Scalable Methods for Deterministic Integration of Quantum Emitters in Photonic Crystal Cavities

We investigated four unique methods for achieving scalable, deterministic integration of quantum emitters into ultra-high Q{V photonic crystal cavities, including selective area heteroepitaxy, engineered photoemission from silicon nanostructures, wafer bonding and dimensional reduction of III-V quantum wells, and cavity-enhanced optical trapping. In these areas, we were able to demonstrate site-selective heteroepitaxy, size-tunable photoluminescence from silicon nanostructures, Purcell modification of QW emission spectra, and limits of cavity-enhanced optical trapping designs which exceed any reports in the literature and suggest the feasibility of capturing- and detecting nanostructures with dimensions below 10 nm. In addition to process scalability and the requirement for achieving accurate spectral- and spatial overlap between the emitter and cavity, these techniques paid specific attention to the ability to separate the cavity and emitter material systems in order to allow optimal selection of these independently, and eventually enable monolithic integration with other photonic and electronic circuitry.

We also developed an analytic photonic crystal design process yielding optimized cavity tapers with minimal computational effort, and reported on a general cavity modification which exhibits improved fabrication tolerance by relying exclusively on positional- rather than dimensional tapering. We compared several experimental coupling techniques for device characterization. Significant efforts were devoted to optimizing cavity fabrication, including the use of atomic layer deposition to improve surface quality, exploration into factors affecting the design fracturing, and automated analysis of SEM images. Using optimized fabrication procedures, we experimentally demonstrated 1D photonic crystal nanobeam cavities exhibiting the highest Q/V reported on substrate. Finally, we analyzed the bistable behavior of the devices to quantify the nonlinear optical response of our cavities.

Two-step digit-set-restricted modified signed-digit addition-subtraction algorithm and its optoelectronic implementation

A novel, to our knowledge, two-step digit-set-restricted modified signed-digit (MSD) addition-subtraction algorithm is proposed. With the introduction of the reference digits, the operand words are mapped into an intermediate carry word with all digits restricted to the set {(1) over bar, 0} and an intermediate sum word with all digits restricted to the set {0, 1}, which can be summed to form the final result without carry generation. The operation can be performed in parallel by use of binary logic. An optical system that utilizes an electron-trapping device is suggested for accomplishing the required binary logic operations. By programming of the illumination of data arrays, any complex logic operations of multiple variables can be realized without additional temporal latency of the intermediate results. This technique has a high space-bandwidth product and signal-to-noise ratio. The main structure can be stacked to construct a compact optoelectronic MSD adder-subtracter. (C) 1999 Optical Society of America.

Parallel optical negabinary signed-digit computing: algorithm and optical implementation

Negabinary is a component of the positional number system. A complete set of negabinary arithmetic operations are presented, including the basic addition/subtraction logic, the two-step carry-free addition/subtraction algorithm based on negabinary signed-digit (NSD) representation, parallel multiplication, and the fast conversion from NSD to the normal negabinary in the carry-look-ahead mode. All the arithmetic operations can be performed with binary logic. By programming the binary reference bits, addition and subtraction can be realized in parallel with the same binary logic functions. This offers a technique to perform space-variant arithmetic-logic functions with space-invariant instructions. Multiplication can be performed in the tree structure and it is simpler than the modified signed-digit (MSD) counterpart. The parallelism of the algorithms is very suitable for optical implementation. Correspondingly, a general-purpose optical logic system using an electron trapping device is suggested. Various complex logic functions can be performed by programming the illumination of the data arrays without additional temporal latency of the intermediate results. The system can be compact. These properties make the proposed negabinary arithmetic-logic system a strong candidate for future applications in digital optical computing with the development of smart pixel arrays. (C) 1999 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers. [S0091-3286(99)00803-X].

Code conversion from signed-digit to complement representation based on look-ahead optical logic operations

We present, for the first time to our knowledge, a generalized lookahead logic algorithm for number conversion from signed-digit to complement representation. By properly encoding the signed-digits, all the operations are performed by binary logic, and unified logical expressions can be obtained for conversion from modified-signed-digit (MSD) to 2's complement, trinary signed-digit (TSD) to 3's complement, and quarternary signed-digit (QSD) to 4's complement. For optical implementation, a parallel logical array module using an electron-trapping device is employed and experimental results are shown. This optical module is suitable for implementing complex logic functions in the form of the sum of the product. The algorithm and architecture are compatible with a general-purpose optoelectronic computing system. (C) 2001 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Optoelectronic quotient-selected modified signed-digit division

