963 resultados para polimeri side-chain push-pull-push ottica non lineare (NLO) Third Harmonic Generation (THG)


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In questo lavoro di tesi si studia un processo sperimentale necessario alla realizza- zione di un esperimento di Fisica Atomica. L’attivit`a svolta consiste nell’ottimizzazione dei paramentri di un algoritmo di con- trollo PI (proporzionale-integrale) atto a stabilizzare la temperatura di un Diodo Laser entro 1mK. Nella branca dell’Ottica Non Lineare (dove la polarizzazione del mezzo ha una rispo- sta non lineare al campo elettrico) si possono presentare casi in cui la birifrangenza del mezzo ha una forte dipendenza dalla temperatura. Questa pu o ` essere control- lata per il raggiungimento delle condizioni di phase matching. Le fluttuazioni di temperatura possono minare tramite la dilatazione termica la precisione di una ca- vit`a Fabry-Perot, utilizzata per controllare e misurare la lunghezza d’onda della luce, dato che nominalmente ∆ν/ν = − ∆L/L. Negli esperimenti di Laser Cooling infi- ne si lavora spesso con transizioni la cui larghezza naturale Γ ∼ 1MHz , mentre la frequenza di un laser pu o ́ dipendere dalla temperatura con coefficienti tipicamente dell’ordine del GHz/K. Questa stabilizzazione risulta dunque fondamentale per una vasta classe di esperi- menti nei quali le derive termiche possono influenzare drammaticamente il processo di misura. La tesi, in particolare, si apre con un capitolo nel quale si tratta brevemente il con- testo matematico di riferimento per i sistemi di controllo a retroazione. Tra questi e ` di particolare interesse la regolazione proporzionale-integrale. Il secondo capitolo si concentra sulla caratterizzazione del sistema in oggetto al fine di trovare la sua funzione di trasferimento ad anello aperto. Nel terzo capitolo infine, si utilizzano gli strumenti matematici descritti precedente- mente per ottimizzare i parametri del regolatore e si discutono i risultati ottenuti e le misure finali.

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Nella presente Tesi è affrontata l’analisi sperimentale e teorica del comportamento di pareti in muratura rinforzate con FRCM e sollecitate da azioni di taglio fuori piano. Lo schema statico adottato per i campioni sperimentati consiste in uno schema appoggio-appoggio, mentre le forze esterne di taglio sono state applicate secondo uno schema di carico a quattro punti. Durante il corso della prova, i pannelli murari sono inoltre stati soggetti ad un carico di precompressione verticale costante, che simula l’effetto della presenza del solaio in un edificio in muratura. Dopo una descrizione teorica delle principali caratteristiche dei materiali compositi e dei loro costituenti, all’interno della Tesi sono richiamati alcuni studi scientifici relativi al comportamento fuori piano di elementi strutturali rinforzati con FRCM. In seguito vengono presentati i materiali impiegati per la campagna sperimentale e le prove di caratterizzazione meccanica eseguite. Vengono poi riportati i risultati sperimentali delle prove a taglio fuori piano in termini di spostamenti, di deformazioni e di scorrimenti, affrontando infine un confronto tra i risultati ottenuti per i campioni esaminati e riportando alcune considerazioni circa la strumentazione impiegata. L’ultima parte della Tesi è dedicata all’analisi teorica delle pareti. Viene proposto un modello teorico per stimare la resistenza fornita dai muri rinforzati, ipotizzando tre possibili modalità di rottura: rottura a trazione della fibra, rottura per distacco tra FRCM e supporto in muratura e rottura per delaminazione interna. Infine, viene riportata la modellazione agli elementi finiti svolta mediante il codice di calcolo MidasFea, che consente di attribuire ai materiali legami costitutivi adeguati per la modellazione di strutture in muratura, cogliendone il comportamento non lineare e il progressivo danneggiamento.

