Optical properties of a square-lattice photonic crystal within the partial bandgap

Optical properties of a two-dimensional square-lattice photonic crystal are systematically investigated within the partial bandgap through anisotropic characteristics analysis and numerical simulation of field pattern. Using the plane-wave expansion method and Hellmann-Feynman theorem, the relationships between the incident and refracted angles for both phase and group velocities are calculated to analyze light propagation from air to photonic crystals. Three kinds of flat slab focusing are summarized and demonstrated by numerical simulations using the multiple scattering method. (c) 2007 Optical Society of America

Acoplamento de técnicas espectrométricas com métodos quimiométricos de classificação e calibração multivariada em alimentos

Este trabalho de pesquisa descreve três estudos de utilização de métodos quimiométricos para a classificação e caracterização de óleos comestíveis vegetais e seus parâmetros de qualidade através das técnicas de espectrometria de absorção molecular no infravermelho médio com transformada de Fourier e de espectrometria no infravermelho próximo, e o monitoramento da qualidade e estabilidade oxidativa do iogurte usando espectrometria de fluorescência molecular. O primeiro e segundo estudos visam à classificação e caracterização de parâmetros de qualidade de óleos comestíveis vegetais utilizando espectrometria no infravermelho médio com transformada de Fourier (FT-MIR) e no infravermelho próximo (NIR). O algoritmo de Kennard-Stone foi usado para a seleção do conjunto de validação após análise de componentes principais (PCA). A discriminação entre os óleos de canola, girassol, milho e soja foi investigada usando SVM-DA, SIMCA e PLS-DA. A predição dos parâmetros de qualidade, índice de refração e densidade relativa dos óleos, foi investigada usando os métodos de calibração multivariada dos mínimos quadrados parciais (PLS), iPLS e SVM para os dados de FT-MIR e NIR. Vários tipos de pré-processamentos, primeira derivada, correção do sinal multiplicativo (MSC), dados centrados na média, correção do sinal ortogonal (OSC) e variação normal padrão (SNV) foram utilizados, usando a raiz quadrada do erro médio quadrático de validação cruzada (RMSECV) e de predição (RMSEP) como parâmetros de avaliação. A metodologia desenvolvida para determinação de índice de refração e densidade relativa e classificação dos óleos vegetais é rápida e direta. O terceiro estudo visa à avaliação da estabilidade oxidativa e qualidade do iogurte armazenado a 4C submetido à luz direta e mantido no escuro, usando a análise dos fatores paralelos (PARAFAC) na luminescência exibida por três fluoróforos presentes no iogurte, onde pelo menos um deles está fortemente relacionado com as condições de armazenamento. O sinal fluorescente foi identificado pelo espectro de emissão e excitação das substâncias fluorescentes puras, que foram sugeridas serem vitamina A, triptofano e riboflavina. Modelos de regressão baseados nos escores do PARAFAC para a riboflavina foram desenvolvidos usando os escores obtidos no primeiro dia como variável dependente e os escores obtidos durante o armazenamento como variável independente. Foi visível o decaimento da curva analítica com o decurso do tempo da experimentação. Portanto, o teor de riboflavina pode ser considerado um bom indicador para a estabilidade do iogurte. Assim, é possível concluir que a espectroscopia de fluorescência combinada com métodos quimiométricos é um método rápido para monitorar a estabilidade oxidativa e a qualidade do iogurte

A New Method for Feedback on the Quality of Chest Compressions during Cardiopulmonary Resuscitation

Quality of cardiopulmonary resuscitation (CPR) improves through the use of CPR feedback devices. Most feedback devices integrate the acceleration twice to estimate compression depth. However, they use additional sensors or processing techniques to compensate for large displacement drifts caused by integration. This study introduces an accelerometer-based method that avoids integration by using spectral techniques on short duration acceleration intervals. We used a manikin placed on a hard surface, a sternal triaxial accelerometer, and a photoelectric distance sensor (gold standard). Twenty volunteers provided 60 s of continuous compressions to test various rates (80-140 min(-1)), depths (3-5 cm), and accelerometer misalignment conditions. A total of 320 records with 35312 compressions were analysed. The global root-mean-square errors in rate and depth were below 1.5 min(-1) and 2 mm for analysis intervals between 2 and 5 s. For 3 s analysis intervals the 95% levels of agreement between the method and the gold standard were within -1.64-1.67 min(-1) and -1.69-1.72 mm, respectively. Accurate feedback on chest compression rate and depth is feasible applying spectral techniques to the acceleration. The method avoids additional techniques to compensate for the integration displacement drift, improving accuracy, and simplifying current accelerometer-based devices.

