Paralelización de un algoritmo de ray tracing para arrays de mililentes

Máster Universitario en Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería (SIANI)

La orientación vocacional en alumnos con discapacidad visual

En el siguiente trabajo se realizará un desarrollo del plan preliminar de tesis del Doctorado en Psicología (UNLP) denominado 'La Orientación Vocacional - Ocupacional en sujetos con Necesidades Educativas Especiales derivadas de la Discapacidad Visual en la etapa de transición Escuela- Educación Superior- Trabajo', que se corresponde con las actividades formativas de la Beca Interna de Posgrado Tipo I del CONICET. Con este proyecto de investigación se propone identificar las razones que impulsan las elecciones de sujetos con discapacidad visual en la transición escuela-estudios superiores- trabajo. El mismo surge de la insuficiente producción de información a ese respecto, así como de la correspondiente a los enfoques, programas y estrategias de intervenciones de este tipo con sujetos con discapacidad visual a nivel local, a diferencia de lo que sucede con los desarrollos internacionales sobre la temática. A los fines de esta investigación se ha tomado en consideración que la Orientación Vocacional Ocupacional y la transición hacia la vida adulta, adquieren características específicas en el caso de jóvenes que presentan discapacidad visual, particularmente en relación con la preparación para la continuación de estudios superiores. Parte de las hipótesis de las diferencias en las razones que impulsan las elecciones de los sujetos con discapacidad, según se trate de ciegos y disminuidos visuales profundos o de disminuidos visuales moderados. Se prevé asimismo, una vez recabada la información, poder diseñar algunas estrategias específicas de orientación educativa y ocupacional. Objetivos: Examinar la realidad educacional-ocupacional de laspersonas con discapacidad visual. Analizar las razones que orientan las elecciones de los jóvenes con discapacidad visual en la transición escuela-estudios superiores. Metodología: Se trata de un diseño descriptivo transeccional, destinado a identificar las características de las elecciones de los participantes y su realidad educacional ocupacional así como los programas de orientación que eventualmente se ofrecen en nuestro medio. Resultados: Los resultados preliminares recabados hasta el momento con los jóvenes seleccionados, demuestran que en su mayoría los factores que ellos priorizan en su elección se relacionan con el interés en las tareas que se realizan en la profesión elegida y no aparece como un factor determinante de la misma, las limitaciones específicas que les genera su déficit visual. Entre las carreras elegidas hay una predominancia delárea artística y proyectual, ante lo cual, se puede plantear como hipótesis que el impacto de las nuevas tecnologías y el manejo que los jóvenes tienen hoy en día de las mismas, influye favorablemente para que se decidan por carreras de este tipo, en contraposición a lo que sucedía años atrás donde se priorizaban las carreras que tenían material bibliográfico adaptado. Los avances científicos y tecnológicos han posibilitado a los jóvenes con disminución visual contar con una serie de recursos tiflotecnológicos como lectores de pantalla, reconocedores ópticos de caracteres y magnificadores de pantalla que facilita la lectura y comodidad de textos desde el uso de la PC, a diferencia de los textos en soporte papel. Conclusiones: Las estrategias de intervención en el marco de un concepto de Orientación amplio, interdisciplinario, integrador y enfocado desde la prevención, pueden contribuir a revertir la inequidad psicosocial de estos jóvenes. Se apunta al reconocimiento de las significaciones del imaginario social que operan como obstaculizadores y a la detección de recursos y habilidades personales con el propósito de fortalecer las competencias; superando las limitaciones que les genera el déficit. Desde una concepción que atiende la diversidad, la Orientación Vocacional desde el paradigma de la complejidad, nos exige dar respuesta a las necesidades de estos jóvenes y de las instituciones educativas a las que asisten, para que puedan construir las herramientas necesarias que posibiliten llevar a cabo su proyecto de vida

Mitología y magia óptica: sobre la relación entre retraro, espejo y escritura en la poesía de Góngora

Cuando en el contexto de la magia artificialis barroca se apela a modelos míticos para describir y explicar los fenómenos ópticos, esta referencia al mito se integra esencialmente al horizonte histórico-cultural de la emergencia de complejos dispositivos de imágenes ópticas, artísticas, técnicas y científicas. Esto se manifiesta principalmente en la continuidad de tradiciones más antiguas pertenecientes a la magia de la imagen, en las que la idea de la 'vivificación' o 'animación' de imágenes se vincula en múltiples casos con las figuras míticas de los demiurgos-artistas de Prometeo y Pigmalión.

Mitología y magia óptica: sobre la relación entre retraro, espejo y escritura en la poesía de Góngora

Cuando en el contexto de la magia artificialis barroca se apela a modelos míticos para describir y explicar los fenómenos ópticos, esta referencia al mito se integra esencialmente al horizonte histórico-cultural de la emergencia de complejos dispositivos de imágenes ópticas, artísticas, técnicas y científicas. Esto se manifiesta principalmente en la continuidad de tradiciones más antiguas pertenecientes a la magia de la imagen, en las que la idea de la 'vivificación' o 'animación' de imágenes se vincula en múltiples casos con las figuras míticas de los demiurgos-artistas de Prometeo y Pigmalión.