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Le celle solari a film sottile sono tra le alternative più promettenti nel campo fotovoltaico. La ricerca di materiali non tossici ed economici per la passivazione delle superfici è di fondamentale importanza. Il presente è uno studio sulla morfologia di film sottili di ZnS. I campioni analizzati sono stati cresciuti tramite DC sputtering a diversa potenza (range 50-150W) per studiare le connessioni tra condizioni di deposizione e proprietà strutturali. Lo studio è stato condotto mediante acquisizione di mappe AFM. E' stata effettuata un'analisi dei buchi (dips) in funzione della potenza di sputtering, per individuare il campione con la minore densità di dips in vista di applicazioni in celle solari a film sottile. I parametri strutturali, quali la rugosità superficiale e la lunghezza di correlazione laterale sono stati determinati con un'analisi statistica delle immagini. La densità e dimensione media dei grani sono state ricavate da una segmentazione delle immagini. Le analisi sono state svolte su due campioni di ZnO per fini comparativi. Tramite EFM sono state ottenute mappe di potenziale di contatto. Tramite KPFM si è valutata la differenza di potenziale tra ZnS e un layer di Al depositato sulla superficie. La sheet resistance è stata misurata con metodo a quattro punte. Dai risultati la potenza di sputtering influenza la struttura superficiale, ma in maniera non lineare. E' stato individuato il campione con la minore rugosità e densità di dips alla potenza di 75 W. Si è concluso che potenze troppo grandi o piccole in fase di deposizione promuovono il fenomeno di clustering dei grani e di aumentano la rugosità e densità di dips. E' emersa una corrispondenza diretta tra morfologia e potenziale di contatto alla superficie. La differenza di potenziale tra Al e ZnS è risultata inferiore al valore noto, ciò può essere dovuto a stati superficiali indotti da ossidi. Il campione risulta totalmente isolante.

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Lo scopo principale di questa tesi è la valutazione del comportamento globale e dei danni subiti da un edificio in muratura esistente utilizzando un recente programma di calcolo sviluppato appositamente per lo studio in campo non lineare delle strutture in muratura, attraverso una modellazione a telaio equivalente con macroelementi; direttamente connesso a quest’aspetto vi è la valutazione della vulnerabilità sismica dell’edificio stesso, mediante i coefficienti o parametri definiti per i diversi stati limite considerati.

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Global wetlands are believed to be climate sensitive, and are the largest natural emitters of methane (CH4). Increased wetland CH4 emissions could act as a positive feedback to future warming. The Wetland and Wetland CH4 Inter-comparison of Models Project (WETCHIMP) investigated our present ability to simulate large-scale wetland characteristics and corresponding CH4 emissions. To ensure inter-comparability, we used a common experimental protocol driving all models with the same climate and carbon dioxide (CO2) forcing datasets. The WETCHIMP experiments were conducted for model equilibrium states as well as transient simulations covering the last century. Sensitivity experiments investigated model response to changes in selected forcing inputs (precipitation, temperature, and atmospheric CO2 concentration). Ten models participated, covering the spectrum from simple to relatively complex, including models tailored either for regional or global simulations. The models also varied in methods to calculate wetland size and location, with some models simulating wetland area prognostically, while other models relied on remotely sensed inundation datasets, or an approach intermediate between the two. Four major conclusions emerged from the project. First, the suite of models demonstrate extensive disagreement in their simulations of wetland areal extent and CH4 emissions, in both space and time. Simple metrics of wetland area, such as the latitudinal gradient, show large variability, principally between models that use inundation dataset information and those that independently determine wetland area. Agreement between the models improves for zonally summed CH4 emissions, but large variation between the models remains. For annual global CH4 emissions, the models vary by ±40% of the all-model mean (190 Tg CH4 yr−1). Second, all models show a strong positive response to increased atmospheric CO2 concentrations (857 ppm) in both CH4 emissions and wetland area. In response to increasing global temperatures (+3.4 °C globally spatially uniform), on average, the models decreased wetland area and CH4 fluxes, primarily in the tropics, but the magnitude and sign of the response varied greatly. Models were least sensitive to increased global precipitation (+3.9 % globally spatially uniform) with a consistent small positive response in CH4 fluxes and wetland area. Results from the 20th century transient simulation show that interactions between climate forcings could have strong non-linear effects. Third, we presently do not have sufficient wetland methane observation datasets adequate to evaluate model fluxes at a spatial scale comparable to model grid cells (commonly 0.5°). This limitation severely restricts our ability to model global wetland CH4 emissions with confidence. Our simulated wetland extents are also difficult to evaluate due to extensive disagreements between wetland mapping and remotely sensed inundation datasets. Fourth, the large range in predicted CH4 emission rates leads to the conclusion that there is both substantial parameter and structural uncertainty in large-scale CH4 emission models, even after uncertainties in wetland areas are accounted for.

