A Multiwavelength Study of the Intracluster Medium and the Characterization of the Multiwavelength Sub/millimeter Inductance Camera

The first part of this thesis combines Bolocam observations of the thermal Sunyaev-Zel’dovich (SZ) effect at 140 GHz with X-ray observations from Chandra, strong lensing data from the Hubble Space Telescope (HST), and weak lensing data from HST and Subaru to constrain parametric models for the distribution of dark and baryonic matter in a sample of six massive, dynamically relaxed galaxy clusters. For five of the six clusters, the full multiwavelength dataset is well described by a relatively simple model that assumes spherical symmetry, hydrostatic equilibrium, and entirely thermal pressure support. The multiwavelength analysis yields considerably better constraints on the total mass and concentration compared to analysis of any one dataset individually. The subsample of five galaxy clusters is used to place an upper limit on the fraction of pressure support in the intracluster medium (ICM) due to nonthermal processes, such as turbulent and bulk flow of the gas. We constrain the nonthermal pressure fraction at r500c to be less than 0.11 at 95% confidence, where r500c refers to radius at which the average enclosed density is 500 times the critical density of the Universe. This is in tension with state-of-the-art hydrodynamical simulations, which predict a nonthermal pressure fraction of approximately 0.25 at r500c for the clusters in this sample.

The second part of this thesis focuses on the characterization of the Multiwavelength Sub/millimeter Inductance Camera (MUSIC), a photometric imaging camera that was commissioned at the Caltech Submillimeter Observatory (CSO) in 2012. MUSIC is designed to have a 14 arcminute, diffraction-limited field of view populated with 576 spatial pixels that are simultaneously sensitive to four bands at 150, 220, 290, and 350 GHz. It is well-suited for studies of dusty star forming galaxies, galaxy clusters via the SZ Effect, and galactic star formation. MUSIC employs a number of novel detector technologies: broadband phased-arrays of slot dipole antennas for beam formation, on-chip lumped element filters for band definition, and Microwave Kinetic Inductance Detectors (MKIDs) for transduction of incoming light to electric signal. MKIDs are superconducting micro-resonators coupled to a feedline. Incoming light breaks apart Cooper pairs in the superconductor, causing a change in the quality factor and frequency of the resonator. This is read out as amplitude and phase modulation of a microwave probe signal centered on the resonant frequency. By tuning each resonator to a slightly different frequency and sending out a superposition of probe signals, hundreds of detectors can be read out on a single feedline. This natural capability for large scale, frequency domain multiplexing combined with relatively simple fabrication makes MKIDs a promising low temperature detector for future kilopixel sub/millimeter instruments. There is also considerable interest in using MKIDs for optical through near-infrared spectrophotometry due to their fast microsecond response time and modest energy resolution. In order to optimize the MKID design to obtain suitable performance for any particular application, it is critical to have a well-understood physical model for the detectors and the sources of noise to which they are susceptible. MUSIC has collected many hours of on-sky data with over 1000 MKIDs. This work studies the performance of the detectors in the context of one such physical model. Chapter 2 describes the theoretical model for the responsivity and noise of MKIDs. Chapter 3 outlines the set of measurements used to calibrate this model for the MUSIC detectors. Chapter 4 presents the resulting estimates of the spectral response, optical efficiency, and on-sky loading. The measured detector response to Uranus is compared to the calibrated model prediction in order to determine how well the model describes the propagation of signal through the full instrument. Chapter 5 examines the noise present in the detector timestreams during recent science observations. Noise due to fluctuations in atmospheric emission dominate at long timescales (less than 0.5 Hz). Fluctuations in the amplitude and phase of the microwave probe signal due to the readout electronics contribute significant 1/f and drift-type noise at shorter timescales. The atmospheric noise is removed by creating a template for the fluctuations in atmospheric emission from weighted averages of the detector timestreams. The electronics noise is removed by using probe signals centered off-resonance to construct templates for the amplitude and phase fluctuations. The algorithms that perform the atmospheric and electronic noise removal are described. After removal, we find good agreement between the observed residual noise and our expectation for intrinsic detector noise over a significant fraction of the signal bandwidth.

复振幅光瞳滤波器的三维超分辨性能研究

超分辨技术中现有的纯振幅型或纯相位型光瞳滤波器，大部分只能实现轴向或横向超分辨而不能实现三维超分辨，三维超分辨在三维成像系统中有着重要的作用。因此为提高成像系统中的三维分辨能力，设计了一种复振幅光瞳滤波器，并对其三维超分辨性能进行了研究。详细分析了该光瞳滤波器的第一区半径和透射率对施特雷尔比、轴向和横向超分辨因子以及旁瓣能量的影响。通过一系列的模拟证明，借助于复振幅光瞳滤波器可以实现三维超分辨。该滤波器的优点是容易实现三维超分辨，且有比较高的施特雷尔比，缺点是三维超分辨的实现总是伴随着旁瓣能量的增加，但可

Super-resolution with annular binary phase filter in the 4Pi-confocal system

In order to realize super-resolution in the 4Pi-confocal systems, the annular binary pure phase filter is designed with the vector diffraction theory. The relations between the super-resolved parameters, such as S, G(T), G(A), and the radial position theta(i) of each zone, are obtained. For simple illumination of the design procedure, three-zone binary pure phase filters are studied, and several numerical simulation results show that in the 4Pi-confocal system with the properly designed binary pure phase filter the super-resolution can be realized with low sidelobes.