La orientación vocacional en alumnos con discapacidad visual

En el siguiente trabajo se realizará un desarrollo del plan preliminar de tesis del Doctorado en Psicología (UNLP) denominado 'La Orientación Vocacional - Ocupacional en sujetos con Necesidades Educativas Especiales derivadas de la Discapacidad Visual en la etapa de transición Escuela- Educación Superior- Trabajo', que se corresponde con las actividades formativas de la Beca Interna de Posgrado Tipo I del CONICET. Con este proyecto de investigación se propone identificar las razones que impulsan las elecciones de sujetos con discapacidad visual en la transición escuela-estudios superiores- trabajo. El mismo surge de la insuficiente producción de información a ese respecto, así como de la correspondiente a los enfoques, programas y estrategias de intervenciones de este tipo con sujetos con discapacidad visual a nivel local, a diferencia de lo que sucede con los desarrollos internacionales sobre la temática. A los fines de esta investigación se ha tomado en consideración que la Orientación Vocacional Ocupacional y la transición hacia la vida adulta, adquieren características específicas en el caso de jóvenes que presentan discapacidad visual, particularmente en relación con la preparación para la continuación de estudios superiores. Parte de las hipótesis de las diferencias en las razones que impulsan las elecciones de los sujetos con discapacidad, según se trate de ciegos y disminuidos visuales profundos o de disminuidos visuales moderados. Se prevé asimismo, una vez recabada la información, poder diseñar algunas estrategias específicas de orientación educativa y ocupacional. Objetivos: Examinar la realidad educacional-ocupacional de laspersonas con discapacidad visual. Analizar las razones que orientan las elecciones de los jóvenes con discapacidad visual en la transición escuela-estudios superiores. Metodología: Se trata de un diseño descriptivo transeccional, destinado a identificar las características de las elecciones de los participantes y su realidad educacional ocupacional así como los programas de orientación que eventualmente se ofrecen en nuestro medio. Resultados: Los resultados preliminares recabados hasta el momento con los jóvenes seleccionados, demuestran que en su mayoría los factores que ellos priorizan en su elección se relacionan con el interés en las tareas que se realizan en la profesión elegida y no aparece como un factor determinante de la misma, las limitaciones específicas que les genera su déficit visual. Entre las carreras elegidas hay una predominancia delárea artística y proyectual, ante lo cual, se puede plantear como hipótesis que el impacto de las nuevas tecnologías y el manejo que los jóvenes tienen hoy en día de las mismas, influye favorablemente para que se decidan por carreras de este tipo, en contraposición a lo que sucedía años atrás donde se priorizaban las carreras que tenían material bibliográfico adaptado. Los avances científicos y tecnológicos han posibilitado a los jóvenes con disminución visual contar con una serie de recursos tiflotecnológicos como lectores de pantalla, reconocedores ópticos de caracteres y magnificadores de pantalla que facilita la lectura y comodidad de textos desde el uso de la PC, a diferencia de los textos en soporte papel. Conclusiones: Las estrategias de intervención en el marco de un concepto de Orientación amplio, interdisciplinario, integrador y enfocado desde la prevención, pueden contribuir a revertir la inequidad psicosocial de estos jóvenes. Se apunta al reconocimiento de las significaciones del imaginario social que operan como obstaculizadores y a la detección de recursos y habilidades personales con el propósito de fortalecer las competencias; superando las limitaciones que les genera el déficit. Desde una concepción que atiende la diversidad, la Orientación Vocacional desde el paradigma de la complejidad, nos exige dar respuesta a las necesidades de estos jóvenes y de las instituciones educativas a las que asisten, para que puedan construir las herramientas necesarias que posibiliten llevar a cabo su proyecto de vida

Mitología y magia óptica: sobre la relación entre retraro, espejo y escritura en la poesía de Góngora

Cuando en el contexto de la magia artificialis barroca se apela a modelos míticos para describir y explicar los fenómenos ópticos, esta referencia al mito se integra esencialmente al horizonte histórico-cultural de la emergencia de complejos dispositivos de imágenes ópticas, artísticas, técnicas y científicas. Esto se manifiesta principalmente en la continuidad de tradiciones más antiguas pertenecientes a la magia de la imagen, en las que la idea de la 'vivificación' o 'animación' de imágenes se vincula en múltiples casos con las figuras míticas de los demiurgos-artistas de Prometeo y Pigmalión.

