Towards coherent optical control of a single hole spin: Rabi rotation of a trion conditional on the spin state of the hole

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A low-cost neurostimulator with accurate pulsed-current control

A constant-current stimulator for high-impedance loads using only low-cost standard high-voltage components Is presented. A voltage-regulator powers an oscillator built across the primary of a step-up transformer whose secondary supplies, after rectification, the high voltage to a switched current-mirror in the driving stage. Adjusting the regulated voltage controls the pulsed-current intensity. A prototype produces stimulus of amplitude and pulsewidth within 0 less than or equal to I-skin less than or equal to 20 mA and 50 mus less than or equal to T-pulse less than or equal to 1 ms, respectively. Pulse-repetition spans from 1 Hz to 10 Hz. Worst case ripple is 3.7% at I-skin = 1 mA. Overall consumption is 5.6 W at I-skin = 20 mA.

Tm and Tm-Tb-doped germanate glasses for S-band amplifiers

The mechanism involved in the Tm(3+)((3)F(4)) -> Tb(3+)((7)F(0,1,2)) energy transfer as a function of the Tb concentration was investigated in Tm:Tb-doped germanate (GLKZ) glass. The experimental transfer rate was determined from the best fit of the (3)F(4) luminescence decay due to the Tm -> Tb energy transfer using the Burshtein model. The result showed that the 1700 nm emission from (3)F(4) can be completely quenched by 0.8 mol% of Tb(3+). As a consequence, the (7)F(3) state of Tb(3+) interacts with the (3)H(4) upper excited state of TM(3+) slighting decreasing its population. The effective amplification coefficient beta(cm(-1)) that depends on the population density difference Delta n = n((3)H(4))-n((3)F(4)) involved in the optical transition of Tm(3+) (S-band) was calculated by solving the rate equations of the system for continuous pumping with laser at 792 nm, using the Runge-Kutta numerical method including terms of fourth order. The population density inversion An as a function of Tb(3+) concentration was calculated by computational simulation for three pumping intensities, 0.2, 2.2 and 4.4 kWcm(-2). These calculations were performed using the experimental Tm -> Tb transfer rates and the optical constants of the Tm (0.1 mol%) system. It was demonstrated that 0.2 mol% of Tb(3+) propitiates best population density inversion of Tin(3+) maximizing the amplification coefficient of Tm-doped (0.1 mol%) GLKZ glass when operating as laser intensity amplification at 1.47 mu m. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Efeitos do canto de anúncio e do tamanho corporal no espaçamento entre machos em agregações de Dendropsophus nanus (Anura, Hylidae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Interações sociais em Hypsiboas albopunctatus (Anura, Hylidae): os contextos da comunicação acústica e visual

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia) - IBRC

A new species of allophryne (anura: allophrynidae) from the atlantic rain forest biome of eastern Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influência do estímulo verbal no tempo do teste de escada

Introduction: The stair-climbing test (SCT) is considered a submaximal test of simple implementation and easy access, which assesses the individual’s functional capacity. Although widely used in surgical patients, there is no standardization regarding the height of the stair and verbal stimulus. Objectives: It was determine if verbal stimulus changes the stair-climbing time (SCt) in individuals over 50 years-old. We compared oxygenation, blood pressure, pulse, respiratory rate and Borg scale between SCT performed with and without stimulation. Methods: We evaluated individuals with ages greater than 50 years-old that performed two STC (with and without verbal stimulation), in the stair with 44 steps, achieving 7.04 m in height and recording the time to climb the stair. The systolic blood pressure (SBP) and the diastolic blood pressure (DBP), respiratory rate (RR), pulse, oxygen saturation (SpO2 ) and Borg scale were evaluated before and after the tests. The time in the SCT with and without stimulation were compared using the Student test-t and the other variables were compared using the ANOVA test (p<0.05). Results: The average age was 59.75±6,40 years old in the 21 evaluated individuals. The time in the SCT without stimulus was significantly higher than the one with stimulus. The SBP, pulse, RR and Borg scale were significantly increased when compared to the SCT with and without stimulus. Oxygenation and DBP didn´t have significant differences at any time of the study. Conclusions: The time in the SCT was lower when performed with verbal stimulus. The SBP, pulse, RR and Borg scale changed significantly after the SCT with and without stimulus, remarking that this change was greater in the SCT with stimulus.