Laser beam automatic alignment in multipass amplifier

A laser beam automatic alignment system is applied in a multipass amplifier of the SG-III prototype laser. Considering the requirements of the SG-III prototype facility, by combining the general techniques of the laser beam automatic alignment system, according to the image relayed of the pinholes in the spatial filter, and utilizing the optical position and the spatial distribution of the four pinholes of the main spatial filter in the multipass amplifier of the SG-III prototype, a reasonable and optimized scheme for automatic aligning multipass beam paths is presented. It is demonstrated on the multipass amplifier experimental system. (C) 2004 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Algoritmos genéticos aplicados ao projeto de filtros com coeficientes em soma de potências de dois

Esta dissertação tem como objetivo aplicar um algoritmo genético (GA) ao projeto de filtros FIR com coeficientes quantizados representados em somas de potências de dois com sinal (SPT). Os filtros FIR apresentam configurações que permitem a obtenção de fase linear, atributo desejado em diversas aplicações que necessitam de atraso de grupo constante. A representação SPT, de fácil implementação em circuitos, foi discutida e uma comparação das representações SPT mínimas e canônicas foi feita, baseada no potencial de redução de operações e na variedade de valores representáveis. O GA é aplicado na otimização dos coeficientes SPTs do filtro, para que este cumpra as suas especificações de projeto. Foram feitas análises sobre o efeito que diversos parâmetros do GA como a intensidade de seleção, tamanho das populações, cruzamento, mutação, entre outros, têm no processo de otimização. Foi proposto um novo cruzamento que produz a recombinação dos coeficientes e que obteve bons resultados. Aplicou-se o algoritmo obtido na produção de filtros dos tipos passa-baixas, passa-altas, passa-faixas e rejeita-faixas.

New approach for improving transverse superresolution in optical data storage

We have proposed a new confocal readout system which is based on the combination of two N-zone circular phase-only transverse superresolving pupils to improve transverse superresolution. The procedure for designing such an improved system is presented. Results of comparisons between the performance of the proposed system and the transverse superresolving pupils indicate that with the same Strehl ratio the former has much higher transverse superresolution capacity and significantly lower sidelobe intensity. (c) 2005 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

New approach for improving transverse superresolution in optical data storage

We have proposed a new confocal readout system which is based on the combination of two N-zone circular phase-only transverse superresolving pupils to improve transverse superresolution. The procedure for designing such an improved system is presented. Results of comparisons between the performance of the proposed system and the transverse superresolving pupils indicate that with the same Strehl ratio the former has much higher transverse superresolution capacity and significantly lower sidelobe intensity. (c) 2005 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Investigação da microarquitetura óssea através de microtomografia 3D

A microtomografia computadorizada (uCT) é uma técnica de ensaio não destrutivo, frequentemente utilizada no estudo da estrutura interna de ossos, com uma resolução espacial da ordem de mícrons. Neste trabalho, seis pares de amostras ósseas (fêmur de rato) foram estudados através da uCT. Os ensaios foram conduzidos na presença ou não de filtros de alumínio (espessura de 0,25; 0,50 e 0,75 mm), utilizando-se três níveis de resolução (33,3; 15,0 e 9,5 um). Os parâmetros de arquitetura óssea BS (área óssea da amostra), BV (volume ósseo da amostra), TS (área superficial da amostra), TV (volume da amostra), BV/TV (razão entre o volume ósseo e o volume da amostra), BS/BV (razão entre a área óssea da amostra e o volume ósseo da amostra), Tb.N (densidade trabecular), Tb.Th (espaçamento entre as trabéculas), Tb.Sp (separação trabecular), conectividade e anisotropia foram determinados através das análises em duas (2D) e/ou três (3D) dimensões. A comparação entre os valores dos parâmetros obtidos através dessas análises foi realizada através do teste t pareado e da correlação de Pearson. Com base nos resultados, foi possível determinar a influência da resolução da imagem na qualidade dos parâmetros da arquitetura óssea obtidos através das análises 2D e/ou 3D. Os dados mostram que a presença de filtro de alumínio também afeta a qualidade desses parâmetros. Assim, os melhores resultados são obtidos com resolução máxima e filtro de alumínio com espessura de 0,25 ou 0,50 mm.