La orientación vocacional en alumnos con discapacidad visual

En el siguiente trabajo se realizará un desarrollo del plan preliminar de tesis del Doctorado en Psicología (UNLP) denominado 'La Orientación Vocacional - Ocupacional en sujetos con Necesidades Educativas Especiales derivadas de la Discapacidad Visual en la etapa de transición Escuela- Educación Superior- Trabajo', que se corresponde con las actividades formativas de la Beca Interna de Posgrado Tipo I del CONICET. Con este proyecto de investigación se propone identificar las razones que impulsan las elecciones de sujetos con discapacidad visual en la transición escuela-estudios superiores- trabajo. El mismo surge de la insuficiente producción de información a ese respecto, así como de la correspondiente a los enfoques, programas y estrategias de intervenciones de este tipo con sujetos con discapacidad visual a nivel local, a diferencia de lo que sucede con los desarrollos internacionales sobre la temática. A los fines de esta investigación se ha tomado en consideración que la Orientación Vocacional Ocupacional y la transición hacia la vida adulta, adquieren características específicas en el caso de jóvenes que presentan discapacidad visual, particularmente en relación con la preparación para la continuación de estudios superiores. Parte de las hipótesis de las diferencias en las razones que impulsan las elecciones de los sujetos con discapacidad, según se trate de ciegos y disminuidos visuales profundos o de disminuidos visuales moderados. Se prevé asimismo, una vez recabada la información, poder diseñar algunas estrategias específicas de orientación educativa y ocupacional. Objetivos: Examinar la realidad educacional-ocupacional de laspersonas con discapacidad visual. Analizar las razones que orientan las elecciones de los jóvenes con discapacidad visual en la transición escuela-estudios superiores. Metodología: Se trata de un diseño descriptivo transeccional, destinado a identificar las características de las elecciones de los participantes y su realidad educacional ocupacional así como los programas de orientación que eventualmente se ofrecen en nuestro medio. Resultados: Los resultados preliminares recabados hasta el momento con los jóvenes seleccionados, demuestran que en su mayoría los factores que ellos priorizan en su elección se relacionan con el interés en las tareas que se realizan en la profesión elegida y no aparece como un factor determinante de la misma, las limitaciones específicas que les genera su déficit visual. Entre las carreras elegidas hay una predominancia delárea artística y proyectual, ante lo cual, se puede plantear como hipótesis que el impacto de las nuevas tecnologías y el manejo que los jóvenes tienen hoy en día de las mismas, influye favorablemente para que se decidan por carreras de este tipo, en contraposición a lo que sucedía años atrás donde se priorizaban las carreras que tenían material bibliográfico adaptado. Los avances científicos y tecnológicos han posibilitado a los jóvenes con disminución visual contar con una serie de recursos tiflotecnológicos como lectores de pantalla, reconocedores ópticos de caracteres y magnificadores de pantalla que facilita la lectura y comodidad de textos desde el uso de la PC, a diferencia de los textos en soporte papel. Conclusiones: Las estrategias de intervención en el marco de un concepto de Orientación amplio, interdisciplinario, integrador y enfocado desde la prevención, pueden contribuir a revertir la inequidad psicosocial de estos jóvenes. Se apunta al reconocimiento de las significaciones del imaginario social que operan como obstaculizadores y a la detección de recursos y habilidades personales con el propósito de fortalecer las competencias; superando las limitaciones que les genera el déficit. Desde una concepción que atiende la diversidad, la Orientación Vocacional desde el paradigma de la complejidad, nos exige dar respuesta a las necesidades de estos jóvenes y de las instituciones educativas a las que asisten, para que puedan construir las herramientas necesarias que posibiliten llevar a cabo su proyecto de vida

Estudio de limitaciones en sistemas WDM

Los avances tecnológicos de los últimos años han modificado el panorama de las comunicaciones ópticas. Los amplificadores EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier) han alterado dos aspectos fundamentales de los sistemas WDM (Wavelength Division Multiplexing): el aumento considerable de las distancias de regeneración y además, la tecnología WDM es un medio más económico de incrementar la capacidad de los sistemas que la tecnología TDM (Time Division Multiplexing). Sin embargo, la implementación de sistemas WDM con grandes tramos sin regeneración de señal óptica trae consigo la aparición de nuevos problemas, entre los que se encuentran las no-linealidades en fibra óptica. Estas no-linealidades en fibras de sílice se pueden clasificar en dos categorías: dispersión estimulada (de Raman y de Brillouin) y efectos debidos al índice no lineal de refracción (automodulación y modulación cruzada de fase y mezcla de cuatro ondas). Este Proyecto Fin de Carrera pretende ser un estudio teórico que refleje el actual Estado del Arte de los principales efectos no-lineales que se producen en los sistemas WDM: dispersión estimulada de Raman (SRS, Stimulated Raman Scattering), dispersión estimulada de Brillouin (SBS,Stimulated Brilfouin Scattering), automodulación de fase (SPM, Self-Phase Modulation), modulación cruzada de fase (XPM, Cross-Phase Modulation) y mezcla de cuatro ondas (FWM, Four-Wave Mixing).

Amplificador de envolvente de señales de RF basado en el convertidor buck multifase

En este trabajo se presenta un convertidor DC-DC buck de dos fases de alta velocidad adecuado para emplear en técnicas de linealización de amplificadores como ET (Envelope Tracking) o EER (Envelope Elimination and Restoration). El convertidor ha sido realizado con tecnología LDMOS y la técnica usada para controlarlo ha sido modulación PWM, creada mediante procesado digital y un generador de funciones. La potencia de salida es de hasta 125W de pico, con un rendimiento del 80%, un ancho de banda de hasta 2MHz y en las medidas de linealidad presenta una atenuación a los productos de intermodulación de tercer orden de más de 45 dBc.