A novel optoelectronic quotient-selected modified signed-digit division technique is proposed. This division method generates one quotient digit per iteration involving only one shift operation, one quotient selection operation and one addition/subtraction operation. The quotient digit can be selected by observing three most significant digits of the partial remainder independent of the divisor. Two algorithms based on truth-table look-up and binary logic operations are derived. For optoelectronic implementation, an efficient shared content-addressable memory based architecture as well as compact logic array processor based architecture with an electron-trapping device is proposed. Performance evaluation of the proposed optoelectronic quotient-selected division shows that it is faster than the previously reported convergence division approach. Finally, proof-of-principle experimental results are presented to verify the effectiveness of the proposed technique. (C) 2001 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

"Mamíferos de médio e grande porte na Floresta Nacional de Carajás, Pará: riqueza, abundância e efeitos da fitofisionomia e do impacto da mineração"

A Floresta Nacional de Carajás é uma unidade de conservação federal localizada no sudeste da Amazônia, região Norte do Brasil. Juntamente com outras cinco áreas formam o Mosaico de Carajás com um contínuo de 1.307.000 hectares de área protegida. As principais fitofisionomias presentes no interior da unidade são a Floresta Ombrófila Densa e a Savana Metalófila. A unidade abriga a maior província mineral do mundo. A atividade de mineração promove diferentes impactos sobre a fauna principalmente através da modificação de paisagem originada pela supressão vegetal. O objetivo desse trabalho foi estudar a composição da comunidade de mamíferos de médio e grande porte através do levantamento de informações sobre a riqueza, a abundância e as diferenças entre a composição da mastofauna nas fitofisionomias de Savana Metalófila e Floresta Ombrófila Densa e suas alterações ocasionadas pelo impacto da mineração. Foram realizadas quatro campanhas em 19 trilhas que se distribuíram em áreas de Savana Metalófila e Floresta Ombrófila Densa impactadas e controle. A metodologia utilizada foi de transecção linear e armadilhamento fotográfico com um esforço total empregado de 432 km e 85.920 horas, para cada um dos métodos, respectivamente. A comunidade de mastofauna de médio e grande porte apresentou 43 espécies distribuídas em oito ordens, com um aumento de 41% de novos registros para a região. A composição da comunidade de mastofauna apresentou diferenças quanto a riqueza e a abundância das espécies nas duas fitofisionomias e quanto ao efeito do impacto da mineração. O presente trabalho trouxe avanços em relação à lista de espécies de mamíferos de médio e grande porte e aumentou o conhecimento a respeito da composição desta fauna em ambientes de floresta e de savana na Floresta Nacional de Carajás. Trouxe informações acerca dos impactos sobre a mastofauna e identificou importantes sensibilidades de algumas espécies frente à mineração, contribuindo para a busca do equilíbrio entre a mineração e a conservação.

The production of freshwater fish for food

It has been estimated that in England and Wales fresh water covers some 340 square miles of which about one quarter is inhabited mainly by salmon and trout; in Scotland the lakes cover an area of 340 square miles. The principal object of this publication is to make available in handy form some of the methods, especially those involving the use of manures, by which crops of fish from water can be increased. The cultivation of water which this implies may be compared directly to the cultivation of farm land: the conditions for growth are made as favourable as possible, the seed is sown in the form of young fish, and after one or perhaps two growing seasons the crop is harvested. There are however many waters about the country where marketable fish are already available and can be removed without prejudice to, and indeed to the advantage of, sporting fisheries. In such cases it is necessary only to remove the fish and to rely on the natural processes of reproduction of those which are left to repopulate the water. Farming waters in the true sense is the concern of the greater part of this publication; the removal of crops of otherwise unwanted fish is considered in the last two sections on perch trapping and eel fisheries.

The analytical description and experiments of the optical bottle generated by an axicon and a lens

Based on the interferential theory, we deduce a new type of analytic expression suitable for describing the evolutions of the optical bottle beam generated from the axicon-lens optical system illuminated by the Gaussian beam for the first time. The theory does not use much approximation in the process of mathematical analysis and can better illustrate the optical bottle beam evolutions at any positions. With the derived expression, the three-dimensional (3D) longitudinal and transverse intensity profiles of the optical bottle beam are simulated numerically. The numerical calculations have been confirmed by the experimental results.

