Absorptionsspektrometrie in der Kavität eines Halbleiterlasers unter Ausnutzung der Modenkonkurrenz zwischen zwei Moden

Motivation dieser Arbeit ist die Idee, ein höchst sensitives und selektives Spektroskop, welches gleichzeitig robust ist, auf Basis von Halbleiterlasern zum Einsatz in der Atemgasdiagnostik zu entwickeln. Technische Grundlage ist die Idee, die Probe innerhalb des Laserresonators zu vermessen (sogenannte intra cavity absorption spectroscopy, ICAS). Im speziellen soll durch die Verwendung des relativen Intensitätsrauschens zur Messwertbestimmung und die Verwendung von nur zwei Moden statt der sonst für ICAS verwendeten multimodigen Laser, die Empfindlichkeit erhöht, sowie die Messwerterfassung vereinfacht werden. Die Probe im Laserresonator zu Messen, hat den Vorteil, dass durch die multiple Hin­ und Rückreflektion die wirksame Pfadlänge durch die Probe vervielfacht wird. Dabei werden Verluste an den Resonatorspiegeln durch die Verstärkung der aktiven Zone des Lasers kompensiert. Außerdem wird durch die Konkurrenz der Moden um die idealerweise homogen verbreiterte Verstärkung im Laser die Empfindlichkeit noch einmal bedeutend erhöht. Schon eine geringe Absorption bei einer bestimmten Wellenlänge wird die Intensität des betroffenen Modes zugunsten der anderen Moden verringern. Die Arbeit beschäftigt sich zum einen mit der spektroskopischen Untersuchung zwei- er für die Atemgasdiagnostik relevanter Stoffe, Aceton und das in der Anästhesie häufig eingesetzte Propofol, um das Umfeld, in dem der Laser Verwendung finden soll, zu beleuchten. Diese Untersuchungen flossen in die Entwicklung des später zum Sensor auszubauenden Lasers ein. Für den Laser wurden in der Telekommunikation übliche, glasfaserbasierte, robuste Standardbauteile wie ein optischer Halbleiterverstärker (semiconductor optical amplifier, SOA), Faserkoppler und Faser­Bragg­Gitter verwendet. Die Bauteile wurden charakterisiert. Teilaspekte des Aufbaus wurden mit der Software CAMFR simuliert. Schließlich wurde der Laser als solcher aufgebaut und charakterisiert. Das Ziel der Zweimodigkeit, in einem Intervall von 2 nm durchstimmbar, konnte erreicht werden. An einem vom Heinrich­Hertz­Institut in Berlin entwickelten zweimodigen Halbleiterlasers wurden Untersuchungen der Idee zur Vereinfachung der Messwerterfassung mittels relativen Intensitätsrauschens (relative intensity noise, RIN) durchgeführt. Als Messgröße stellt das RIN die Amplituden der Intensitätsschwankungen des Lasers gegen die Frequenzen der Intensitätsschwankungen als Rauschspektrum dar. Es konnte nachgewiesen werden, dass das Rauschspektrum charakteristisch für das Oszillationsverhalten des Lasers ist.

Optimization of the Mechanical and Optical Properties of Tunable Optical Sensor Arrays (TOSA) for a Nanospectrometer in the Visible and Near Infrared Spectral Range

Tunable Optical Sensor Arrays (TOSA) based on Fabry-Pérot (FP) filters, for high quality spectroscopic applications in the visible and near infrared spectral range are investigated within this work. The optical performance of the FP filters is improved by using ion beam sputtered niobium pentoxide (Nb2O5) and silicon dioxide (SiO2) Distributed Bragg Reflectors (DBRs) as mirrors. Due to their high refractive index contrast, only a few alternating pairs of Nb2O5 and SiO2 films can achieve DBRs with high reflectivity in a wide spectral range, while ion beam sputter deposition (IBSD) is utilized due to its ability to produce films with high optical purity. However, IBSD films are highly stressed; resulting in stress induced mirror curvature and suspension bending in the free standing filter suspensions of the MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) FP filters. Stress induced mirror curvature results in filter transmission line degradation, while suspension bending results in high required filter tuning voltages. Moreover, stress induced suspension bending results in higher order mode filter operation which in turn degrades the optical resolution of the filter. Therefore, the deposition process is optimized to achieve both near zero absorption and low residual stress. High energy ion bombardment during film deposition is utilized to reduce the film density, and hence the film compressive stress. Utilizing this technique, the compressive stress of Nb2O5 is reduced by ~43%, while that for SiO2 is reduced by ~40%. Filters fabricated with stress reduced films show curvatures as low as 100 nm for 70 μm mirrors. To reduce the stress induced bending in the free standing filter suspensions, a stress optimized multi-layer suspension design is presented; with a tensile stressed metal sandwiched between two compressively stressed films. The stress in Physical Vapor Deposited (PVD) metals is therefore characterized for use as filter top-electrode and stress compensating layer. Surface micromachining is used to fabricate tunable FP filters in the visible spectral range using the above mentioned design. The upward bending of the suspensions is reduced from several micrometers to less than 100 nm and 250 nm for two different suspension layer combinations. Mechanical tuning of up to 188 nm is obtained by applying 40 V of actuation voltage. Alternatively, a filter line with transmission of 65.5%, Full Width at Half Maximum (FWHM) of 10.5 nm and a stopband of 170 nm (at an output wavelength of 594 nm) is achieved. Numerical model simulations are also performed to study the validity of the stress optimized suspension design for the near infrared spectral range, wherein membrane displacement and suspension deformation due to material residual stress is studied. Two bandpass filter designs based on quarter-wave and non-quarter-wave layers are presented as integral components of the TOSA. With a filter passband of 135 nm and a broad stopband of over 650 nm, high average filter transmission of 88% is achieved inside the passband, while maximum filter transmission of less than 1.6% outside the passband is achieved.