Prácticas de Topografía con el Observatorio Robotizado Montegancedo

En el programa formativo del actual Ingeniero Técnico en Topografía está presente la Astronomía Geodésica o de Posición con el fin de que el futuro profesional conozca los elementos de astronomía necesarios para poder calcular coordenadas latitud y longitud de puntos sobre la superficie terrestre, así como el acimut de direcciones a otros puntos a partir de observaciones a las estrellas. Aunque los métodos astronómicos se van sustituyendo por los métodos por observaciones a satélites (GNSS), ciertos conocimientos astronómicos son necesarios para poder comprender tanto los sistemas de referencias celestes y terrestres, como las observaciones geodésicas y geofísicas. Dentro de este programa formativo juegan un papel fundamental la realización de prácticas en las que el alumno vea y desarrolle sus habilidades para calcular parámetros astronómicos, resultado de su propia observación. En la ETSI de Topografía se viene realizando prácticas de observación a la estrella polar, con el fin de calcular el acimut de una dirección. También observaciones al Sol con el mismo objetivo. La utilización de equipos ópticos clásicos en esta observación entraña cierto riesgo al colocar el ojo sobre el ocular cuando se tiene enfocado el Sol. En prevención de fatales accidentes estas observaciones al Sol fueron retiradas del programa formativo. Recientemente, y gracias a la utilización de un telescopio robotizado, el observatorio Montegancedo (http://om.fi.upm.es), y con registro de imágenes, se ha podido rescatar este tipo de prácticas de observaciones al Sol en la formación de los ingenieros técnicos topográficos (ITT) de la Escuela. Se muestran en este artículo los objetivos perseguidos en esta experiencia, los métodos y materiales utilizados para la misma así como una serie de impresiones finales que se han encontrado en la realización de estas experiencias prácticas.

Sistema de adquisición de datos basado en FPAA

Las FPAA´s son dispositivos analógicos programables. Estos dispositivos se basan en el uso de condensadores conmutados junto con amplificadores operacionales. Este tipo de tecnología presenta una serie de ventajas, ya que combinan las ventajas de dispositivos digitales, como la reprogramación en función de las variables del entorno que los rodean, con la diferencia de ser dispositivos analógicos, permitiendo la realización de una amplia gama de diseños analógicos en un solo chip. En este proyecto se ha realizado un estudio sobre el funcionamiento de los condensadores conmutados y su uso en el dispositivo AN221E04 del fabricante Anadigm. Una vez descrita la arquitectura del AN221E04 y explicadas las bases del funcionamiento de los condensadores conmutados, utilizando como ejemplo los modelos facilitados por Anadigm, se desarrolla un modelo de amplificador de instrumentación teórico y se describe la metodología para su implementación en un AN221E04 con el software Anadigm Designer 2. Una vez implementado este modelo de amplificador de instrumentación se han efectuado una serie de pruebas con el objetivo de estudiar la capacidad de estos dispositivos. Dichas pruebas ponen de manifiesto que las FPAA´s tienen una serie de ventajas a tener en cuenta a la hora de realizar diseños analógicos. La precisión obtenida por el modelo de amplificador de instrumentación realizado es más que aceptable, llegando a obtener errores de ganancia inferiores al 1% con ganancias de 200V/V sin tener la necesidad de realizar grandes ajustes. En las conclusiones de este estudio se exponen tanto ventajas como inconvenientes de la utilización de FPAA´s en diseños analógicos. La principal ventaja de este uso es el ahorro de costes, ya que una vez desarrollada una plataforma de diseño, la capacidad de reconfiguración permite utilizar dicha plataforma para un amplio abanico de aplicaciones, reduciendo el número de componentes y simplificando las etapas de diseño. Como desventaja, las FPAA´s tienen una serie de limitaciones qué hay que tener en cuenta en ciertos casos pudiendo hacer irrealizable un diseño concreto; como puede ser el valor máximo o mínimo de ganancia. The FPAA's are programmable analog devices. These devices rely on the use of switched capacitors together with operational amplifiers. This type of technology has a number of advantages, because they combine the advantages of digital devices such as the reprogramming function of the variables of the surrounding environment, with the difference being analog devices, allowing the realization of a wide range of designs analog on a single chip. This project has conducted a study on the operation of the switched capacitor and its use in the device AN221E04 from Anadigm. Having described the architecture of AN221E04 and explained the basis for the operation of the switched capacitor, using the example models provided by Anadigm is developing an instrumentation amplifier theory model and describes the methodology for implementation in a AN221E04 with the Anadigm Designer 2 software. Once implemented this instrumentation amplifier model, have made a series of tests in order to study the ability of these devices. These tests show that the FPAA's have a number of advantages to take into account when making analog designs. The accuracy obtained by the instrumentation amplifier model is made more than acceptable, earning gain errors of less than 1% with gains of 200V / V without the need for major adjustments. The conclusions of this study are presented both advantages and disadvantages of using FPAA's in analog designs. The main advantage of this application is the cost savings, because once developed a platform for design, reconfiguration capability allows you to use this platform for a wide range of applications, reducing component count and simplifying design stages. As a disadvantage, the FPAA's have a number of limitations which must be taken into account in certain cases may make impossible a specific design, such as the maximum or minimum gain, or the magnitude of the possible settings.