Comparação das variáveis hemodinâmicas durante o teste de caminhada de seis minutos e o teste de escada em adultos saudáveis

The effort test can be used to assess functional capacity, clinical hemodynamic and metabolic response at the effort, the risk of postoperative pulmonary complications and to assess the response of patients with lung diseases submitted to physiotherapy treatment. Among the stress tests we highlight the Six Minute Test Walk (6 MWT) and Stair Climbing Test (SCT), because they are easy to use and low cost. Especially the SCT is widely used in patients preoperatively. Objective: To compare the effects of six minute walk test and stair climbing test under the hemodynamic and oxygenation in healthy adults. Methods: We conducted a study with healthy subjects above 50 years. The fi rst performed was 6 MWT in quick step with encouragement, in a plan corridor of 30 meters, where the shade was determined the distance walked in 6 minutes, after 6 MWT was performed de SCT with encouragement, on a ladder in shade, consists of 44 steps, with 4 bids and bid by 11 steps, each step measured 16 cm in a total of 7.04 m of height, where the rise time was clocked. Before and after the two tests were measured respiratory rate, pulse, blood pressure and oxygen saturation. Results: We evaluated 21 patients with age 59.6 ± 5.4 years, 5 men and 16 women. The average distance covered on the 6MWT was 496.4 ± 102.2 meters and the average time in SCT 22.6 ± 5.4 seconds. The variables pulse, respiratory rate, systolic blood pressure and Borg scale presented a signifi - cant increase after the tests, however the variables oxygen saturation and diastolic blood pressure did not change signifi cantly. Conclusion: The variables pulse, respiratory rate, systolic blood pressure and Borg scale tests increased after six-minute walk test and stair climbing test but with greater signifi cance after the stair climbing test. Oxygen saturation and diastolic blood pressure did not change signifi cantly after the tests.

Fotoassociação caótica no oscilador de Morse

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Physical model of PD behavior and relevant damage growth from micro-cavities in polyethylene-based material under AC voltage

In the framework of developing defect-based life models, in which breakdown is explicitly associated with partial discharge (PD)-induced damage growth from a defect, ageing tests and PD measurements were carried out in the lab on polyethylene (PE) layered specimens containing artificial cavities. PD activity was monitored continuously during aging. A quasi-deterministic series of stages can be observed in the behavior of the main PD parameters (i.e. discharge repetition rate and amplitude). Phase-resolved PD patterns at various ageing stages were reproduced by numerical simulation which is based on a physical discharge model devoid of adaptive parameters. The evolution of the simulation parameters provides insight into the physical-chemical changes taking place at the dielectric/cavity interface during the aging process. PD activity shows similar time behavior under constant cavity gas volume and constant cavity gas pressure conditions, suggesting that the variation of PD parameters may not be attributed to the variation of the gas pressure. Brownish PD byproducts, consisting of oxygen containing moieties, and degradation pits were found at the dielectric/cavity interface. It is speculated that the change of PD activity is related to the composition of the cavity gas, as well as to the properties of dielectric/cavity interface.

Untersuchung von NEA-Photokathoden mittels zeitlich hochauflösender Vermessung von Intensitäts- und Spinpolarisationsverteilungen

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung von Photokathoden mit negativer Elektronenaffinität (NEA) mittels zeitlich hochauflösender Vermessung der emittierten Ladungs- und Spinpolarisationsverteilungen nach Anregung mit einem ultrakurzen Laserpuls. Untersucht wurden uniaxial deformierte GaAsP-Photokathoden mit dünnen emittierenden Schichten (≤150nm), sowie undeformierte GaAs-Photokathoden mit unterschiedlichen Schichtdicken. Die Untersuchungen wurden an einer 100keV-Elektronenquelle durchgeführt, wie sie am Mainzer Mikrotron (MAMI) zur Erzeugung eines Spinpolarisierten Elektronenstrahls verwendet wird. Mit der Apparatur konnte eine Zeitauflösung von 2,5ps erreicht werden. Es zeigte sich, dass die tatsächliche Antwortzeit der Photokathoden die erreichte Zeitauflösung noch unterschreitet. Eine Depolarisation in den kurzen, wegen der Zeitauflösung auf 2,5ps begrenzten, Elektronenpulsen konnte aber nachgewiesen werden. Weiterhin wurde gezeigt, dass der Polarisationsverlust der emittierten Elektronen bei dünnen Schichten im Wesentlichen auf eine energiekorrelierte Depolarisation beim Durchqueren der Bandbiegungszone zurückzuführen ist. Als weiteres Resultat wird, für die GaAsP-Photokathoden mit einer Schichtdicke von 150nm, eine Obergrenze für die mittlere Emissionszeit von ≤1,25ps angegeben. Daraus ergibt sich nach dem hier verwendeten Diffusionsmodell eine Untergrenze für die Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit an der Bandbiegungszone von S≥1,2·10^7 cm/s.