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Oligonucleotides comprising unnatural building blocks, which interfere with the translation machinery, have gained increased attention for the treatment of gene-related diseases (e.g. antisense, RNAi). Due to structural modifications, synthetic oligonucleotides exhibit increased biostability and bioavailability upon administration. Consequently, classical enzyme-based sequencing methods are not applicable to their sequence elucidation and verification. Tandem mass spectrometry is the method of choice for performing such tasks, since gas-phase dissociation is not restricted to natural nucleic acids. However, tandem mass spectrometric analysis can generate product ion spectra of tremendous complexity, as the number of possible fragments grows rapidly with increasing sequence length. The fact that structural modifications affect the dissociation pathways greatly increases the variety of analytically valuable fragment ions. The gas-phase dissociation of oligonucleotides is characterized by the cleavage of one of the four bonds along the phosphodiester chain, by the accompanying loss of nucleases, and by the generation of internal fragments due to secondary backbone cleavage. For example, an 18-mer oligonucleotide yields a total number of 272’920 theoretical fragment ions. In contrast to the processing of peptide product ion spectra, which nowadays is highly automated, there is a lack of tools assisting the interpretation of oligonucleotide data. The existing web-based and stand-alone software applications are primarily designed for the sequence analysis of natural nucleic acids, but do not account for chemical modifications and adducts. Consequently, we developed a software to support the interpretation of mass spectrometric data of natural and modified nucleic acids and their adducts with chemotherapeutic agents.

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The absolute sign of local polarity in relation to the biological growth direction has been investigated for teeth cementum using phase sensitive second harmonic generation microscopy (PS-SHGM) and a crystal of 2-cyclooctylamino-5-nitropyridine (COANP) as a nonlinear optic (NLO) reference material. A second harmonic generation (SHG) response was found in two directions of cementum: radial (acellular extrinsic fibers that are oriented more or less perpendicular to the root surface) and circumferential (cellular intrinsic fibers that are oriented more or less parallel to the surface). A mono-polar state was demonstrated for acellular extrinsic cementum. However, along the different parts of cementum in circumferential direction, two corresponding domains were observed featuring an opposite sign of polarity indicative for a bi-polar microscopic state of cellular intrinsic cementum. The phase information showed that the orientation of radial collagen fibrils of cementum is regularly organized with the donor (D) groups pointing to the surface. Circumferential collagen molecules feature orientational disorder and are oriented up and down in random manner showing acceptor or donor groups at the surface of cementum. Considering that the cementum continues to grow in thickness throughout life, we can conclude that the cementum is growing circumferentially in two opposite directions and radially in one direction. A Markov chain type model for polarity formation in the direction of growth predicts D-groups preferably appearing at the fiber front.

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There is international consensus among scholars that democratic transitions are multicausal processes in which both internal and international variables are involved (Pridham 1991, 1995; Whitehead 1996; Schmitter 1996; Linz and Stepan 1996; Carothers 1999; Morlino and Magen 2008; Grilli di Cortona 2009). This chapter is limited, on the one hand, to the dependent variable consisting solely of the crisis/breakdown/transformation of non-democratic regimes in the Third Wave of democratization, and, on the other hand, to an independent variable identified solely with the international dimension of democratic transition. This factor, which can be termed the Proactive International Dimension (PID), specifically concerns that combination of actions or processes, produced by one or more international actors, that, intentionally or not, cause or contribute to the crisis/breakdown/transformation of a non-democratic regime.