Caracterización de colectores para sistemas de concentración fotovoltaica

Este proyecto, titulado “Caracterización de colectores para concentración fotovoltaica”, consiste en una aplicación en Labview para obtener las características de los elementos ópticos utilizados en sistemas de concentración fotovoltaica , atendiendo a la distribución espacial del foco de luz concentrado que generan. Un sistema de concentración fotovoltaica utiliza un sistema óptico para transmitir la radiación luminosa a la célula solar aumentando la densidad de potencia luminosa. Estos sistemas ópticos están formados por espejos o lentes para recoger la radiación incidente en ellos y concentrar el haz de luz en una superficie mucho menor. De esta manera se puede reducir el área de material semiconductor necesario, lo que conlleva una importante reducción del coste del sistema. Se pueden distinguir diferentes sistemas de concentración dependiendo de la óptica que emplee, la estructura del receptor o el rango de concentración. Sin embargo, ya que el objetivo es analizar la distribución espacial, diferenciaremos dos tipos de concentradores dependiendo de la geometría que presenta el foco de luz. El concentrador lineal o cilíndrico que enfoca sobre una línea, y el concentrador de foco puntual o circular que enfoca la luz sobre un punto. Debido a esta diferencia el análisis en ambos casos se realizará de forma distinta. El análisis se realiza procesando una imagen del foco tomada en el lugar del receptor, este método se llama LS-CCD (Difusión de luz y captura con CCD). Puede utilizarse en varios montajes dependiendo si se capta la imagen por reflexión o por transmisión en el receptor. En algunos montajes no es posible captar la imagen perpendicular al receptor por lo que la aplicación realizará un ajuste de perspectiva para obtener el foco con su forma original. La imagen del foco ofrece información detallada acerca de la uniformidad del foco mediante el mapa de superficie, que es una representación en 3D de la imagen pero que resulta poco manejable. Una representación más sencilla y útil es la que ofrecen los llamados “perfiles de intensidad”. El perfil de intensidad o distribución de la irradiancia que representa la distribución de la luz para cada distancia al centro, y el perfil acumulado o irradiancia acumulada que representa la luz contenida en relación también al centro. Las representaciones de estos perfiles en el caso de un concentrador lineal y otro circular son distintas debido a su diferente geometría. Mientras que para un foco lineal se expresa el perfil en función de la semi-anchura del receptor, para uno circular se expresa en función del radio. En cualquiera de los casos ofrecen información sobre la uniformidad y el tamaño del foco de luz necesarios para diseñar el receptor. El objetivo de este proyecto es la creación de una aplicación software que realice el procesado y análisis de las imágenes obtenidas del foco de luz de los sistemas ópticos a caracterizar. La aplicación tiene una interfaz sencilla e intuitiva para que pueda ser empleada por cualquier usuario. Los recursos necesarios para realizar el proyecto son: un PC con sistema operativo Windows, el software Labview 8.6 Professional Edition y los módulos NI Vision Development Module (para trabajar con imágenes) y NI Report Generation Toolkit (para realizar reportes y guardar datos de la aplicación). ABSTRACT This project, called “Characterization of collectors for concentration photovoltaic systems”, consists in a Labview application to obtain the characteristics of the optical elements used in photovoltaic concentrator, taking into account the spatial distribution of concentrated light source generated. A concentrator photovoltaic system uses an optical system to transmit light radiation to the solar cell by increasing the light power density. This optical system are formed by mirrors or lenses to collect the radiation incident on them and focus the beam of light in a much smaller surface area. In this way you can reduce the area of semiconductor material needed, which implies a significant reduction in system cost. There are different concentration systems depending on the optics used, receptor structure or concentration range. However, as the aim is to analyze the spatial distribution, distinguish between two types of concentrators depending on the geometry that has the light focus. The linear or cylindrical concentrator that focused on a line, and the circular concentrator that focused light onto a point. Because this difference in both cases the analysis will be carried out differently. The analysis is performed by processing a focus image taken at the receiver site, this method is called “LS-CCD” (Light Scattering and CCD recording). Can be used in several mountings depending on whether the image is captured by reflection or transmission on the receiver. In some mountings it is not possible to capture the image perpendicular to the receivers so that the application makes an adjustment of perspective to get the focus to its original shape. The focus image provides detail information about the uniformity of focus through the surface map, which is a 3D image representation but it is unwieldy. A simple and useful representation is provided by so called “intensity profiles”. The intensity profile or irradiance distribution which represents the distribution of light to each distance to the center. The accumulated profile or accumulated irradiance that represents the cumulative light contained in relation also to the center. The representation of these profiles in the case of a linear and a circular concentrator are different due to their distinct geometry. While for a line focus profile is expressed in terms of semi-width of the receiver, for a circular concentrator is expressed in terms of radius. In either case provides information about the uniformity and size of focus needed to design the receiver. The objective of this project is the creation of a software application to perform processing and analysis of images obtained from light source of optical systems to characterize.The application has a simple and a intuitive interface so it can be used for any users. The resources required for the project are: a PC with Windows operating system, LabVIEW 8.6 Professional Edition and the modules NI Vision Development Module (for working with images) and NI Report Generation Toolkit (for reports and store application data .)

