitive analysis of these features is given and the subsequent effects on the magnetic susceptibility and Hall conductance are also discussed.

Transfer and detection of single electrons using metal-oxide-semiconductor field-effect transistors

A single-electron turnstile and electrometer circuit was fabricated on a silicon-on-insulator substrate. The turnstile, which is operated by opening and closing two metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) alternately, allows current quantization at 20 K due to single-electron transfer. Another MOSFET is placed at the drain side of the turnstile to form an electron storage island. Therefore, one-by-one electron entrance into the storage island from the turnstile can be detected as an abrupt change in the current of the electrometer, which is placed near the storage island and electrically coupled to it. The correspondence between the quantized current and the single-electron counting was confirmed.

Greatly enhanced resonant tunneling of photo-excited holes in a three-barrier resonant tunneling structure

By integrating a resonant tunneling diode with a 1.2 mu m-thick slightly doped n-type GaAs layer in a three-barrier, two-well resonant tunneling structure, the resonant tunneling of photo-excited holes exhibits a value of peak-to-valley current ratio (PVCR) as high as 36. A vast number of photo-excited holes generated in this 1.2 mu m-thick slightly doped n-type GaAs layer, and the quantization of hole levels in a 23nm-thick quantum well on the outgoing side of hole tunneling out off the resonant tunneling diode which greatly depressed the valley current of the holes, are thought to be responsible for such greatly enhanced PVCR.

Electron g factors and optical properties of InAs quantum ellipsoids

The electronic structure, electron g factors and optical properties of InAs quantum ellipsoids are investigated, in the framework of the eight-band effective-mass approximation. It is found that the light-hole states come down in comparison with the heavy-hole states when the spheres are elongated, and become the lowest states of the valence band. Circularly polarized emissions under circularly polarized excitations may have opposite polarization factors to the exciting light. For InAs ellipsoids the length, which is smaller than 35 nm, is still in a strongly quantum-confined regime. The electron g factors of InAs spheres decrease with increasing radius, and are nearly 2 when the radius is very small. The quantization of the electron states quenches the orbital angular momentum of the states. Actually, as some of the three dimensions increase, the electron g factors decrease. As more dimensions increase, the g factors decrease more. The dimensions perpendicular to the direction of the magnetic field affect the g factors more than the other dimension. The magnetic field along the z axis of the crystal structure causes linearly polarized emissions in the spheres, which emit unpolarized light in the absence of magnetic field.

Electron and hole transport through quantum dots

The transmission through quantum dots (QDs) is calculated using the recursion method. In our calculation, the effect of finite offset is taken into account. The results show that the shapes of the QDs determine the number of resonant tunneling peaks and the distances between the peaks decrease as the radii of the QDs increase. The intensities of the conductance are strongly dependent on the barrier widths. The conductance peaks are split when transmitting through two QDs. The theoretical results qualitatively agree with the available experimental data. Our calculated results should be useful for the application of QDs to photoelectric devices. (C) 2002 American Institute of Physics.

Influence of growth conditions on self-assembled InAs nanostructures grown on (001)InP substrate by molecular beam epitaxy

Self-assembled InAs nanostructures on (0 0 1) InP substrate have been grown by molecular beam epitaxy (MBE) and evaluated by transmission electron microscopy (TEM) and photoluminescence (PL). It is found that the morphologies and PL properties of InAs nanostructures depend strongly on the growth condition. For the same buffer layer, elongated InAs quantum wires (QWRs) and no isotropic InAs quantum dots (QDs) can be obtained using different growth conditions. At the same time, for InAs quantum dots, PL spectra also show several emission peaks related to different islands size. Theoretical calculation indicated that there are size quantization effects in InAs islands. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Mechanisms for extra conductance plateaus in quantum wires

Spin-density-functional theory is employed to calculate the conductance G through a quasi-one-dimensional quantum wire. In addition to the usual subband quantization plateaus at G=n(2e(2)/h), we find additional structures at (n+1/2)(2e(2)/h). The extra structures appear whether or not the electrons in the wire spin polarize. However, only the spin-polarized case reproduces the experimental temperature and magnetic field dependences.

Photoelectrochemical behavior of a novel composite In0.15Ga0.85As/GaAs vertical bar GaAs/Al0.3Ga0.7As multiple quantum well electrode

A novel composite InxGa1-xAs/GaAs/GaAs/AlxGa1-xAs multiple quantum well material with different well widths was studied as a new kind of photoelectrode in a photoelectrochemical cell. The photocurrent spectrum and photocurrent-electrode potential curve were measured in ferrocene nonaqueous solution. Pronounced quantization effects and strong exciton absorption were observed in the photocurrent spectrum. The effects of surface states and interfacial states on the photocurrent-electrode potential curve are discussed. (C) 2000 Elsevier Science S.A. All rights reserved.

A Compact Direct Digital Frequency Synthesizer for System-on-chip

A compact direct digital frequency synthesizer (DDFS) for system-on-chip (SoC) is developed in this paper. For smaller chip size and lower power consumption, the phase to sine mapping data is compressed by using sine symmetry technique, sine-phase difference technique, quad line approximation (QLA) technique and quantization and error read only memory (QE-ROM) technique. The ROM size is reduced by 98 % using the techniques mentioned above. A compact DDFS chip with 32-bit phase storage depth and a 10-bit on-chip digital to analog converter(DAC) has been successfully implemented using standard 0.35um CMOS process. The core area of the DDFS is 1.6mm(2). It consumes 167 mW at 3.3V, and its spurious free dynamic range (SFDR) is 61dB.

Unified theory for Goos-Hanchen and imbert-fedorov effects

A unified theory is advanced to describe both the lateral Goos-Hanchen (GH) effect and the transverse Imbert-Fedorov (IF) effect, through representing the vector angular spectrum of a three-dimensional light beam in terms of a two-form angular spectrum consisting of its two orthogonal polarized components. From this theory, the quantization characteristics of the GH and IF displacements are obtained, and the Artmann formula for the GH displacement is derived. It is found that the eigenstates of the GH displacement are the two orthogonal linear polarizations in this two-form representation, and the eigenstates of the IF displacement are the two orthogonal circular polarizations. The theoretical predictions are found to be in agreement with recent experimental results.