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.

Estudo da previsão de propriedades do biodiesel utilizando espectros de infravermelho e calibração multivariada

O biodiesel tem sido amplamente utilizado como uma fonte de energia renovável, que contribui para a diminuição de demanda por diesel mineral. Portanto, existem várias propriedades que devem ser monitoradas, a fim de produzir e distribuir biodiesel com a qualidade exigida. Neste trabalho, as propriedades físicas do biodiesel, tais como massa específica, índice de refração e ponto de entupimento de filtro a frio foram medidas e associadas a espectrometria no infravermelho próximo (NIR) e espectrometria no infravermelho médio (Mid-IR) utilizando ferramentas quimiométricas. Os métodos de regressão por mínimos quadrados parciais (PLS), regressão de mínimos quadrados parciais por intervalos (iPLS), e regressão por máquinas de vetor de suporte (SVM) com seleção de variáveis por Algoritmo Genético (GA) foram utilizadas para modelar as propriedades mencionadas. As amostras de biodiesel foram sintetizadas a partir de diferentes fontes, tais como canola, girassol, milho e soja. Amostras adicionais de biodiesel foram adquiridas de um fornecedor da região sul do Brasil. Em primeiro lugar, o pré-processamento de correção de linha de base foi usado para normalizar os dados espectrais de NIR, seguidos de outros tipos de pré-processamentos que foram aplicados, tais como centralização dos dados na média, 1 derivada e variação de padrão normal. O melhor resultado para a previsão do ponto de entupimento de filtro a frio foi utilizando os espectros de Mid-IR e o método de regressão GA-SVM, com alto coeficiente de determinação da previsão, R2Pred=0,96 e baixo valor da Raiz Quadrada do Erro Médio Quadrático da previsão, RMSEP (C)= 0,6. Para o modelo de previsão da massa específica, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regressão por PLS, com R2Pred=0,98 e RMSEP (g/cm3)= 0,0002. Quanto ao modelo de previsão para o índice de refração, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regressão por PLS, com excelente R2Pred=0,98 e RMSEP= 0,0001. Para esses conjuntos de dados, o PLS e o SVM demonstraram sua robustez, apresentando-se como ferramentas úteis para a previsão das propriedades do biodiesel estudadas

The study and production of fish sauce from Caspian Sea lam fish with traditional fermentation method and microbe and enzyme adding method and identification of important bacteria

Fish sauce is a popular fermented product used in south Asian countries which is made from different small fishes in this research work it was attempted to produce fish sauce from kilka of the Caspian sea, the fish sauce was made from three models of kilka ,such as whole kilka , cooked whole kilka and dressed kilka , each of these models treated it four different fashions of fermentation such as:1- Traditional method, 2- Enzymatic method 3- Microbial method, 4- Mixture of enzyme and microb The results of this investigation showed that time of fermentation for the traditional method was six month, enzymatic method one month, microbial method 3 month and the mixture of enzyme and microb 1 month. The rate of fermentation was least for dressed Kilka, microbial and biochemical changes of Kilka fish sauce were evaluated, total bacterial count was 2.1-6.15 log cfu/ml total volatile nitrogen (TVN) in samples recorded was 250 mg /100g, the amount of protein varied between 10-13 percent, the name of commercial enzymes added was Protamex and Flavourzyme, the bacteria added was L act ob acillus and Pediococous, fish sauce containers fish and 20% salt, temperature of keeping for fermentation was 37 degree c for 6 month.