Modelado y Mitigación de Fenómenos de Multitrayecto en Imágenes Radar mediante Técnicas basadas en Inversión Temporal

Las técnicas SAR (Synthetic Aperture Radar, radar de apertura sintética) e ISAR (Inverse SAR, SAR inverso) son sistemas radar coherentes de alta resolución, capaces de proporcionar un mapa de la sección radar del blanco en el dominio espacial de distancia y acimut. El objetivo de ambas técnicas radica en conseguir una resolución acimutal más fina generando una apertura sintética a partir del movimiento relativo entre radar y blanco. Los radares imagen complementan la labor de los sistemas ópticos e infrarrojos convencionales, especialmente en condiciones meteorológicas adversas. Los sistemas SAR e ISAR convencionales se diseñan para iluminar blancos en situaciones de línea de vista entre sensor y blanco. Por este motivo, presentan un menor rendimiento en escenarios complejos, como por ejemplo en bosques o entornos urbanos, donde los retornos multitrayecto se superponen a los ecos directos procedentes de los blancos. Se conocen como "imágenes fantasma", puesto que enmascaran a los verdaderos blancos y dan lugar a una calidad visual pobre, complicando en gran medida la detección del blanco. El problema de la mitigación del multitrayecto en imágenes radar adquiere una relevancia teórica y práctica. En esta Tesis Doctoral, se hace uso del concepto de inversión temporal (Time Reversal, TR) para mejorar la calidad visual de las imágenes SAR e ISAR eliminando las "imágenes fantasma" originadas por la propagación multitrayecto (algoritmos TR-SAR y TR-ISAR, respectivamente). No obstante, previamente a la aplicación de estas innovadoras técnicas de mitigación del multi-trayecto, es necesario resolver el problema geométrico asociado al multitrayecto. Centrando la atención en la mejora de las prestaciones de TR-ISAR, se implementan una serie de técnicas de procesado de señal avanzadas antes y después de la etapa basada en inversión temporal (el eje central de esta Tesis). Las primeras (técnicas de pre-procesado) están relacionadas con el multilook averaging, las transformadas tiempo-frecuencia y la transformada de Radon, mientras que las segundas (técnicas de post-procesado) se componen de un conjunto de algoritmos de superresolución. En pocas palabras, todas ellas pueden verse como un valor añadido al concepto de TR, en lugar de ser consideradas como técnicas independientes. En resumen, la utilización del algoritmo diseñado basado en inversión temporal, junto con algunas de las técnicas de procesado de señal propuestas, no deben obviarse si se desean obtener imágenes ISAR de gran calidad en escenarios con mucho multitrayecto. De hecho, las imágenes resultantes pueden ser útiles para posteriores esquemas de reconocimiento automático de blancos (Automatic Target Recognition, ATR). Como prueba de concepto, se hace uso tanto de datos simulados como experimentales obtenidos a partir de radares de alta resolución con el fin de verificar los métodos propuestos.

Advances in the modeling, characterization and reliability of concentrator multijunction solar cells

