In situ surface topography measurement method of granite base in scanning wafer stage with laser interferometer

Topography of a granite surface has an effect on the vertical positioning of a wafer stage in a lithographic tool, when the wafer stage moves on the granite. The inaccurate measurement of the topography results in a bad leveling and focusing performance. In this paper, an in situ method to measure the topography of a granite surface with high accuracy is present. In this method, a high-order polynomial is set up to express the topography of the granite surface. Two double-frequency laser interferometers are used to measure the tilts of the wafer stage in the X- and Y-directions. From the sampling tilts information, the coefficients of the high-order polynomial can be obtained by a special algorithm. Experiment results shows that the measurement reproducibility of the method is better than 10 nm. (c) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Propagation properties of off-axis Hermite-cosh-Gaussian beam combinations through a first-order optical system

Based on the Collins integral formula, the analytic expressions of propagation of the coherent and the incoherent off-axis Hermite-cosh-Gaussian (HChG) beam combinations with rectangular symmetry passing through a paraxial first-order optical system are derived, and corresponding numerical examples are given and analysed. The resulting beam quality is discussed in terms of power in the bucket (PIB). The study suggests that the resulting beam cannot keep the initial intensity shape during the propagation and the beam quality for coherent mode is not always better than that for incoherent mode. Reviewing the numerical simulations of Gaussian, Hermite-Gaussian (HG) and cosh Gaussian (ChG) beam combinations indicates that the Hermite polynomial exerts a chief influence on the irradiance profile of composite beam and far field power concentration.

Robust design optimization of gas turbine compression systems

Gas turbine compression systems are required to perform adequately over a range of operating conditions. Complexity has encouraged the conventional design process for compressors to focus initially on one operating point, usually the most commonor arduous, to draw up an outline design. Generally, only as this initial design is refined is its offdesign performance assessed in detail. Not only does this necessarily introduce a potentially costly and timeconsuming extra loop in the design process, but it also may result in a design whose offdesign behavior is suboptimal. Aversion of nonintrusive polynomial chaos was previously developed in which a set of orthonormal polynomials was generated to facilitate a rapid analysis of robustness in the presence of generic uncertainties with good accuracy. In this paper, this analysis method is incorporated in real time into the design process for the compression system of a three-shaft gas turbine aeroengine. This approach to robust optimization is shown to lead to designs that exhibit consistently improved system performance with reduced sensitivity to offdesign operation.

Estimation of the growth curve parameters in Macrobrachium rosenbergii

Growth is one of the most important characteristics of cultured species. The objective of this study was to determine the fitness of linear, log linear, polynomial, exponential and Logistic functions to the growth curves of Macrobrachium rosenbergii obtained by using weekly records of live weight, total length, head length, claw length, and last segment length from 20 to 192 days of age. The models were evaluated according to the coefficient of determination (R2), and error sum off square (ESS) and helps in formulating breeders in selective breeding programs. Twenty full-sib families consisting 400 PLs each were stocked in 20 different hapas and reared till 8 weeks after which a total of 1200 animals were transferred to earthen ponds and reared up to 192 days. The R2 values of the models ranged from 56 – 96 in case of overall body weight with logistic model being the highest. The R2 value for total length ranged from 62 to 90 with logistic model being the highest. In case of head length, the R2 value ranged between 55 and 95 with logistic model being the highest. The R2 value for claw length ranged from 44 to 94 with logistic model being the highest. For last segment length, R2 value ranged from 55 – 80 with polynomial model being the highest. However, the log linear model registered low ESS value followed by linear model for overall body weight while exponential model showed low ESS value followed by log linear model in case of head length. For total length the low ESS value was given by log linear model followed by logistic model and for claw length exponential model showed low ESS value followed by log linear model. In case of last segment length, linear model showed lowest ESS value followed by log linear model. Since, the model that shows highest R2 value with low ESS value is generally considered as the best fit model. Among the five models tested, logistic model, log linear model and linear models were found to be the best models for overall body weight, total length and head length respectively. For claw length and last segment length, log linear model was found to be the best model. These models can be used to predict growth rates in M. rosenbergii. However, further studies need to be conducted with more growth traits taken into consideration