Observaciones sobre la reproducción, desarrollo embrionario y larval de la anchoíta argentina (Engraulis anchoita)

The first studies on the problems related to the reproduction of marine fish in Argentina (SW Atlantic ocean) have been carried out with a species of great economic importance, the anchovy (Engraulis anchoita Hubbs and Marini). The spawning period of this species during the period 1963-64 has been determined. By the application of the quantitative collection method, it has been established that spawning commenced in the areas close to the coast during the first few days of September and at a water temperature of 10,3° C and reached its greatest intensity in October (up 1569 eggs/1 square metre surface water) at a temperature varying between 11,5-13,8° C. From the middle of November the anchovy continues to reproduce in a less intensive form and further out to Sea, up to at least the month of May. The intensity of reproduction reaches a peek in February, and at a water temperature of 20° C. It is believed that two physiologically distinct populations of Engraulis anchoita may exist, the first reproducing in Spring and the second in Autumn. It has been established that a daily spawning rhythm occurs, between the hours of 8 and 12 p. m. During this period it was possible to obtain mature females with which artificial fertilization was performed. The rate of development was determined, which at a temperature of 14-15° C is from 69-72 hours, and at a temperature of 19-20° C from 50-53 hours. A temperature of 49° C was found be lethal. The different embryonic and larval stages of development are illustrated diagramatically and individually described. The preliminary studies on the larvae and juveniles caught in the Sea during the period of reproduction led to the formulation of certain conclusions whith reference that the juveniles, as yet larvae, begin to group together at an early age, and the younger individuals the more uniform are the schoals whith regards to the total size of the specimens. It has shown that the anchovy during its first year of life tends to display littoral behaviour. RESUMEN EN ESPAÑOL: Los primeros estudios de los problemas referentes a la reproducción de los peces marinos en la Argentina (océano Atlántico sudoccidental) se han efectuado sobre una especie de gran importancia económica, Engraulis anchoita Hubbs y Marini. Se ha determinado la época de desove de la anchoíta en un período anual 1963-64. Aplicando el método de recolección cuantitativo se ha establecido que el desove de esta especie ha empezado en las zonas muy cercanas a la costa, en los primeros días de setiembre a la temperatura 10,3° C y ha alcanzado mayor intensidad en octubre (hasta 1569 huevos en 1 m2 de la superficie del agua) a la temperatura 11,5°-13,8° C. Desde mediados de noviembre la anchoíta sigue reproduciéndose en forma poco intensiva y más mar afuera, hasta por lo menos el mes de mayo. La intensidad de reproducción para este segundo período alcanza un pico, aunque muy pequeño en febrero a la temperatura 20° C. Se hace la suposición de que pueden existir dos de distintas características fisiológicas poblaciones de Engraulis anchoita una de reproducción primaveral y otra de reproducción otoñal. Además se ha establecido que existe un ritmo diario de desove que comprende las horas 20-24. En las horas de postura se pudo conseguir hembras maduras y con sus productos sexuales se efectuó la fecundación artificial. Se determinó la velocidad de desarrollo que a la temperatura 14°-15° C es de 69-72 horas y en la temperatura 19°- 20° C es de 50-53 horas. La temperatura 4° resultó ser letal. Se realizaron dibujos y descripciones correspondientes a los distintos estadios embrionarios y larvales. Los estudios preliminares de las larvas y juveniles de la anchoíta, capturados en el mar en la época de reproducción, permitieron sacar ciertas conclusiones sobre el crecimiento en sus primeros meses de vida. Se observó que los juveniles, larvas todavía, empiezan a agruparse muy temprano y cuanto más jóvenes son los individuos, tanto más uniformes son los cardúmenes en las dimensiones de los ejemplares. Se demostró que la anchoíta en su primer año de vida tiene costumbres muy costeras.

Seismic model parameter estimation using least-squares migration

We describe a method for verifying seismic modelling parameters. It is equivalent to performing several iterations of unconstrained least-squares migration (LSM). The approach allows the comparison of modelling/imaging parameter configurations with greater confidence than simply viewing the migrated images. The method is best suited to determining discrete parameters but can be used for continuous parameters albeit with greater computational expense.