Los sistemas de concentración fotovoltaica (CPV) parecen ser una de las vías más prometedoras para generar electricidad a gran escala a precios competitivos. La investigación actual se centra en aumentar la eficiencia y la concentración de los sistemas para abaratar costes. Al mismo tiempo se investiga sobre la fiabilidad de los diferentes componentes que integran un sistema de concentración, ya que para que los sistemas de concentración sean competitivos es necesario que tengan una fiabilidad al menos similar a los sistemas basados en células de silicio. En la presente tesis doctoral se ha llevado a cabo el estudio de aspectos avanzados de células solares multi-unión diseñadas para trabajar a concentraciones ultra-altas. Para ello, se ha desarrollado un modelo circuital tridimensional distribuido con el que simular el comportamiento de las células solares triple-unión bajo distintas condiciones de funcionamiento, así mismo se ha realizado una caracterización avanzada de este tipo de células para comprender mejor su modo de operación y así poder contribuir a mejorar su eficiencia. Finalmente, se han llevado a cabo ensayos de vida acelerados en células multiunión comerciales para conocer la fiabilidad de este tipo de células solares. Para la simulación de células solares triple-unión se ha desarrollado en la presente tesis doctoral un modelo circuital tridimensinal distribuido el cuál integra una descripción completa de la unión túnel. De este modo, con el modelo desarrollado, hemos podido simular perfiles de luz sobre la célula solar que hacen que la densidad de corriente fotogenerada sea mayor a la densidad de corriente pico de la unión túnel. El modelo desarrollado también contempla la distribución lateral de corriente en las capas semiconductoras que componen y rodean la unión túnel. Por tanto, se ha podido simular y analizar el efecto que tiene sobre el funcionamiento de la célula solar que los concentradores ópticos produzcan perfiles de luz desuniformes, tanto en nivel de irradiancia como en el contenido espectral de la luz (aberración cromática). Con el objetivo de determinar cuáles son los mecanismos de recombinación que están limitando el funcionamiento de cada subcélula que integra una triple-unión, y así intentar reducirlos, se ha llevado a cabo la caracterización eléctrica de células solares monouni ón idénticas a las subcelulas de una triple-unión. También se ha determinado la curva corriente-tensión en oscuridad de las subcélulas de GaInP y GaAs de una célula dobleunión mediante la utilización de un teorema de reciprocidad electro-óptico. Finalmente, se ha analizado el impacto de los diferentes mecanismos de recombinación en el funcionamiento de la célula solar triple-unión en concentración. Por último, para determinar la fiabilidad de este tipo de células, se ha llevado a cabo un ensayo de vida acelerada en temperatura en células solares triple-unión comerciales. En la presente tesis doctoral se describe el diseño del ensayo, el progreso del mismo y los datos obtenidos tras el análisis de los resultados preliminares. Abstract Concentrator photovoltaic systems (CPV) seem to be one of the most promising ways to generate electricity at competitive prices. Nowadays, the research is focused on increasing the efficiency and the concentration of the systems in order to reduce costs. At the same time, another important area of research is the study of the reliability of the different components which make up a CPV system. In fact, in order for a CPV to be cost-effective, it should have a warranty at least similar to that of the systems based on Si solar cells. In the present thesis, we will study in depth the behavior of multijunction solar cells under ultra-high concentration. With this purpose in mind, a three-dimensional circuital distributed model which is able to simulate the behavior of triple-junction solar cells under different working conditions has been developed. Also, an advanced characterization of these solar cells has been carried out in order to better understand their behavior and thus contribute to improving efficiency. Finally, accelerated life tests have been carried out on commercial lattice-matched triple-junction solar cells in order to determine their reliability. In order to simulate triple-junction solar cells, a 3D circuital distributed model which integrates a full description of the tunnel junction has been developed. We have analyzed the behavior of the multijunction solar cell under light profiles which cause the current density photo-generated in the solar cell to be higher than the tunnel junction’s peak current density. The advanced model developed also takes into account the lateral current spreading through the semiconductor layers which constitute and surround the tunnel junction. Therefore, the effects of non-uniform light profiles, in both irradiance and the spectral content produced by the concentrators on the solar cell, have been simulated and analyzed. In order to determine which recombination mechanisms are limiting the behavior of each subcell in a triple-junction stack, and to try to reduce them when possible, an electrical characterization of single-junction solar cells that resemble the subcells in a triplejunction stack has been carried out. Also, the dark I-V curves of the GaInP and GaAs subcells in a dual-junction solar cell have been determined by using an electro-optical reciprocity theorem. Finally, the impact of the different recombination mechanisms on the behavior of the triple-junction solar cell under concentration has been analyzed. In order to determine the reliability of these solar cells, a temperature accelerated life test has been carried out on commercial triple-junction solar cells. In the present thesis, the design and the evolution of the test, as well as the data obtained from the analysis of the preliminary results, are presented.