Efeitos adversos da poluição atmosférica em crianças e adolescentes devido a queimadas na Amazônia: uma abordagem de modelos mistos em estudos de painel

Esta tese investiga os efeitos agudos da poluição atmosférica no pico de fluxo expiratório (PFE) de escolares com idades entre 6 e 15 anos, residentes em municípios da Amazônia Brasileira. O primeiro artigo avaliou os efeitos do material particulado fino (PM2,5) no PFE de 309 escolares do município de Alta Floresta, Mato Grosso (MT), durante a estação seca de 2006. Modelos de efeitos mistos foram estimados para toda a amostra e estratificados por turno escolar e presença de sintomas de asma. O segundo artigo expõe as estratégias utilizadas para a determinação da função de variância do erro aleatório dos modelos de efeitos mistos. O terceiro artigo analisa os dados do estudo de painel com 234 escolares, realizado na estação seca de 2008 em Tangará da Serra, MT. Avaliou-se os efeitos lineares e com defasagem distribuída (PDLM) do material particulado inalável (PM10), do PM2,5 e do Black Carbon (BC) no PFE de todos os escolares e estratificados por grupos de idade. Nos três artigos, os modelos de efeitos mistos foram ajustados por tendência temporal, temperatura, umidade e características individuais. Os modelos também consideraram o ajuste da autocorrelação residual e da função de variância do erro aleatório. Quanto às exposições, foram avaliados os efeitos das exposições de 5hs, 6hs, 12hs e 24hs, no dia corrente, com defasagens de 1 a 5 dias e das médias móveis de 2 e 3 dias. No que se refere aos resultados de Alta Floresta, os modelos para todas as crianças indicaram reduções no PFE variando de 0,26 l/min (IC95%: 0,49; 0,04) a 0,38 l/min (IC95%: 0,71; 0,04), para cada aumento de 10g/m3 no PM2,5. Não foram observados efeitos significativos da poluição no grupo das crianças asmáticas. A exposição de 24hs apresentou efeito significativo no grupo de alunos da tarde e no grupo dos não asmáticos. A exposição de 0hs a 5:30hs foi significativa tanto para os alunos da manhã quanto para a tarde. Em Tangará da Serra, os resultados mostraram reduções significativas do PFE para aumentos de 10 unidades do poluente, principalmente para as defasagens de 3, 4 e 5 dias. Para o PM10, as reduções variaram de 0,15 (IC95%: 0,29; 0,01) a 0,25 l/min (IC95%: 0,40 ; 0,10). Para o PM2,5, as reduções estiveram entre 0,46 l/min (IC95%: 0,86 to 0,06 ) e 0,54 l/min (IC95%: 0,95; 0,14). E no BC, a redução foi de aproximadamente 0,014 l/min. Em relação ao PDLM, efeitos mais importantes foram observados nos modelos baseados na exposição do dia corrente até 5 dias passados. O efeito global foi significativo apenas para o PM10, com redução do PFE de 0,31 l/min (IC95%: 0,56; 0,05). Esta abordagem também indicou efeitos defasados significativos para todos os poluentes. Por fim, o estudo apontou as crianças de 6 a 8 anos como grupo mais sensível aos efeitos da poluição. Os achados da tese sugerem que a poluição atmosférica decorrente da queima de biomassa está associada a redução do PFE de crianças e adolescentes com idades entre 6 e 15 anos, residentes na Amazônia Brasileira.

