934 resultados para Submicron rib waveguides


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A major concern in stiffener run-out regions, where the stiffener is terminated due to a cut-out, intersecting rib, or some other structural feature which interrupts the load path, is the relatively weak skin–stiffener interface in the absence of mechanical fasteners. More damage tolerant stiffener run-outs are clearly required and these are investigated in this paper. Using a parametric finite element analysis, the run-out region was optimised for stable debonding crack growth. The modified run-out, as well as a baseline configuration, were manufactured and tested. Damage initiation and propagation was investigated in detail using state-of-the-art monitoring equipment including Acoustic Emission and Digital Image Correlation. As expected, the baseline configuration failed catastrophically. The modified run-out showed improved crack-growth stability, but subsequent delamination failure in the stiffener promptly led to catastrophic failure.

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The recent trend of incorporating more composite material in primary aircraft structures has highlighted the vulnerability of stiffened aerostructures to through-thickness stresses, which may lead to delamination and debonding at the skin-stiffener interface, leading to collapse. Stiffener runout regions are particularly susceptible to this problem and cannot be avoided due to the necessity to terminate stiffeners at rib intersections or at cutouts, interrupting the stiffener load path. In this paper, experimental tests relating to two different stiffener runout specimens are presented and the failure modes of both specimens are discussed in detail. A thinner-skinned specimen showed sudden and unstable crack propagation, while a thicker-skinned specimen showed initially unstable but subsequent stable crack growth. Detailed finite element models of the two specimens are developed, and it is shown how such models can explain and predict the behaviour and failure mode of stiffener runouts. The models contain continuum shell elements to model the skin and stiffener, while cohesive elements using a traction-separation law are placed at the skin-stiffener interface to effectively model the debonding which promotes structural failure.

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The development of the next generation of civil and military transport aircraft will inevitably see an increased use of advanced carbon fibre composite material in the primary structure if performance targets are to be met. One concern in this development is the vulnerability of co-cured and co-bonded stiffened structures to through-thickness stresses at the skin-stiffener interfaces, particularly in stiffener runout regions. These regions are a consequence of the requirement to terminate stiffeners at cutouts, rib intersections, or other structural features which interrupt the stiffener load path.

This work presents the results of an experimental programme investigating the failure of thick-sectioned stiffener runout specimens loaded in uniaxial compression. For all tests, failure initiated at the edge of the runout and propagated across the skin-stiffener interface. It was found that the failure load of each specimen was greatly influenced by intentional changes in the geometric features of these specimens. High frictional forces at the edge of the runout were also deduced from a fractographic analysis, indicating a predominantly Mode II initial failure mode.

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Recent efforts towards the development of the next generation of large civil and military transport aircraft within the European community have provided new impetus for investigating the potential use of composite material in the primary structure. One concern in this development is the vulnerability of co-cured stiffened structures to through-thickness stresses at the skin-stiffener interfaces particularly in stiffener runout regions. These regions are an inevitable consequence of the requirement to terminate stiffeners at cutouts, rib intersections or other structural features which interrupt the stiffener load path. In this respect, thickerskinned components are more vulnerable than thin-skinned ones. This work presents an experimental and numerical study of the failure of thick-sectioned stiffener runout specimens loaded in uniaxial compression. The experiments revealed that failure was initiated at the edge of the runout and propagated across the skin-stiffener interface. High frictional forces at the edge of the runout were also deduced from a fractographic analysis and it is postulated that these forces may enhance the fracture toughness of the specimens. Finite element analysis using an efficient thick-shell element and the Virtual Crack Closure Technique was able to qualitatively predict the crack growth characteristics for each specimen

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Using data obtained by the high temporal and spatial resolution Rapid Oscillations in the Solar Atmosphere instrument on the Dunn Solar Telescope, we investigate at an unprecedented level of detail transverse oscillations in chromospheric fine structures near the solar disk center. The oscillations are interpreted in terms of propagating and standing magnetohydrodynamic kink waves. Wave characteristics including the maximum transverse velocity amplitude and the phase speed are measured as a function of distance along the structure's length. Solar magnetoseismology is applied to these measured parameters to obtain diagnostic information on key plasma parameters (e.g., magnetic field, density, temperature, flow speed) of these localized waveguides. The magnetic field strength of the mottle along the ~2 Mm length is found to decrease by a factor of 12, while the local plasma density scale height is ~280 ± 80 km.