Biosensors based on vertically interrogated optofluidic sensing cells

El objetivo de la presente tesis doctoral es el desarrollo de un nuevo concepto de biosensor óptico sin marcado, basado en una combinación de técnicas de caracterización óptica de interrogación vertical y estructuras sub-micrométricas fabricadas sobre chips de silicio. Las características más importantes de dicho dispositivo son su simplicidad, tanto desde el punto de vista de medida óptica como de introducción de las muestras a medir en el área sensible, aspectos que suelen ser críticos en la mayoría de sensores encontrados en la literatura. Cada uno de los aspectos relacionados con el diseño de un biosensor, que son fundamentalmente cuatro (diseño fotónico, caracterización óptica, fabricación y fluídica/inmovilización química) son desarrollados en detalle en los capítulos correspondientes. En la primera parte de la tesis se hace una introducción al concepto de biosensor, en qué consiste, qué tipos hay y cuáles son los parámetros más comunes usados para cuantificar su comportamiento. Posteriormente se realiza un análisis del estado del arte en la materia, enfocado en particular en el área de biosensores ópticos sin marcado. Se introducen también cuáles son las reacciones bioquímicas a estudiar (inmunoensayos). En la segunda parte se describe en primer lugar cuáles son las técnicas ópticas empleadas en la caracterización: Reflectometría, Elipsometría y Espectrometría; además de los motivos que han llevado a su empleo. Posteriormente se introducen diversos diseños de las denominadas "celdas optofluídicas", que son los dispositivos en los que se va a producir la interacción bioquímica. Se presentan cuatro dispositivos diferentes, y junto con ellos, se proponen diversos métodos de cálculo teórico de la respuesta óptica esperada. Posteriormente se procede al cálculo de la sensibilidad esperada para cada una de las celdas, así como al análisis de los procesos de fabricación de cada una de ellas y su comportamiento fluídico. Una vez analizados todos los aspectos críticos del comportamiento del biosensor, se puede realizar un proceso de optimización de su diseño. Esto se realiza usando un modelo de cálculo simplificado (modelo 1.5-D) que permite la obtención de parámetros como la sensibilidad y el límite de detección de un gran número de dispositivos en un tiempo relativamente reducido. Para este proceso se escogen dos de las celdas optofluídicas propuestas. En la parte final de la tesis se muestran los resultados experimentales obtenidos. En primer lugar, se caracteriza una celda basada en agujeros sub-micrométricos como sensor de índice de refracción, usando para ello diferentes líquidos orgánicos; dichos resultados experimentales presentan una buena correlación con los cálculos teóricos previos, lo que permite validar el modelo conceptual presentado. Finalmente, se realiza un inmunoensayo químico sobre otra de las celdas propuestas (pilares nanométricos de polímero SU-8). Para ello se utiliza el inmunoensayo de albumina de suero bovino (BSA) y su anticuerpo (antiBSA). Se detalla el proceso de obtención de la celda, la funcionalización de la superficie con los bioreceptores (en este caso, BSA) y el proceso de biorreconocimiento. Este proceso permite dar una primera estimación de cuál es el límite de detección esperable para este tipo de sensores en un inmunoensayo estándar. En este caso, se alcanza un valor de 2.3 ng/mL, que es competitivo comparado con otros ensayos similares encontrados en la literatura. La principal conclusión de la tesis es que esta tipología de dispositivos puede ser usada como inmunosensor, y presenta ciertas ventajas respecto a los actualmente existentes. Estas ventajas vienen asociadas, de nuevo, a su simplicidad, tanto a la hora de medir ópticamente, como dentro del proceso de introducción de los bioanalitos en el área sensora (depositando simplemente una gota sobre la micro-nano-estructura). Los cálculos teorícos realizados en los procesos de optimización sugieren a su vez que el comportamiento del sensor, medido en magnitudes como límite de detección biológico puede ser ampliamente mejorado con una mayor compactación de pilares, alcanzandose un valor mínimo de 0.59 ng/mL). The objective of this thesis is to develop a new concept of optical label-free biosensor, based on a combination of vertical interrogation optical techniques and submicron structures fabricated over silicon chips. The most important features of this device are its simplicity, both from the point of view of optical measurement and regarding to the introduction of samples to be measured in the sensing area, which are often critical aspects in the majority of sensors found in the literature. Each of the aspects related to the design of biosensors, which are basically four (photonic design, optical characterization, fabrication and fluid / chemical immobilization) are developed in detail in the relevant chapters. The first part of the thesis consists of an introduction to the concept of biosensor: which elements consists of, existing types and the most common parameters used to quantify its behavior. Subsequently, an analysis of the state of the art in this area is presented, focusing in particular in the area of label free optical biosensors. What are also introduced to study biochemical reactions (immunoassays). The second part describes firstly the optical techniques used in the characterization: reflectometry, ellipsometry and spectrometry; in addition to the reasons that have led to their use. Subsequently several examples of the so-called "optofluidic cells" are introduced, which are the devices where the biochemical interactions take place. Four different devices are presented, and their optical response is calculated by using various methods. Then is exposed the calculation of the expected sensitivity for each of the cells, and the analysis of their fabrication processes and fluidic behavior at the sub-micrometric range. After analyzing all the critical aspects of the biosensor, it can be performed a process of optimization of a particular design. This is done using a simplified calculation model (1.5-D model calculation) that allows obtaining parameters such as sensitivity and the detection limit of a large number of devices in a relatively reduced time. For this process are chosen two different optofluidic cells, from the four previously proposed. The final part of the thesis is the exposition of the obtained experimental results. Firstly, a cell based sub-micrometric holes is characterized as refractive index sensor using different organic fluids, and such experimental results show a good correlation with previous theoretical calculations, allowing to validate the conceptual model presented. Finally, an immunoassay is performed on another typology of cell (SU-8 polymer pillars). This immunoassay uses bovine serum albumin (BSA) and its antibody (antiBSA). The processes for obtaining the cell surface functionalization with the bioreceptors (in this case, BSA) and the biorecognition (antiBSA) are detailed. This immunoassay can give a first estimation of which are the expected limit of detection values for this typology of sensors in a standard immunoassay. In this case, it reaches a value of 2.3 ng/mL, which is competitive with other similar assays found in the literature. The main conclusion of the thesis is that this type of device can be used as immunosensor, and has certain advantages over the existing ones. These advantages are associated again with its simplicity, by the simpler coupling of light and in the process of introduction of bioanalytes into the sensing areas (by depositing a droplet over the micro-nano-structure). Theoretical calculations made in optimizing processes suggest that the sensor Limit of detection can be greatly improved with higher compacting of the lattice of pillars, reaching a minimum value of 0.59 ng/mL).