Observation of ultrafast carrier dynamics in amorphous Ge2Sb2Te5 films induced by femtosecond laser pulses

The femtosecond pump-probe technique was used to study the carrier dynamics of amorphous Ge2Sb2Te5 films. With carrier density at around 10(20)-10(21) cm(-3), carriers were excited within 1 ps and recovered to the initial state for less than 3 ns. On the picosecond time scale, the carrier relaxation consists of two components: a fast process within 5 ps and a slow process after 5 ps. The relaxation time of the fast component is a function of carrier density, which increases from 1.9 to 4.3 ps for the carrier density changing from 9.7x10(20) cm(-3) to 3.1x10(21) cm(-3). A possible interpretation of the relaxation processes is elucidated. In the first 5 ps the relaxation process is dominated by an intraband carrier relaxation and the carrier trapping. It is followed by a recombination process of trapped carriers at later delay time. (c) 2007 American Institute of Physics.

Diversidade, diferenciação e biogeografia de pequenos mamíferos não-voadores na Mata Atlântica ao norte do rio São Francisco Centro de Endemismo Pernambuco

As florestas tropicais brasileiras (Amazônia e a Mata Atlântica) possuem alta diversidade de espécies e atualmente estão separadas por um cinturão de vegetação aberta. Parte deste cinturão é ocupada pela Caatinga, onde se encontram os Brejos de Altitude, testemunhos das conexões históricas entre a Mata Atlântica e a Amazônia. O Centro de Endemismos Pernambuco (CEPE) é a unidade biogeográfica que compõe a Mata Atlântica ao norte do rio São Francisco e contém diversos táxons endêmicos. Esta região apresenta uma mastofauna compartilhada com a Amazônia, devido às conexões existentes durante o Cenozóico. A presença do rio São Francisco em seu limite sul pode atuar como barreira ao fluxo gênico e explicar os endemismos encontrados no CEPE. Contrastando com sua situação peculiar, a mastofauna do CEPE ainda carece de estudos aprofundados sobre a identificação de suas espécies, padrões geográficos e relações filogenéticas. Revisões recentes têm identificado espécies diferentes ao norte e ao sul do rio São Francisco, mas poucos trabalhos têm proposto hipóteses biogeográficas para o CEPE. Para ampliar o conhecimento sobre a identidade e distribuição geográfica dos pequenos mamíferos do CEPE e sua estrutura filogeográfica, foram realizados levantamentos de espécies e análises de diversidade genética e morfométrica para algumas espécies. Os levantamentos consistiram de visitas às coleções científicas a fim de identificar as espécies ocorrentes no CEPE e excursões de coleta com 5 a 17 noites consecutivas em 12 localidades ao longo do CEPE, que totalizaram 64691 armadilhas noites e resultaram na coleta de 476 exemplares de 31 espécies. As espécies foram identificadas com base na morfologia externa e craniana e por análises citogenéticas. Para investigar a biogeografia do CEPE, análises de genética de populações, filogeográficas e morfométricas foram realizadas para os marsupiais Caluromys philander, Didelphis aurita, Marmosa murina, Metachirus nudicaudatus e os roedores Akodon cursor, Oecomys catherinae e Rhipidomys mastacalis para avaliar a existência de diferenciação nas populações do CEPE e suas relações com as linhagens Amazônicas e Atlânticas. Estes resultados mostraram que a diversificação dos pequenos mamíferos do CEPE ocorreu tanto no Terciário quanto no Quaternário. Algumas populações, como em Caluromys philander e Oecomys catherinae, mostraram afinidades com linhagens amazônicas, enquanto outras, como em Metachirus nudicaudatus e Rhipidomys mastacalis, apresentaram afinidades com linhagens atlânticas. Os pequenos mamíferos do CEPE apresentaram diferenciação em relação às suas linhagens irmãs, com algumas linhagens podendo tratar-se de espécies ainda não descritas (e.g. Didelphis aff. aurita e Rhipidomys aff. mastacalis). Esta diferenciação provavelmente foi causada pelos eventos cíclicos de flutuações climáticas que provocaram elevações no nível do mar e retração das florestas tropicais, isolando as populações do CEPE. Por fim, para auxiliar na identificação das espécies em novas coletas, de suas distribuições geográficas e de suas características citogenéticas e ecológicas, foi elaborado um guia reunindo todas as informações disponíveis sobre as espécies de pequenos mamíferos do CEPE.