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The influence of an electrically inhomogeneous epitaxial bottom layer on the ferroelectric and electrical properties has been explored in epitaxial PbTiO3 (PTO)/La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO) submicron structures using atomic force microscopy. The submicron LSMO-dot structures underneath the ferroelectric PTO film allow exploring gradual changes in material properties. The LSMO interfacial layer influences significantly both electrical and ferroelectric properties of the upper PTO layer. The obtained results show that the as-grown polarization state of an epitaxial ferroelectric layer is strongly influenced by the properties of the layer on top of which it is deposited. (C) 2013 AIP Publishing LLC.

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Large range well ordered epitaxial ferrimagnetic nominally Fe3O4 structures were fabricated by pulsed-laser deposition and embedded in ferroelectric PbZrxTi1-xO3 (x = 0.2, 0.52) epitaxial films. Magnetite dots were investigated by magnetic force microscopy and exhibited magnetic domain contrast at room temperature (RT). Embedding ferroelectric PbZrxTi1-xO3 layers exhibit remnant polarization values close to the values of single epitaxial layers. Transmission electron microscopy demonstrated the epitaxial growth of the composites and the formation of the ferrimagnetic and ferroelectric phases. Physical and structural properties of these composites recommend them for investigations of stress mediated magneto-electric coupling at room temperature. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.3692583]

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The abrasion damage on retrieved CoCrMo based hip joints is reported to be influenced by the entrainment of micron and sub-micron sized debris/hard particles. This paper represents the first attempt to look into the effects of relatively soft abrasives with micron and sub-micron dimensions on the abrasion mechanisms and the abrasion-corrosion performance of the cast CoCrMo in simulated hip joint environments. A modified micro-abrasion tester incorporating a liquid tank and a three-electrode electrochemical cell was used. Al O (300 nm and 1 μm) and sub-micron sized BaSO abrasives were chosen as being comparable in the size and hardness to the wear particles found in vivo. Results show that the specific wear rates of cast CoCrMo are dependent on the abrasive particle size, hardness and volume concentration. Larger particle size, higher hardness and greater abrasive volume fractions gave greater wear rates. The wear-induced corrosion current generally increases with increasing wear rates, and the presence of proteins seems to suppress the wear-induced corrosion current especially when abrasive volume fractions were high. This study shows that the nature of abrasives and the test solutions are both important in determining the wear mechanisms and the abrasion-corrosion response of cast CoCrMo. These findings provide new and important insights into the in vivo wear mechanisms of CoCrMo. © 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

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AIMS: To determine the incidence and predictive factors of rib fracture and chest wall pain after lung stereotactic ablative radiotherapy (SABR).

MATERIALS AND METHODS: Patients were treated with lung SABR of 48-60 Gy in four to five fractions. The treatment plan and follow-up computed tomography scans of 289 tumours in 239 patients were reviewed. Dose-volume histogram (DVH) metrics and clinical factors were evaluated as potential predictors of chest wall toxicity.

RESULTS: The median follow-up was 21.0 months (range 6.2-52.1). Seventeen per cent (50/289) developed a rib fracture, 44% (22/50) were symptomatic; the median time to fracture was 16.4 months. On univariate analysis, female gender, osteoporosis, tumours adjacent (within 5 mm) to the chest wall and all of the chest wall DVH metrics predicted for rib fracture, but only tumour location adjacent to the chest wall remained significant on the multivariate model (P < 0.01). The 2 year fracture-free probability for those adjacent to the chest wall was 65.6%. Among those tumours adjacent to the chest wall, only osteoporosis (P = 0.02) predicted for fracture, whereas none of the chest wall DVH metrics were predictive. Eight per cent (24/289) experienced chest wall pain without fracture.