Entwicklung und Charakterisierung eines Laserablationsmassenspektrometers zur Echtzeit-Analyse von atmosphärischen Aerosolpartikeln

Das Aerosolmassenspektrometer SPLAT (Single Particle Laser Ablation Time-of-Flight Mass Spectrometer) ist in der Lage, die Größe einzelner Aerosolpartikel in einem Größenbereich von 0,3 µm bis 3 µm zu bestimmen und gleichzeitig chemisch zu analysieren. Die Größenbestimmung erfolgt durch Streulichtmessung und Bestimmung der Flugzeit der Partikel zwischen zwei kontinuierlichen Laserstrahlen. Durch Kalibrationsmessungen kann auf den aerodynamischen Durchmesser der Partikel geschlossen werden. Kurzzeitig nach der Streulichtdetektion werden die Partikel durch einen hochenergetischen gepulsten UV-Laser verdampft und ionisiert. Die Flugzeit der Partikel zwischen den kontinuierlichen Laserstrahlen wird dazu benutzt, die Ankunftszeit der Partikel in der Ionenquelle zu berechnen und den UV-Laserpuls zu zünden. Die entstandenen Ionen werden in einem bipolaren Flugzeitmassen¬spektrometer nachgewiesen. Durch die Laserablation/Ionisation ist das SPLAT in der Lage, auch schwer verdampfbare Komponenten des atmosphärischen Aerosols - wie etwa Minerale oder Metalle - nachzuweisen. Das SPLAT wurde während dieser Arbeit vollständig neu entwickelt und aufgebaut. Dazu gehörten das Vakuum- und Einlasssystem, die Partikeldetektion, die Ionenquelle und das Massen-spektrometer. Beim Design des SPLAT wurde vor allem auf den späteren Feldeinsatz Wert gelegt, was besondere Anforderungen an Mechanik und Elektronik stellte. Die Charakterisierung der einzelnen Komponenten sowie des gesamten Instruments wurde unter Laborbedingungen durchgeführt. Dabei wurde u.a. Detektionseffizienzen des Instruments ermittelt, die abhängig von der Größe der Partikel sind. Bei sphärischen Partikeln mit einem Durchmesser von 600 nm wurden ca. 2 % der Partikel die in das Instrument gelangten, detektiert und chemisch analysiert. Die Fähigkeit zum Feldeinsatz hat das SPLAT im Februar/März 2006 während einer internationalen Messkampagne auf dem Jungfraujoch in der Schweiz bewiesen. Auf dieser hochalpinen Forschungsstation in einer Höhe von ca. 3580 m fand das SPLAT mineralische und metallische Komponenten in den Aerosolpartikeln. Das SPLAT ist ein vielfältig einsetzbares Instrument und erlaubt vor allem in Kombination mit Aerosolmassenspektrometern, die mit thermischer Verdampfung und Elektronenstoßionisation arbeiten, einen Erkenntnisgewinn in der Analytik atmosphärischer Aerosolpartikel.

Aufbau und Charakterisierung eines flugzeuggetragenen Einzelpartikel-Massenspektrometers