Hochsensible Intrakavitäts-Absorptionsspektroskopie von Spurengasen unter Ausnutzung der Modenkonkurrenz eines Halbleiterlasers

Eine Halbleiterdiode mit externer Kavität wird um eine Messzelle speziell für Gase erweitert. Diese erlaubt Absorptionsmessungen einer exakt definierten Menge von Gas unter kontrollierten Temperatur- und Druckbedingungen. Es werden konzentrationsabhängige Absorptionsmessungen mit Propofol durchgeführt. Als Ergebnis werden effektive Pfadlänge, Bestimmungs- und Nachweisgrenze berechnet und der Beweis erbracht, dass beide im System anschwingenden Moden in Konkurrenz zueinander stehen. Weiterhin wurde eine ausgeprägte Instabilität von Propofol gegenüber einer großen Anzahl von Werkstoffen entdeckt.

Uso de la matriz extracelular como material para ingeniería de tejidos

Introducción: La evaluación de injertos vasculares de submucosa de intestino delgado para la regeneración de vasos sanguíneos ha producido una permeabilidad variable (0-100%) que ha sido concurrente con la variabilidad en las técnicas de fabricación. Metodología: Investigamos los efectos de fabricación en permeabilidad y regeneración en un diseño experimental de 22factorial que combino: 1) preservación (P) o remoción (R) de la capa estratum compactum del intestino, y 2) deshidratada (D) o hidratada (H), dentro de cuatro grupos de estudio (PD, RD, PH, RH). Los injertos fueron implantados en las Arterias Carótidas de porcinos (ID 4.5mm, N=4, 7d). Permeabilidad, trombogenicidad, reacción inflamatoria, vascularización, infiltración de fibroblastos, perfil de polarización de macrófagos y fuerza tensil biaxial fueron evaluadas. Resultados: Todos los injertos PD permanecieron permeables (4/4), pero tuvieron escasa vascularización e infiltración de fibroblastos. El grupo RD permaneció permeable (4/4), presentó una extensa vascularización e infiltración de fibroblastos, y el mayor número del fenotipo de macrófagos (M2) asociado a regeneración. El grupo RH presentó menor permeabilidad (3/4), una extensa vascularización e infiltración de fibroblastos, y un perfil dominante de M2. El grupo PH presentó el menor grado de permeabilidad, y a pesar de mayor infiltración celular que PD, exhibió un fenotipo de macrófagos dominante adverso. La elasticidad de los injertos R evolucionó de una manera similar a las Carótidas nativas (particularmente RD, mientras que los injertos P mantuvieron su rigidez inicial. Discusión: Concluimos que los parámetros de fabricación afectan drásticamente los resultados, siendo los injertos RD los que arrojaron mejores resultados.

Utilidad de la relación estratégica comunitaria y el marketing en empresas el sector salud

La necesidad de involucrar el concepto de comunidad y sus estrategias con el sector salud, generan el problema de investigación de determinar ¿Cuál es la utilidad de la relación estratégica comunitaria y el marketing en empresas del sector salud? El sector salud ha apartado las actividades relacionales con sus clientes, el cual es caracterizado por la atracción, desarrollo y mantenimiento de relaciones con los clientes. El objetivo de la investigación es determinar cuál es la utilidad de la relación estratégica comunitaria y el marketing en empresas del sector salud y los objetivos específicos son: describir el uso de comunidad e Identificar la utilidad de aplicar las estrategias comunitarias en el sector. La metodología es la investigación y análisis de caso, estudiando una organización relevante dentro del sector salud, anexando fuentes de información secundarias como que aporten a los resultados. El análisis arroja una brecha entre la teoría y la utilización de comunidad, donde la organización la define como sus clientes y empleados. Posteriormente cabe determinar si son aplicadas las estrategias comunitarias por la compañía, donde se encontró que algunas lo son. Al encontrar el uso de estrategias cabe estudiar si generan utilidad a los resultados demostrando que conservar y mejorar relaciones con los clientes es de beneficio para la compañía, sin dejar de atraer nuevos clientes para ampliar las posibilidades de ser una compañía rentable y perdurable. Finalmente se establece un eje estratégico que genere un impacto positivo a la empresa - comunidad para crear relaciones más efectivas y rentables.