德鲁德分布非均匀膜的光学特性模拟分析

从德鲁德理论出发，对多元共蒸法镀制的非均匀膜的折射率分布与沉积速率的关系进行了探讨；然后利用计算机辅助模拟，对德鲁德分布非均匀光学薄膜，从单周期和多周期、正变和负变、完整周期和存在半周期几个方面对其光学特性进行了系统分析．研究发现：其透射率的极小值和周期数的关系遵从周期数的三次多项式衰减规律，不同规律的德鲁德分布非均匀膜可用来设计不同功能的滤光片．

Digital Quantum Simulation of Spin Models with Circuit Quantum Electrodynamics

Systems of interacting quantum spins show a rich spectrum of quantum phases and display interesting many-body dynamics. Computing characteristics of even small systems on conventional computers poses significant challenges. A quantum simulator has the potential to outperform standard computers in calculating the evolution of complex quantum systems. Here, we perform a digital quantum simulation of the paradigmatic Heisenberg and Ising interacting spin models using a two transmon-qubit circuit quantum electrodynamics setup. We make use of the exchange interaction naturally present in the simulator to construct a digital decomposition of the model-specific evolution and extract its full dynamics. This approach is universal and efficient, employing only resources that are polynomial in the number of spins, and indicates a path towards the controlled simulation of general spin dynamics in superconducting qubit platforms.

Microscopia multimodal prática: registro automático de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura

A discriminação de fases que são praticamente indistinguíveis ao microscópio ótico de luz refletida ou ao microscópio eletrônico de varredura (MEV) é um dos problemas clássicos da microscopia de minérios. Com o objetivo de resolver este problema vem sendo recentemente empregada a técnica de microscopia colocalizada, que consiste na junção de duas modalidades de microscopia, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. O objetivo da técnica é fornecer uma imagem de microscopia multimodal, tornando possível a identificação, em amostras de minerais, de fases que não seriam distinguíveis com o uso de uma única modalidade, superando assim as limitações individuais dos dois sistemas. O método de registro até então disponível na literatura para a fusão das imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura é um procedimento trabalhoso e extremamente dependente da interação do operador, uma vez que envolve a calibração do sistema com uma malha padrão a cada rotina de aquisição de imagens. Por esse motivo a técnica existente não é prática. Este trabalho propõe uma metodologia para automatizar o processo de registro de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura de maneira a aperfeiçoar e simplificar o uso da técnica de microscopia colocalizada. O método proposto pode ser subdividido em dois procedimentos: obtenção da transformação e registro das imagens com uso desta transformação. A obtenção da transformação envolve, primeiramente, o pré-processamento dos pares de forma a executar um registro grosseiro entre as imagens de cada par. Em seguida, são obtidos pontos homólogos, nas imagens óticas e de MEV. Para tal, foram utilizados dois métodos, o primeiro desenvolvido com base no algoritmo SIFT e o segundo definido a partir da varredura pelo máximo valor do coeficiente de correlação. Na etapa seguinte é calculada a transformação. Foram empregadas duas abordagens distintas: a média ponderada local (LWM) e os mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais (MQPPO). O LWM recebe como entradas os chamados pseudo-homólogos, pontos que são forçadamente distribuídos de forma regular na imagem de referência, e que revelam, na imagem a ser registrada, os deslocamentos locais relativos entre as imagens. Tais pseudo-homólogos podem ser obtidos tanto pelo SIFT como pelo método do coeficiente de correlação. Por outro lado, o MQPPO recebe um conjunto de pontos com a distribuição natural. A análise dos registro de imagens obtidos empregou como métrica o valor da correlação entre as imagens obtidas. Observou-se que com o uso das variantes propostas SIFT-LWM e SIFT-Correlação foram obtidos resultados ligeiramente superiores aos do método com a malha padrão e LWM. Assim, a proposta, além de reduzir drasticamente a intervenção do operador, ainda possibilitou resultados mais precisos. Por outro lado, o método baseado na transformação fornecida pelos mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais mostrou resultados inferiores aos produzidos pelo método que faz uso da malha padrão.