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein flugzeuggetragenes Laserablations-Einzelpartikel-Massenspektrometer von Grund auf entworfen, gebaut, charakterisiert und auf verschiedenen Feldmesskampagnen eingesetzt. Das ALABAMA (Aircraft-based Laser ABlation Aerosol MAss Spectrometer) ist in der Lage die chemische Zusammensetzung und Größe von einzelnen Aerosolpartikeln im submikrometer-Bereich (135 – 900 nm) zu untersuchen.rnNach dem Fokussieren in einer aerodynamischen Linse wird dafür zunächst derrnaerodynamische Durchmesser der einzelnen Partikel mit Hilfe einer Flugzeitmessung zwischen zwei Dauerstrichlasern bestimmt. Anschließend werden die zuvor detektierten und klassifizierten Partikel durch einen gezielten Laserpuls einzeln verdampft und ionisiert. Die Ionen werden in einem bipolaren Flugzeit-Massenspektrometer entsprechend ihrem Masse zu- Ladungs Verhältnisses getrennt und detektiert. Die entstehenden Massenspektren bieten einen detaillierten Einblick in die chemische Struktur der einzelnen Partikel.rnDas gesamte Instrument wurde so konzipiert, dass es auf dem neuen Höhenforschungsflugzeug HALO und anderen mobilen Plattformen eingesetzt werden kann. Um dies zu ermöglichen wurden alle Komponenten in einem Rahmen mit weniger als 0.45 m³ Volumen untergebracht. Das gesamte Instrument inklusive Rahmen wiegt weniger als 150 kg und erfüllt die strengen sicherheitsvorschriften für den Betrieb an Bord von Forschungsflugzeugen. Damit ist ALABAMA das kleinste und leichteste Instrument seiner Art.rnNach dem Aufbau wurden die Eigenschaften und Grenzen aller Komponenten detailliert im Labor und auf Messkampagnen charakterisiert. Dafür wurden zunächst die Eigenschaften des Partikelstrahls, wie beispielsweise Strahlbreite und –divergenz, ausführlich untersucht. Die Ergebnisse waren wichtig, um die späteren Messungen der Detektions- und Ablationseffizienz zu validieren.rnBei den anschließenden Effizienzmessungen wurde gezeigt, dass abhängig von ihrer Größe und Beschaffenheit, bis zu 86 % der vorhandenen Aerosolpartikel erfolgreich detektiert und größenklassifiziert werden. Bis zu 99.5 % der detektierten Partikel konnten ionisiert und somit chemisch untersucht werden. Diese sehr hohen Effizienzen sind insbesondere für Messungen in großer Höhe entscheidend, da dort zum Teil nur sehr geringe Partikelkonzentrationen vorliegen.rnDas bipolare Massenspektrometer erzielt durchschnittliche Massenauflösungen von bis zu R=331. Während Labor- und Feldmessungen konnten dadurch Elemente wie Au, Rb, Co, Ni, Si, Ti und Pb eindeutig anhand ihres Isotopenmusters zugeordnet werden.rnErste Messungen an Bord eines ATR-42 Forschungsflugzeuges während der MEGAPOLI Kampagne in Paris ergaben einen umfassenden Datensatz von Aerosolpartikeln innerhalb der planetaren Grenzschicht. Das ALABAMA konnte unter harten physischen Bedingungen (Temperaturen > 40°C, Beschleunigungen +/- 2 g) verlässlich und präzise betrieben werden. Anhand von charakteristischen Signalen in den Massenspektren konnten die Partikel zuverlässig in 8 chemische Klassen unterteilt werden. Einzelne Klassen konnten dabei bestimmten Quellen zugeordnet werden. So ließen sich beispielsweise Partikel mit starkerrnNatrium- und Kaliumsignatur eindeutig auf die Verbrennung von Biomasse zurückführen.rnALABAMA ist damit ein wertvolles Instrument um Partikel in-situ zu charakterisieren und somit verschiedenste wissenschaftliche Fragestellungen, insbesondere im Bereich der Atmosphärenforschung, zu untersuchen.

Partial Discharge Phenomena in Converter and Traction Transformers: Identification and Reliability

After the development of power electronics converters, the number of transformers subjected to non-sinusoidal stresses (including DC) has increased in applications such as HVDC links and traction (electric train power cars). The effects of non-sinusoidal voltages on transformer insulation have been investigated by many researchers, but still now, there are some issues that must be understood. Some of those issues are tackled in this Thesis, studying PD phenomena behavior in Kraft paper, pressboard and mineral oil at different voltage conditions like AC, DC, AC+DC, notched AC and square waveforms. From the point of view of converter transformers, it was found that the combined effect of AC and DC voltages produces higher stresses in the pressboard that those that are present under pure DC voltages. The electrical conductivity of the dielectric systems in DC and AC+DC conditions has demonstrated to be a critical parameter, so, its measurement and analysis was also taken into account during all the experiments. Regarding notched voltages, the RMS reduction caused by notches (depending on firing and overlap angles) seems to increase the PDIV. However, the experimental results show that once PD activity has incepted, the notches increase PD repetition rate and magnitude, producing a higher degradation rate of paper. On the other hand, the reduction of mineral oil stocks, their relatively low flash point as well as environmental issues, are factors that are pushing towards the use of esters as transformer insulating fluids. This PhD Thesis also covers the study of two different esters with the scope to validate their use in traction transformers. Mineral oil was used as benchmark. The complete set of dielectric tests performed in the three fluids, show that esters behave better than mineral oil in practically all the investigated conditions, so, their application in traction transformers is possible and encouraged.