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La riduzione dei consumi di combustibili fossili e lo sviluppo di tecnologie per il risparmio energetico sono una questione di centrale importanza sia per l’industria che per la ricerca, a causa dei drastici effetti che le emissioni di inquinanti antropogenici stanno avendo sull’ambiente. Mentre un crescente numero di normative e regolamenti vengono emessi per far fronte a questi problemi, la necessità di sviluppare tecnologie a basse emissioni sta guidando la ricerca in numerosi settori industriali. Nonostante la realizzazione di fonti energetiche rinnovabili sia vista come la soluzione più promettente nel lungo periodo, un’efficace e completa integrazione di tali tecnologie risulta ad oggi impraticabile, a causa sia di vincoli tecnici che della vastità della quota di energia prodotta, attualmente soddisfatta da fonti fossili, che le tecnologie alternative dovrebbero andare a coprire. L’ottimizzazione della produzione e della gestione energetica d’altra parte, associata allo sviluppo di tecnologie per la riduzione dei consumi energetici, rappresenta una soluzione adeguata al problema, che può al contempo essere integrata all’interno di orizzonti temporali più brevi. L’obiettivo della presente tesi è quello di investigare, sviluppare ed applicare un insieme di strumenti numerici per ottimizzare la progettazione e la gestione di processi energetici che possa essere usato per ottenere una riduzione dei consumi di combustibile ed un’ottimizzazione dell’efficienza energetica. La metodologia sviluppata si appoggia su un approccio basato sulla modellazione numerica dei sistemi, che sfrutta le capacità predittive, derivanti da una rappresentazione matematica dei processi, per sviluppare delle strategie di ottimizzazione degli stessi, a fronte di condizioni di impiego realistiche. Nello sviluppo di queste procedure, particolare enfasi viene data alla necessità di derivare delle corrette strategie di gestione, che tengano conto delle dinamiche degli impianti analizzati, per poter ottenere le migliori prestazioni durante l’effettiva fase operativa. Durante lo sviluppo della tesi il problema dell’ottimizzazione energetica è stato affrontato in riferimento a tre diverse applicazioni tecnologiche. Nella prima di queste è stato considerato un impianto multi-fonte per la soddisfazione della domanda energetica di un edificio ad uso commerciale. Poiché tale sistema utilizza una serie di molteplici tecnologie per la produzione dell’energia termica ed elettrica richiesta dalle utenze, è necessario identificare la corretta strategia di ripartizione dei carichi, in grado di garantire la massima efficienza energetica dell’impianto. Basandosi su un modello semplificato dell’impianto, il problema è stato risolto applicando un algoritmo di Programmazione Dinamica deterministico, e i risultati ottenuti sono stati comparati con quelli derivanti dall’adozione di una più semplice strategia a regole, provando in tal modo i vantaggi connessi all’adozione di una strategia di controllo ottimale. Nella seconda applicazione è stata investigata la progettazione di una soluzione ibrida per il recupero energetico da uno scavatore idraulico. Poiché diversi layout tecnologici per implementare questa soluzione possono essere concepiti e l’introduzione di componenti aggiuntivi necessita di un corretto dimensionamento, è necessario lo sviluppo di una metodologia che permetta di valutare le massime prestazioni ottenibili da ognuna di tali soluzioni alternative. Il confronto fra i diversi layout è stato perciò condotto sulla base delle prestazioni energetiche del macchinario durante un ciclo di scavo standardizzato, stimate grazie all’ausilio di un dettagliato modello dell’impianto. Poiché l’aggiunta di dispositivi per il recupero energetico introduce gradi di libertà addizionali nel sistema, è stato inoltre necessario determinare la strategia di controllo ottimale dei medesimi, al fine di poter valutare le massime prestazioni ottenibili da ciascun layout. Tale problema è stato di nuovo risolto grazie all’ausilio di un algoritmo di Programmazione Dinamica, che sfrutta un modello semplificato del sistema, ideato per lo scopo. Una volta che le prestazioni ottimali per ogni soluzione progettuale sono state determinate, è stato possibile effettuare un equo confronto fra le diverse alternative. Nella terza ed ultima applicazione è stato analizzato un impianto a ciclo Rankine organico (ORC) per il recupero di cascami termici dai gas di scarico di autovetture. Nonostante gli impianti ORC siano potenzialmente in grado di produrre rilevanti incrementi nel risparmio di combustibile di un veicolo, è necessario per il loro corretto funzionamento lo sviluppo di complesse strategie di controllo, che siano in grado di far fronte alla variabilità della fonte di calore per il processo; inoltre, contemporaneamente alla massimizzazione dei risparmi di combustibile, il sistema deve essere mantenuto in condizioni di funzionamento sicure. Per far fronte al problema, un robusto ed efficace modello dell’impianto è stato realizzato, basandosi sulla Moving Boundary Methodology, per la simulazione delle dinamiche di cambio di fase del fluido organico e la stima delle prestazioni dell’impianto. Tale modello è stato in seguito utilizzato per progettare un controllore predittivo (MPC) in grado di stimare i parametri di controllo ottimali per la gestione del sistema durante il funzionamento transitorio. Per la soluzione del corrispondente problema di ottimizzazione dinamica non lineare, un algoritmo basato sulla Particle Swarm Optimization è stato sviluppato. I risultati ottenuti con l’adozione di tale controllore sono stati confrontati con quelli ottenibili da un classico controllore proporzionale integrale (PI), mostrando nuovamente i vantaggi, da un punto di vista energetico, derivanti dall’adozione di una strategia di controllo ottima.