CONCLUSIONS: None of the chest wall DVH metrics independently predicted for SABR-induced rib fracture when tumour location is taken into account. Patients with tumours adjacent (within 5 mm) to the chest wall are at greater risk of rib fracture after lung SABR, and among these, an additional risk was observed in osteoporotic patients.

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Uniform submicron La2NiO4+δ (sm-LNO) powders have been synthesized by a facile polyvinylpyrrolidone (PVP)-assisted hydrothermal route. In the presence of PVP, sm-LNO of pure phase has been obtained by calcination at the relatively low temperature of 900 °C for 8 h. Compared micron-sized LNO (m-LNO) particles obtained at 1,000 °C by hydrothermal synthesis route without PVP assisted, the sm-LNO-PVP displays regularly shaped and well-distributed particles in the range of 0.3–0.5 μm. The scanning electron microscopy (SEM) results showed that the sm-LNO sample is submicronic and that the m-LNO sample shows agglomerates with a broad size distribution. The electrochemical performance of m-LNO and sm-LNO-PVP has been investigated by electrochemical impedance spectroscopy. The polarization resistance of the sm-LNO-PVP cathode reaches a value of 0.40 Ω cm2 at 750 °C, which is lower than that of m-LNO (0.62 Ω cm2). This result indicates that a fine electrode microstructure with submicron particles can help to increase the active sites, accelerate oxygen diffusion, and reduce polarization resistance. An anode-supported single cell with sm-LNO cathode has been fabricated and tested over a temperature range from 650 to 800 °C. The maximum power density of the cell has achieved 834 mW cm−2 at 750 °C. These results therefore show that this PVP-assisted hydrothermal method is an effective approach to construct submicron-structured cathode and enhance the performance of intermediate temperature solid oxide fuel cell.

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AIMS: To determine whether Abl immunoreactivity correlates with grade and cell kinetics (apoptosis and mitosis) in chondrosarcoma.

METHODS: Sections from 16 chondrosarcomas were stained immunohistochemically using a polyclonal antibody to the c-Abl/Bcr-Abl oncoprotein. Apoptotic indices and mitotic indices were assessed in all tumours. Sections from 24 paraffin wax blocks of human fetal rib (gestational ages, 15-42 weeks) were also stained to determine whether the Abl protein is synthesised consistently throughout endochondral ossification.

RESULTS: Abl staining in immature fetal rib chondrocytes at all stages of development was predominantly nuclear, and 70% of cells showed moderate to strong staining. Abl immunoreactivity was minimal or absent in hypertrophic chondrocytes about to undergo apoptosis at the growth plate. There was strong Abl staining in grade 1 and grade 2 chondrosarcomas but staining was greatly reduced or absent in grade 3 chondrosarcomas. There was a very significant linear correlation between apoptotic index (mean, 0.68%; range, 0-3.2%) and mitotic index (mean, 0.23%; range, 0-0.9%), and both indices were significantly lower in grade 1 than in grade 2 and grade 3 chondrosarcomas.

CONCLUSIONS: These data suggest that abl gene expression is associated with differentiation and apoptosis inhibition in fetal and neoplastic chondrocytes. However, these putative effects cannot be ascribed solely to the Abl protein, because several additional factors contribute to the regulation of both differentiation and apoptosis.

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Recently, gap waveguides have been shown as a potential alternative to conventional waveguides in the millimeterwave band. Until now, Groove Gap Waveguide (GGW) has been studied through direct correspondence with rectangular waveguide with the same physical dimensions. However there have been observed differences in the above cutoff propagation characteristics between these two waveguide types. Furthermore, the behavior of GGW below cutoff remains unknown. This work presents a discussion of both below and above cutoff propagation characteristics of GGW, and introduces a simple model that explains the observed GGW behavior and establishes well its propagation characteristics. Two TRL calibration kits have been manufactured, and the measurements have good agreement with the proposed analysis model results.