Entwicklung kohärenter Lichtquellen im XUV-Regime

Plasmabasierte Röntgenlaser sind aufgrund ihrer kurzen Wellenlänge und schma-rnlen spektralen Bandbreite attraktive Diagnose-Instrumente in einer Vielzahl potentieller Anwendungen, beispielsweise in den Bereichen Spektroskopie, Mikroskopie und EUV-Lithografie. Dennoch sind Röntgenlaser zum heutigen Stand noch nicht sehr weit verbreitet, was vorwiegend auf eine zu geringe Pulsenergie und für manche Anwendungen nicht hinreichende Strahlqualität zurückzuführen ist. In diesem Zusammenhang wurden in den letzten Jahren bedeutende Fortschritte erzielt. Die gleichzeitige Weiterentwicklung von Pumplasersystemen und Pumpmechanismen ermöglichte es, kompakte Röntgenlaserquellen mit bis zu 100 Hz zu betreiben. Um gleichzeitig höhere Pulsenergien, höhere Strahlqualität und volle räumliche Kohärenz zu erhalten, wurden intensive Studien theoretischer und experimenteller Natur durchgeführt. In diesem Kontext wurde in der vorliegenden Arbeit ein experimenteller Aufbau zur Kombination von zwei Röntgenlaser-Targets entwickelt, die sogenannte Butterfly-Konfiguration. Der erste Röntgenlaser wird dabei als sogenannter Seed für das zweite, als Verstärker dienende Röntgenlasermedium verwendet (injection-seeding). Aufrndiese Weise werden störende Effekte vermieden, welche beim Entstehungsprozessrndes Röntgenlasers durch die Verstärkung von spontaner Emission zustande kom-rnmen. Unter Verwendung des ebenfalls an der GSI entwickelten Double-Pulse Gra-rnzing Incidence Pumpschemas ermöglicht das hier vorgestellte Konzept, erstmaligrnbeide Röntgenlasertargets effizient und inklusive Wanderwellenanregung zu pum-rnpen.rnBei einer ersten experimentellen Umsetzung gelang die Erzeugung verstärkter Silber-Röntgenlaserpulse von 1 µJ bei 13.9 nm Wellenlänge. Anhand der gewonnenen Daten erfolgte neben dem Nachweis der Verstärkung die Bestimmung der Lebensdauer der Besetzungsinversion zu 3 ps. In einem Nachfolgeexperiment wurden die Eigenschaften eines Molybdän-Röntgenlaserplasmas näher untersucht. Neben dem bisher an der GSI angewandten Pumpschema kam in dieser Strahlzeit noch eine weitere Technik zum Einsatz, welche auf einem zusätzlichen Pumppuls basierte. In beiden Schemata gelang neben dem Nachweis der Verstärkung die zeitliche und räumliche Charakterisierung des Verstärkermediums. Röntgenlaserpulse mit bis zu 240 nJ bei einer Wellenlänge von 18.9 nm wurden nachgewiesen. Die erreichte Brillanz der verstärkten Pulse lag ca. zwei Größenordnungen über der des ursprünglichen Seeds und mehr als eine Größenordnung über der Brillanz eines Röntgenlasers, dessen Erzeugung auf der Verwendung eines einzelnen Targets basierte. Das in dieser Arbeitrnentwickelte und experimentell verifizierte Konzept birgt somit das Potential, extrem brillante plasmabasierte Röntgenlaser mit vollständiger räumlicher und zeitlicher Kohärenz zu erzeugen.rnDie in dieser Arbeit diskutierten Ergebnisse sind ein wesentlicher Beitrag zu der Entwicklung eines Röntgenlasers, der bei spektroskopischen Untersuchungen von hochgeladenen Schwerionen eingesetzt werden soll. Diese Experimente sind amrnExperimentierspeicherring der GSI und zukünftig auch am High-Energy StoragernRing der FAIR-Anlage vorgesehen.rn