A novel method to produce small droplets from large nozzles.

This work presents a new method to generate droplets with diameters significantly smaller than the nozzle from which they emerge. The electrical waveform used to produce the jetting consists of a single square negative pulse. The negative edge of the pressure wave pulls the meniscus in, overturning the surface in such a way that a cavity is created. This cavity is then forced to collapse under the action of the positive edge of the pressure wave. This violent collapse produces a thin jet that eventually breaks up and produces droplets. Four droplet generator prototypes that demonstrate the capabilities of this novel mechanism are described. It is also shown that the proposed mechanism extends the existing limits of the commonly accepted inkjet operating regime.

Patterning method

A method of patterning a flowable material on a surface, the method comprising providing the surface with at least one channel and at least one through- hole with at least two openings, wherein at least one of the openings is located in the surface adjacent to the at least one channel, such that when flowable material is deposited adjacent to another of the at least two openings, the material is directed into the at least one through-hole by the action of capillary forces and emerges at the opening adjacent to the at least one channel whereupon it is further directed along said channel.

Transient crosstalk in LCOS based WSS and a method to suppress the crosstalk levels

The origin of the transient crosstalk (TC) in a phase-only LCOS based WSS using a Fourier transform setup was investigated and identified. Two methods were proposed to reduce the TC by at least 5dB without the need to modify the optics or electronics in use. © 2013 OSA.

Transient Crosstalk in LCOS Based WSS and a Method to Suppress the Crosstalk Levels

The origin of the transient crosstalk (TC) in a phase-only LCOS based WSS using a Fourier transform setup was investigated and identified. Two methods were proposed to reduce the TC by at least 5dB without the need to modify the optics or electronics in use. © 2013 OSA.

Multimode resonances in metallically confined square-resonator microlasers

Directional emission InP/AlGaInAs square-resonator microlasers with a side length of 20 mu m are fabricated by standard photolithography and inductively coupled-plasma etching technique. Multimode resonances with about seven distinct mode peaks in a free-spectral range are observed from 1460 to 1560 nm with the free-spectral range of 12.1 nm near the wavelength of 1510 nm, and the mode refractive index versus the photon energy E (eV) as 3.07152+0.18304E are obtained by fitting the laser spectra with an analytical mode wavelength formula derived by light ray method. In addition, mode field pattern is simulated for cold cavity by two dimensional finite-difference time-domain technique.

Mode Characteristics for Square Resonators With a Metal Confinement Layer

Microsquare resonators laterally confined by SiO2/Au/air multilayer structure are investigated by light ray method with reflection phase-shift of the multiple layers and two-dimensional (2-D) finite-difference time-domain (FDTD) technique. The reflectivity and phase shift of the mode light ray on the sides of the square resonator with the semiconductor/SiO2/Au/air multilayer structure are calculated for TE and TM modes by transfer matrix method. Based on the reflection phase shift and the reflectivity, the mode wavelength and factor are calculated by the resonant condition and the mirror loss, which are in agreement well with that obtained by the FDTD simulation. We find that the mode factor increases greatly with the increase of the SiO2 layer thickness, especially as d < 0.3 mu m. For the square resonator with side length 2 mu m and refractive index 3.2, anticrossing mode couplings are found for confined TE modes at wavelength about 1.6 mu m at d = 0.11 mu m, and confined TM modes at d = 0.71 mu m, respectively.

The impact of imperfect symmetry on band edge modes of a two-dimensional photonic crystal with square lattice

A theoretical analysis has been performed by means of the plane-wave expansion method to examine the dispersion properties of photons at high symmetry points of an InP based two-dimensional photonic crystal with square lattice. The Q factors are compared qualitatively. The mechanism of surface-emitting is due to the photon manipulation by periodic dielectric materials in terms of Bragg diffraction. A surface-emitting photonic crystal resonator is designed based on the phenomenon of slow light. Photonic crystal slabs with different unit cells are utilized in the simulation. The results indicate that the change of the air holes can affect the polarization property of the modes. So we can find a way to improve the polarization by reducing the symmetry of the structure.