Inflação estocástica não-isentrópica

Em modelos inflacionários não-isentrópicos, a contribuição para o espectro de potência é essencialmente proveniente das flutuações térmicas. Esta é a situação oposta a da inflação fria, onde as flutuações de origem quântica fornecem toda contribuição para o espectro. Pouca ou nenhuma importância tem sido dada ao regime intermediário, onde as flutuações quânticas e térmicas são comparáveis. Neste trabalho, tendo como bases a inflação não-isentrópica e a inflação estocástica de Starobinsky, propomos um quadro geral onde é possível tratar de maneira conjunta, explícita e transparente tanto a contribuição de origem quântica quanto a de origem térmica para o espectro de potência do inflaton.O espectro de potência geral obtido reproduz, nos limites apropriados, todos os resultados caracteríssticos tanto da inflação fria, quanto da inflação não-isentrópica. Com o objetivo de checar a consistência e a viabilidade do modelo, foram usados os típicos potenciais polinomiais característicos da inflação caótica. Apesar destes potenciais já estarem praticamente descartados pelas observações no contexto da inflação fria, surpreendentemente pudemos constatar que efeitos dissipativos e de temperatura são capazes de restaurar a compatibilidade dos mesmos com os parâmetros cosmológicos inferidos através dos dados do nono ano do WMAP. Através da inserção de tais efeitos na dinâmica de grandes escalas do inflaton, estendemos ainda alguns resultados relacionados ao cenário conhecido como inflação eterna.

Temperatura atmosférica e internações hospitalares por doenças cardíacas no município do Rio de Janeiro.

Os efeitos das temperaturas elevadas na saúde humana representam um problema de grande magnitude na saúde pública. A temperatura atmosférica e a poluição do ar são fatores de risco para as doenças crônicas não transmissíveis, em particular as doenças isquêmicas do coração. O estudo teve como objetivo analisar a associação entre a temperatura atmosférica e internações hospitalares por doenças cardíacas isquêmicas no município do Rio de Janeiro entre os anos de 2009 e 2013. Utilizaram-se modelos de séries temporais, via modelos aditivos generalizados, em regressão de Poisson, para testar a hipótese de associação. Como variáveis de controle de confusão foram utilizadas as concentrações de poluentes atmosféricos (ozônio e material particulado) e umidade relativa o ar; utilizou-se método de defasagem simples e distribuída para avaliar o impacto da variação de 1oC nas internações hospitalares diárias. No modelo de defasagem simples foram encontradas associações estatisticamente significativas para as internações por DIC no dia concorrente a exposição ao calor, tanto para a temperatura média quanto para a máxima. No modelo de defasagem distribuída polinomial, essa associação foi observada com 1 e 2 dias de defasagem e no efeito acumulado tanto para a temperatura média quanto para a máxima. Ao estratificarmos por faixa etária, as associações para as internações por DIC e exposição ao calor não foram estatisticamente significativas no modelo de defasagem simples para as temperaturas média e máxima. Em contrapartida, no modelo de defasagem distribuída polinomial, a correlação entre internações por DIC e exposição ao calor foi observada na faixa de 30 a 60 anos no efeito acumulado para a temperatura média; e com defasagem de 1 e 2 dias para 60 anos ou mais de idade para a temperatura média. Estes resultados sugerem associação positiva entre as internações hospitalares por doença cardíaca isquêmica e temperatura na cidade do Rio de Janeiro. Os resultados do presente estudo fornecem informações para o planejamento de investimentos de áreas urbanas climatizadas e para a preparação dos hospitais para receber emergências relacionadas aos efeitos de calor que é uma das consequências mais importantes das mudanças climáticas.