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Esta tese tem como foco principal a análise dos principais tipos de amplificação óptica e algumas de suas aplicações em sistemas de comunicação óptica. Para cada uma das tecnologias abordadas, procurou-se definir o estado da arte bem como identificar as oportunidades de desenvolvimento científico relacionadas. Os amplificadores para os quais foi dirigido alguma atenção neste documento foram os amplificadores em fibra dopada com Érbio (EDFA), os amplificadores a semicondutor (SOA) e os amplificadores de Raman (RA). Este trabalho iniciou-se com o estudo e análise dos EDFA’s. Dado o interesse científico e económico que estes amplificadores têm merecido, apenas poucos nichos de investigação estão ainda em aberto. Dentro destes, focá-mo-nos na análise de diferentes perfis de fibra óptica dopada de forma a conseguir uma optimização do desempenho dessas fibras como sistemas de amplificação. Considerando a fase anterior do trabalho como uma base de modelização para sistemas de amplificação com base em fibra e dopantes, evoluiu-se para amplificadores dopados mas em guias de onda (EDWA). Este tipo de amplificador tenta reduzir o volume físico destes dispositivos, mantendo as suas características principais. Para se ter uma forma de comparação de desempenho deste tipo de amplificador com os amplificadores em fibra, foram desenvolvidos modelos de caixa preta (BBM) e os seus parâmetros afinados por forma a termos uma boa modelização e posterior uso deste tipo de amplificiadores em setups de simulação mais complexos. Depois de modelizados e compreendidos os processo em amplificadores dopados, e com vista a adquirir uma visão global comparativa, foi imperativo passar pelo estudo dos processos de amplificação paramétrica de Raman. Esse tipo de amplificação, sendo inerente, ocorre em todas as bandas de propagação em fibra e é bastante flexível. Estes amplificadores foram inicialmente modelizados, e algumas de suas aplicações em redes passivas de acesso foram estudadas. Em especial uma série de requisitos, como por exemplo, a gama de comprimentos de onda sobre os quais existem amplificação e os altos débitos de perdas de inserção, nos levaram à investigação de um processo de amplificação que se ajustasse a eles, especialmente para buscar maiores capacidades de amplificação (nomeadamente longos alcances – superiores a 100 km – e altas razões de divisão – 1:512). Outro processo investigado foi a possibilidade de flexibilização dos parâmetros de comprimento de onda de ganho sem ter que mudar as caractísticas da bomba e se possível, mantendo toda a referenciação no transmissor. Este processo baseou-se na técnica de clamping de ganho já bastante estudada, mas com algumas modificações importantes, nomeadamente a nível do esquema (reflexão apenas num dos extremos) e da modelização do processo. O processo resultante foi inovador pelo recurso a espalhamentos de Rayleigh e Raman e o uso de um reflector de apenas um dos lados para obtenção de laser. Este processo foi modelizado através das equações de propagação e optimizado, tendo sido demonstrado experimentalmente e validado para diferentes tipos de fibras. Nesta linha, e dada a versatilidade do modelo desenvolvido, foi apresentada uma aplicação mais avançada para este tipo de amplificadores. Fazendo uso da sua resposta ultra rápida, foi proposto e analisado um regenerador 2R e analisada por simulação a sua gama de aplicação tendo em vista a sua aplicação sistémica. A parte final deste trabalho concentrou-se nos amplificadores a semiconductor (SOA). Para este tipo de amplificador, os esforços foram postos mais a nível de aplicação do que a nível de sua modelização. As aplicações principais para estes amplificadores foram baseadas em clamping óptico do ganho, visando a combinação de funções lógicas essenciais para a concepção de um latch óptico com base em componentes discretos. Assim, com base num chip de ganho, foi obtido uma porta lógica NOT, a qual foi caracterizada e demonstrada experimentalmente. Esta foi ainda introduzida num esquema de latching de forma a produzir um bi-estável totalmente óptico, o qual também foi demonstrado e caracterizado. Este trabalho é finalizado com uma conclusão geral relatando os subsistemas de amplificação e suas aplicacações.