Impacto financiero de la unificación del plan obligatorio de salud subsidiado (pos-s) en las empresas sociales del estado (ese) de mediana complejidad de Cundinamarca

A partir de la Ley 100 de 1993, el sistema de salud en Colombia ha presentado una serie de trasformaciones que buscan mejorar la prestación de los servicios y lograr cubrimiento de la población no favorecida y excluida del Plan Obligatorio de Salud (POS). Sin embargo, las Empresas sociales del Estado (ESE), en aras de dar cumplimiento a las disposiciones y normatividades que exige la ley, funcionan y prestan sus servicios acorde con los objetivos corporativos planteados por ellas mismas, a pesar de tener una gran cartera por parte de las Entidades Promotoras de Salud (EPS). El propósito de esta investigación es evaluar el impacto financiero en una muestra de cuatro hospitales públicos de Cundinamarca (las ESE San Rafael de Facatativá, Fusagasugá, Cáqueza, y el Salvador de Ubaté), luego de la aplicación del Acuerdo 032 del 2012 de la Comisión de Regulación en Salud (CRES). Se seleccionaron cuatro hospitales públicos de mediana complejidad de Cundinamarca, por ser uno de los departamentos más representativos en hospitales de este tipo. Se encontró una mayor convergencia en términos de estructura administrativa y financiera, lo que hace posible que la información obtenida sea comparable y útil para la medición en términos de presupuesto y liquidez. El incremento de la cartera y la disminución de la rotación de la misma, con la afectación respectiva de la liquidez y la rentabilidad, dificultan el logro de las instituciones como lo son la sostenibilidad y perdurabilidad. El cambio del pagador después de la aplicación de la norma incidió directamente en lo anterior; igualmente, traspasar la población no cubierta al régimen subsidiado eliminó el desembolso por parte de la Secretaría de Salud y lo trasladó a las EPS subsidiados, afectando directamente los tiempos de rotación de cartera como se documenta en el análisis.

Pedagogías de la voz del alumno.

Monográfico con el título: 'Las posibilidades de la voz del alumnado para el cambio y la mejora educativa'. Resumen basado en el de la publicación

Eina per al desenvolupament de reflectors de conjunts òptics

Avui en dia, una bona il·luminació vial és molt important, tant per als conductors com per als vianants. Els fanals o conjunts òptics estan compostos per una font de llum que és la làmpada, el reflector i la carcassa que els protegeix. Trobar la forma exacta d’un reflector amb unes propietats òptiques en particular és de gran importància en el sector luminotècnic. En aquest projecte es vol dissenyar i desenvolupar una sistema capaç d’ajudar a obtenir el reflector adequat, un programari que permeti dissenyar un reflector a partir d’una boca qualsevol, i mitjançant una làmpada, capturar la intensitat de llum que el reflector projecta sobre al terra o una superfície del carrer. L’aplicació desenvolupada vol facilitar el procés de selecció d’un bon reflector als enginyers luminotècnics

Structure of AuCN determined from total neutron diffraction

The structure of gold cyanide, AuCN, has been determined at 10 and 300 K using total neutron diffraction. The structure consists of infinite -Au-(CN)-Au-(CN)-Au-(CN)- linear chains, hexagonally packed, with the gold atoms in sheets. The Au-C and Au-N bond lengths are found to be identical, with d(Au-C/N) = 1.9703(5) Angstrom at 300 K. This work supersedes a previous study, by others, which used Rietveld analysis of neutron Bragg diffraction in isolation, and found these bonds to have significantly different lengths (Deltad = 0.24 Angstrom) at 300 K. The total correlation function, T(r), at 10 and 300 K, has been modeled using information derived from total diffraction. The broadening of inter- and intrachain correlations differs markedly due to random displacements of the chains in the direction of the chain axes. This is a consequence of the relatively weak bonding between the chains. An explanation for the negative thermal expansion in the c-direction, which occurs between 10 and 300 K, is presented.