A unified circuit model for the polysilicon thin film transistor

This paper describes a unified approach to modelling the polysilicon thin film transistor (TFT) for the purposes of circuit design. The approach uses accurate methods of predicting the channel conductance and then fitting the resulting data with a polynomial. Two methods are proposed to find the channel conductance: a device model and measurement. The approach is suitable because the TFT does not have a well defined threshold voltage. The polynomial conductance is then integrated generally to find the drain current and channel charge, necessary for a complete circuit model. © 1991 The Japan Society of Applied Physics.

Cumulative inbreeding rate in hatchery-reared indian major carps of Karnataka and Maharashtra states

The state fisheries department hatcheries are the major suppliers of seed to the farmers in Karnataka and Maharashtra. The brood stocks of these hatcheries are genetically closed units. In the present study, effective population size and cumulative inbreeding rates were estimated. The cumulative inbreeding rates ranged from 2.69 to 13.75, 8.63 to 15.21 and 3.02 to 5.88 per cent for catla, mrigal and rohu, respectively, in Karnataka state hatcheries. In Maharashtra, the cumulative inbreeding rates for catla ranged from 7.81 to 39.34 per cent and it was 5.84 to 14.09 and 2.46 to 10.20 per cent for mrigal and rohu, respectively. To estimate the inbreeding rates in future generations, predictive models were developed using linear regression, and polynomial and power equations separately for each hatchery. Their multiple correlation and standard errors suggested that simple linear regression can predict the future inbreeding rate efficiently.

Fem modeling of periodic arrays of multi-walled carbon nanotubes

Multiwalled carbon nanotubes display dielectric properties similar to those of graphite, which can be calculated using the well known Drude-Lorentz model. However, most computational softwares lack the capacity to directly incorporate this model into the simulations. We present the finite element modeling of optical propagation through periodic arrays of multiwalled carbon nanotubes. The dielectric function of nanotubes was incorporated into the model by using polynomial curve fitting technique. The computational analysis revealed interesting metamaterial filtering effects displayed by the highly dense square lattice arrays of carbon nanotubes, having lattice constants of the order few hundred nanometers. The curve fitting results for the dielectric function can also be used for simulating other interesting optical applications based on nanotube arrays.

Robust airfoil design with respect to boundary layer transition

In order to disign an airfoil of which maximum lift coefficient (CL max) is not sensitive to location of forced top boundary layer transition. Taking maximizing mean value of CL max and minimizing standard deviation as biobjective, leading edge radius, manximum thickness and its location, maximum camber and its location as deterministic design variables, location of forced top boundary layer transition as stochastic variable, XFOIL as deterministic CFD solver, non-intrusive polynomial chaos as substitute of Monte Carlo method, we completed a robust airfoil design problem. Results demonstrate performance of initial airfoil is enhanced through reducing standard deviation of CL max. Besides, we also know maximum thickness has the most dominating effect on mean value of CL max, location of maximum thickness has the most dominating effect on standard deviation of CL max, maximum camber has a little effect on both mean value and standard deviation, and maximum camber is the only element of which increase can lead increase of mean value and standard deviation at the same time. Copyright © 2009 by the American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc.

Verification of periodically controlled hybrid systems: Application to an autonomous vehicle

This article introduces Periodically Controlled Hybrid Automata (PCHA) for modular specification of embedded control systems. In a PCHA, control actions that change the control input to the plant occur roughly periodically, while other actions that update the state of the controller may occur in the interim. Such actions could model, for example, sensor updates and information received from higher-level planning modules that change the set point of the controller. Based on periodicity and subtangential conditions, a new sufficient condition for verifying invariant properties of PCHAs is presented. For PCHAs with polynomial continuous vector fields, it is possible to check these conditions automatically using, for example, quantifier elimination or sum of squares decomposition. We examine the feasibility of this automatic approach on a small example. The proposed technique is also used to manually verify safety and progress properties of a fairly complex planner-controller subsystem of an autonomous ground vehicle. Geometric properties of planner-generated paths are derived which guarantee that such paths can be safely followed by the controller. © 2012 ACM.