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O objectivo desta tese é a utilização de materiais híbridos orgânicos-inorgânicos, designados por di-ureiasis modificados pela adição de tetra-propóxido de zircónio (Zr(i-OPr)4) estabilizado com ácido metacrílico (CH2=C(CH3)COOH), obtidos pela via sol-gel, para aplicações em dispositivos ópticos integrados de baixo custo. A estrutura local dos di-ureiasis com diferentes concentrações de propóxido de zircónio (20 a 80 % mol) foi estudada por difracção de raios-X, espalhamento de raios X a baixos ângulos, microscopia de força atómica, ressonância magnética nuclear dos núcleos dos átomos de 29Si e 13C, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, espectroscopia de Raman por transformada de Fourier e termogravimetria. A influência dos parâmetros de síntese, concentração de tetra propóxido de zircónio e rácio tetra propóxido de zircónio: ácido metacrilico na estrutura e propriedades das amostras em monólito e filmes finos (depositados pela técnica de deposição por rotação do substrato) foram avaliadas, permitindo obter amostras transparentes, fotopolimerizáveis e estáveis termicamente até aos 100 ºC. Foram determinadas as propriedades dos guias planares em substratos de vidro borosilicato e silício oxidado (1

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As comunicações quânticas aplicam as leis fundamentais da física quântica para codificar, transmitir, guardar e processar informação. A mais importante e bem-sucedida aplicação é a distribuição de chaves quânticas (QKD). Os sistemas de QKD são suportados por tecnologias capazes de processar fotões únicos. Nesta tese analisamos a geração, transmissão e deteção de fotões únicos e entrelaçados em fibras óticas. É proposta uma fonte de fotões única baseada no processo clássico de mistura de quatro ondas (FWM) em fibras óticas num regime de baixas potências. Implementamos essa fonte no laboratório, e desenvolvemos um modelo teórico capaz de descrever corretamente o processo de geração de fotões únicos. O modelo teórico considera o papel das nãolinearidades da fibra e os efeitos da polarização na geração de fotões através do processo de FWM. Analisamos a estatística da fonte de fotões baseada no processo clássico de FWM em fibras óticas. Derivamos um modelo teórico capaz de descrever a estatística dessa fonte de fotões. Mostramos que a estatística da fonte de fotões evolui de térmica num regime de baixas potências óticas, para Poissoniana num regime de potências óticas moderadas. Validamos experimentalmente o modelo teórico, através do uso de fotodetetores de avalanche, do método estimativo da máxima verossimilhança e do algoritmo de maximização de expectativa. Estudamos o processo espontâneo de FWM como uma fonte condicional de fotões únicos. Analisamos a estatística dessa fonte em termos da função condicional de coerência de segunda ordem, considerando o espalhamento de Raman na geração de pares de fotões, e a perda durante a propagação de fotões numa fibra ótica padrão. Identificamos regimes apropriados onde a fonte é quase ideal. Fontes de pares de fotões implementadas em fibras óticas fornecem uma solução prática ao problema de acoplamento que surge quando os pares de fotões são gerados fora da fibra. Exploramos a geração de pares de fotões através do processo espontâneo de FWM no interior de guias de onda com suceptibilidade elétrica de terceira ordem. Descrevemos a geração de pares de fotões em meios com elevado coeficiente de absorção, e identificamos regimes ótimos para o rácio contagens coincidentes/acidentais (CAR) e para a desigualdade de Clauser, Horne, Shimony, and Holt (CHSH), para o qual o compromisso entre perda do guia de onda e não-linearidades maximiza esses parâmetros.