荧光俘获效应对掺铒氧化物玻璃光谱性质的影响

测试了不同掺杂浓度和样品厚度下掺铒磷酸盐和碲酸盐玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命，计算了Er^3＋离子在1．53μm处的吸收截面（σa）、发射截面（σe）、自发辐射跃迁概率（Arad）、辐射跃迁寿命（τrad）、以及辐射跃迁量子效率（η）等光谱参数．讨论了荧光俘获效应对掺铒磷酸盐和碲酸盐玻璃光谱性质及光谱参数的影响．结果表明即使在铒离子低掺杂浓度（0．1mol％Er2O3）下，荧光俘获效应也普遍存在于掺铒玻璃材料中，使得荧光寿命（τt）和荧光半高宽（FWHM）随样品的厚度和铒离子掺杂浓度增加而增大，导致

Méthodes simples de determination du CO2 total et du carbone organique dissous en eau saumâtre

Total CO2 of brackish water (Ebrié lagoon) is measured with a simple method: degassing and trapping CO2 in NaOh solution, the conductivity of which is a function of the trapped CO2 quantity. A relation CO2 versus salinity is deduced; it is nearly the same as the one deduced from CO2 measurements performed from alkalinity. Dissolved organic C is evaluated with a CHN analyser by evaporating 0.5 ml of acidified sample. Variation coefficient is near 10% for the lagoon values.

The water requirements of salmon in the River Lune

This report looks at the upstream movement in the River Lune of 9704 salmon which were monitored in the years 1960-1966. It explores the Broadraine Weir near Kirby Lonsdale with its fish monitoring station, the visual counting and trapping salmon, electronic monitoring of fish, and analysis of river flows.

Quantificação e avaliação da biodisponibilidade de metais em sedimentos na Baía da Ribeira RJ

A toxicidade dos metais em ambientes aquáticos está relacionada à sua biodisponibilidade e esta, por sua vez, pode ser influenciada por diversos fatores. As características do sedimento fazem dele um importante compartimento para avaliação do nível de contaminação no ambiente aquático. A presente pesquisa teve por objetivo quantificar e avaliar a biodisponibilidade de metais em sedimentos da baía da Ribeira. Nessa região, encontram-se os bairros mais populosos de Angra dos Reis RJ. Essa baía está localizada na parte nordeste da baía da Ilha Grande, que consiste de um espaço pesqueiro, turístico e de importante valor econômico e industrial. Foram coletados 12 sedimentos na baía da Ribeira e determinados os teores dos metais Al, Cu, Cd , Cr, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn, através da extração com água régia (protocolo BCR-701), e o potencial de toxicidade dos metais Cd, Cu, Ni, Pb e Zn pelo método de extração dos sulfetos voláteis em meio ácido e quantificação dos metais extraídos simultaneamente (em inglês Acid Volatile Sulfide and Simultaneously Extracted Metal, AVS/SEM). Também foram efetuadas medidas de pH, potencial redox (Eh), carbono orgânico, fósforo total e granulometria. Através desses dados, foi possível estudar correlações entre essas variáveis. As concentrações de cada metal são similares nas diferentes localizações dos sedimentos e não apresentam significativas diferenças com relação a estudos reportados para a área, com exceção do Pb que apresentou a mais alta concentração já reportada. Os valores de SEM/AVS (entre 0,02 e 0,2) menores que 1, indicam que há quantidade de sulfetos suficiente para o aprisionamento dos metais investigados. As correlações obtidas através da Análise dos Componentes Principais demonstram relação direta entre as concentrações da maioria dos metais extraídos por água-régia (Ni, Fe, Cr, Cu, Zn); entre os metais Mn, Pb, Al e o fósforo total; entre os teores de matéria orgânica, carbono orgânico total, fósforo total com as frações finas de silte e argila com o Eh. Os resultados sugerem que a região não sofre influência significativa de fontes antrópicas em relação a metais e que, segundo o AVS/SEM, esses se encontram pouco disponíveis para o ambiente e, portanto, apresentam baixo potencial tóxico

Fisheries of the Farasan Islands (Red Sea)

The fisheries of the Farasan Islands (Saudi Arabia, Red Sea) are described. The fishery resources are exploited by artisanal, investor and industrial sectors. The artisanal fishery consists mostly of line fishing around coral reefs and about half the fishing effort occurs within the proposed marine protected area (MPA). Activities by investor and industrial fisheries sector include line fishing, gill netting, fish trapping and demersal fish trawling. The relevant resource management issues that need to be addressed as part of a planning study for the establishment of a MPA are also presented. The major issues are: (1) the decline in the catch of the artisanal fishery; (2) by catch and habitat degradation; (3) sustainability in the collection of giant clams and pearl shells; and (4) the lack of information such as the importance of MPA to fisheries, stock assessment and catch and effort data. A significant role in the future management of the fisheries has been identified for the traditional representatives of the artisanal sector.