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We present experimental demonstration of a 200-km-long, dual-wavelength Raman laser utilizing two slightly different-wavelength fiber Bragg gratings, one on each side of the fiber span. The obtained results clearly prove the generation of two independent Raman lasers with a distributed “random” Rayleigh scattering mirror forming a cavity together with each of the individual fiber Bragg grating reflectors.

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This paper proposes a more profound discussion of the philosophical underpins of sustainability than currently exists in the MOT literature and considers their influence on the construction of the theories on green operations and technology management. Ultimately, it also debates the link between theory and practice on this subject area. The paper is derived from insights gained in three research projects completed during the past twelve years, primarily involving the first author. From 2000 to 2002, an investigation using scenario analysis, aimed at reducing atmospheric pollution in urban centres by substituting natural gas for petrol and diesel, provided the first set of insights about public policy, environmental impacts, investment analysis, and technological feasibility. The second research project, from 2003 to 2005, using a survey questionnaire, was aimed at improving environmental performance in livestock farming and explored the issues of green supply chain scope, environmental strategy and priorities. Finally, the third project, from 2006 to 2011, investigated environmental decisions in manufacturing organisations through case study research and examined the underlying sustainability drivers and decision-making processes. By integrating the findings and conclusions from these projects, the link between philosophy, theory, and practice of green operations and technology management is debated. The findings from all these studies show that the philosophical debate seems to have little influence on theory building so far. For instance, although ‘sustainable development’ emphasises ‘meeting the needs of current and future generation’, no theory links essentiality and environmental impacts. Likewise, there is a weak link between theory and the practical issues of green operations and technology management. For example, the well-known ‘life-cycle analysis’ has little application in many cases because the life cycle of products these days is dispersed within global production and consumption systems and there are different stakeholders for each life cycle stage. The results from this paper are relevant to public policy making and corporate environmental strategy and decision making. Most of the past and current studies in the subject of green operations and sustainability management deal with only a single sustainability dimension at any one time. Here the value and originality of this paper lies in its integration between philosophy, theory, and practice of green technology and operations management.

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In this paper we discuss how an innovative audio-visual project was adopted to foster active, rather than declarative learning, in critical International Relations (IR). First, we explore the aesthetic turn in IR, to contrast this with forms of representation that have dominated IR scholarship. Second, we describe how students were asked to record short audio or video projects to explore their own insights through aesthetic and non-written formats. Third, we explain how these projects are understood to be deeply embedded in social science methodologies. We cite our inspiration from applying a personal sociological imagination, as a way to counterbalance a ‘marketised’ slant in higher education, in a global economy where students are often encouraged to consume, rather than produce knowledge. Finally, we draw conclusions in terms of deeper forms of student engagement leading to new ways of thinking and presenting new skills and new connections between theory and practice.