Design and evaluation of intelligent classifier based intrusion detection system

We have discovered a novel approach of intrusion detection system using an intelligent data classifier based on a self organizing map (SOM). We have surveyed all other unsupervised intrusion detection methods, different alternative SOM based techniques and KDD winner IDS methods. This paper provides a robust designed and implemented intelligent data classifier technique based on a single large size (30x30) self organizing map (SOM) having the capability to detect all types of attacks given in the DARPA Archive 1999 the lowest false positive rate being 0.04 % and higher detection rate being 99.73% tested using full KDD data sets and 89.54% comparable detection rate and 0.18% lowest false positive rate tested using corrected data sets.

Structures and negative thermal expansion properties of the one-dimensional cyanides, CuCN, AgCN and AuCN

The behaviour of the lattice parameters of HTCuCN (high-temperature form), AgCN and AuCN have been investigated as a function of temperature over the temperature range 90–490 K. All materials show one-dimensional negative thermal expansion (NTE) along the ––(M––CN)–– chain direction c (ac(HT-CuCN) ¼32.1 10–6 K1, ac(AgCN)¼23.910–6 K1 and ac(AuCN) ¼9.3106 K1 over the temperature range 90–490 K). The origin of this behaviour has been studied using RMC modelling of Bragg and total neutron diffraction data from AgCN and AuCN at 10 and 300 K. These analyses yield details of the local motions within the chains responsible for NTE. The low-temperature form of CuCN, LT-CuCN, has been studied using single-crystal X-ray diffraction. In this form of CuCN, wavelike distortions of the ––(Cu––CN)–– chains occur in the static structure, which are reminiscent of the motions seen in the RMC modelling of AgCN and AuCN, which are responsible for the NTE behaviour.

Structures of Pd(CN)2and Pt(CN)2: intrinsically nanocrystalline materials?

Analysis and modeling of X-ray and neutron Bragg and total diffraction data show that the compounds referred to in the literature as “Pd(CN)2”and“Pt(CN)2” are nanocrystalline materials containing of small sheets of vertex-sharing square-planar M(CN)4 units, layered in a disordered manner with an intersheet separation of 3.44 A at 300 K. The small size of the crystallites means that the sheets’ edges form a significant fraction of each material. The Pd(CN)2 nanocrystallites studied using total neutron diffraction are terminated by water and the Pt(CN)2 nanocrystallites by ammonia, in place of half of the terminal cyanide groups, thus maintaining charge neutrality. The neutron samples contain sheets of approximate dimensions 30 A x 30 A. For sheets of the size we describe, our structural models predict compositions of Pd(CN)2-xH2O and Pt(CN)2-yNH3 (x = y = 0.29). These values are in good agreement with those obtained from total neutron diffraction and thermal analysis, and are also supported by infrared and Raman spectroscopy measurements. It is also possible to prepare related compounds Pd(CN)2-pNH3 and Pt(CN)2-qH2O, in which the terminating groups are exchanged. Additional samples showing sheet sizes in the range 10 A x 10 A (y = 0.67) to 80 A x 80 A (p = q = 0.12), as determined by X-ray diffraction, have been prepared. The related mixed-metal phase, Pd1/2Pt1/2(CN)2-qH2O(q = 0.50), is also nanocrystalline (sheet size 15 A x 15 A). In all cases, the interiors of the sheets are isostructural with those found in Ni(CN)2. Removal of the final traces of water or ammonia by heating results in decomposition of the compounds to Pd and Pt metal, or in the case of the mixed-metal cyanide, the alloy, Pd1/2Pt1/2, making it impossible to prepare the simple cyanides, Pd(CN)2, Pt(CN)2 or Pd1/2Pt1/2(CN)2, by this method.

Radiometric analysis of the light coupled by optimally cut plastic optical fiber amplitude modulating reflectance displacement sensors

A radiometric analysis of the light coupled by optical fiber amplitude modulating extrinsic-type reflectance displacement sensors is presented. Uncut fiber sensors show the largest range but a smaller responsivity. Single cut fiber sensors exhibit an improvement in responsivity at the expense of range. A further increase in responsivity as well as a reduction in the operational range is obtained when the double cut sensor configuration is implemented. The double cut configuration is particularly suitable in applications where feedback action is applied to the moving reflector surface. © 2000 American Institute of Physics.

Feedback dew-point sensor utilising optimally cut plastic optical fibres

A plastic optical fibre reflectance sensor that makes full use of the critical angle of the fibres is implemented to monitor dew formation on a Peltier-cooled reflector surface. The optical configuration permits isolation of optoelectronic components from the sensing head and better light coupling between the reflector and the detecting fibre, giving a better signal of the onset of dew formation on the reflector. Continuous monitoring of the rate of change in reflectance as well as the absolute reflectance signals, the use of a novel polymethyl-methacrylate-coated hydrophobic film reflector on the Peltier element and the application of feedback around the point of dew formation, further reduces the possibility of contamination of the sensor head. Under closed-loop operation, the sensor is capable of cycling around the point of dew formation at a frequency of 2.5 Hz.