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In this work I study the optical properties of helical particles and chiral sculptured thin films, using computational modeling (discrete dipole approximation, Berreman calculus), and experimental techniques (glancing angle deposition, ellipsometry, scatterometry, and non-linear optical measurements). The first part of this work focuses on linear optics, namely light scattering from helical microparticles. I study the influence of structural parameters and orientation on the optical properties of particles: circular dichroism (CD) and optical rotation (OR), and show that as a consequence of random orientation, CD and OR can have the opposite sign, compared to that of the oriented particle, potentially resulting in ambiguity of measurement interpretation. Additionally, particles in random orientation scatter light with circular and elliptical polarization states, which implies that in order to study multiple scattering from randomly oriented chiral particles, the polarization state of light cannot be disregarded. To perform experiments and attempt to produce particles, a newly constructed multi stage thin film coating chamber is calibrated. It enables the simultaneous fabrication of multiple sculptured thin film coatings, each with different structure. With it I successfully produce helical thin film coatings with Ti and TiO_{2}. The second part of this work focuses on non-linear optics, with special emphasis on second-harmonic generation. The scientific literature shows extensive experimental and theoretical work on second harmonic generation from chiral thin films. Such films are expected to always show this non-linear effect, due to their lack of inversion symmetry. However no experimental studies report non-linear response of chiral sculptured thin films. In this work I grow films suitable for a second harmonic generation experiment, and report the first measurements of non-linear response.

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Nonlinear optics is a broad field of research and technology that encompasses subject matter in the field of Physics, Chemistry, and Engineering. It is the branch of Optics that describes the behavior of light in nonlinear media, that is, media in which the dielectric polarization P responds nonlinearly to the electric field E of the light. This nonlinearity is typically only observed at very high light intensities. This area has applications in all optical and electro optical devices used for communication, optical storage and optical computing. Many nonlinear optical effects have proved to be versatile probes for understanding basic and applied problems. Nonlinear optical devices use nonlinear dependence of refractive index or absorption coefficient on the applied field. These nonlinear optical devices are passive devices and are referred to as intelligent or smart materials owing to the fact that the sensing, processing and activating functions required for optical processes are inherent to them which are otherwise separate in dynamic devices.The large interest in nonlinear optical crystalline materials has been motivated by their potential use in the fabrication of all-optical photonic devices. Transparent crystalline materials can exhibit different kinds of optical nonlinearities which are associated with a nonlinear polarization. The choice of the most suitable crystal material for a given application is often far from trivial; it should involve the consideration of many aspects. A high nonlinearity for frequency conversion of ultra-short pulses does not help if the interaction length is strongly limited by a large group velocity mismatch and the low damage threshold limits the applicable optical intensities. Also, it can be highly desirable to use a crystal material which can be critically phasematched at room temperature. Among the different types of nonlinear crystals, metal halides and tartrates have attracted due to their importance in photonics. Metal halides like lead halides have drawn attention because they exhibit interesting features from the stand point of the electron-lattice interaction .These materials are important for their luminescent properties. Tartrate single crystals show many interesting physical properties such as ferroelectric, piezoelectric, dielectric and optical characteristics. They are used for nonlinear optical devices based on their optical transmission characteristics. Among the several tartrate compounds, Strontium tartrate, Calcium tartrate and Cadmium tartrate have received greater attention on account of their ferroelectric, nonlinear optical and spectral characteristics. The present thesis reports the linear and nonlinear aspects of these crystals and their potential applications in the field of photonics.

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La tesi tratta della modellistica e del controllo di un attuatore idraulico con valvola a quattro vie. Inizialmente si definiscono le grandezze e le formule fondamentali per descrivere un sistema idraulico e costruirne il modello matematico. Successivamente si ricava il modello non lineare del sistema nello spazio degli stati, quindi lo si linearizza per poterlo descrivere e studiare anche tramite funzioni di trasferimento. Si ricava quindi, utilizzando anche Matlab e Simulink, il controllo da applicare al modello linearizzato e si testa il comportamento del sistema in risposta a diversi segnali di ingresso. Infine si applica lo stesso controllore al sistema non lineare e si confrontano i due diversi comportamenti.