A fase pré-processual: o ônus de preparação da demanda e os filtros legítimos à propositura de ações judiciais

O presente estudo analisa a importância da fase pré-processual, compreendida entre o momento em que surge o conflito de interesses no âmbito da sociedade e aquele em que é deflagrada a ação cível. Desenvolve-se o estudo de institutos do direito comparado, que incutem a noção de elevada utilidade da regulação da conduta pré-processual das partes e advogados como os pre-action protocols e a disclousure do direito inglês e a similar desta no direito estadunidense, a discovery o que evidencia que é a preparação adequada da demanda que permite a superação dos filtros legítimos à propositura de ações. Verifica-se que há procedimentos prévios, preparatórios à ação judicial na legislação vigente, que passam quase despercebidos da doutrina tradicional.A apuração da existência de filtros legítimos à propositura da ação, induz a conclusão de que efetivamente que existe um ônus jurídico de preparação da demanda na fase pré-processual, cuja não observância prejudica o acesso à justiça compreendido o acesso à justiça sob a perspectiva de uma tutela jurídica efetiva, que seja resultado de um processo garantístico além dessa omissão acarretar consequências desfavoráveis para a parte, que vão desde a demora na prestação jurisdicional até a inviabilização da tutela jurisdicional. O magistrado deve exercer um juízo sobre a superação ou não destes filtros pela parte que propõe a demanda, verificando se a mesma é ou não admissível, podendo o processo formar-se e desenvolver-se validamente: este é o juízo de admissibilidade da demanda cível que examina a conduta pré-processual das partes e se o ônus de preparação adequada da demanda foi desempenhado.

Laser tunable Toraldo superresolution with a uniform nonlinear pupil filter

We demonstrate that it is possible to reduce the focal spot size by inserting a uniform nonlinear thin film at the aperture of a focusing lens. The reduction of spot size is tunable by adjusting the incoming laser power. In comparison with the original diffraction spot, the transverse spot size can be reduced 0.65 times. The nonlinear thin film acts effectively as a Toraldo filter, and the phase and amplitude modulation stems from the laser-induced variances in the transmission of the thin film. The proposed technique removes the need of fabricating annular pupil filters. (C) 2008 Optical Society of America.

Comparison of uniform amplitude beam and intercepted Gaussian beam superresolution theories

The general superresolution theories for uniform amplitude beams and intercepted Gaussian beams are investigated. For these two types of incident beam, both two-zone amplitude and pure-phase filters are adopted to provide specific numerical descriptions of their differences in superresolution performances. Simulated results of comparisons between their performances indicate that, with the same spot size ratio, the intercepted Gaussian beam achieves a higher central image brightness ratio and significantly lower side-lobe effect irrespective of the filter used. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

色散管理孤子传输特性分析

色散管理孤子光波系统的色散图周期由具有正负色散值的两段光纤组成，并且在系统中周期性放置集中放大器及滤波器装置。采用变分法获得了描述此种系统性能的常微分方程组，并利用这组方程数值研究了各种参量对孤子传输性能的影响。研究结果表明，虽然从整体趋势上看，当要求色散管理孤子有较好的稳定性时，应适当降低系统的色散管理强度，但在一定条件下，调整光纤放大器的位置以及正负色散光纤的色散差值，可同时获得相对较大的色散管理强度和好的孤子稳定性；总体来讲，集总放大器的位置会对孤子传输的稳定性、色散管理孤子的能量增强因子、脉冲最佳

Diseño y evaluación de métodos de supresión del artefacto causado en el ECG por las compresiones torácicas proporcionadas por el dispositivo mecánico LUCAS.

[Es]En este proyecto se analizan el diseño y la evaluación de dos métodos para la supresión de la interferencia generada por las compresiones torácicas proporcionadas por el dispositivo mecánico LUCAS, en el electrocardiograma (ECG) durante el masaje de resucitación cardiopulmonar. El objetivo es encontrar un método que elimine el artefacto generado en el ECG de una manera efectiva, que permita el diagnóstico fiable del ritmo cardiaco. Encontrar un método eficaz sería de gran ayuda para no tener que interrumpir el masaje de resucitación para el análisis correcto del ritmo cardiaco, lo que supondría un aumento en las probabilidades de resucitación. Para llevar a cabo el proyecto se ha generado una base de datos propia partiendo de registros de paradas cardiorrespiratorias extra-hospitalarias. Esta nueva base de datos contiene 410 cortes correspondientes a 86 pacientes, siendo todos los episodios de 30 segundos de duración y durante los cuales el paciente, recibe masaje cardiaco. Por otro lado, se ha desarrollado una interfaz gráfica para caracterizar los métodos de supresión del artefacto. Esta, muestra las señales del ECG, de impedancia torácica y del ECG tras eliminar el artefacto en tiempo. Mediante esta herramienta se han procesado los registros aplicando un filtro adaptativo y un filtro de coeficientes constantes. La evaluación de los métodos se ha realizado en base a la sensibilidad y especificidad del algoritmo de clasificación de ritmos con las señales ECG filtradas. La mayor aportación del proyecto, por tanto, es el desarrollo de una potente herramienta eficaz para evaluar métodos de supresión del artefacto causado en el ECG por las compresiones torácicas al realizar el masaje de resucitación cardiopulmonar, y su posterior diagnóstico. Un instrumento que puede ser implementado para analizar episodios de resucitación de cualquier tipo de procedencia y capaz de integrar nuevos métodos de supresión del artefacto.

Excrétion organique du phytoplancton et activité bacterienne hétérotrophe dans le Dôme de Guinée (Océan Atlantique Tropical Est)

Primary production rates in the Gulf the Guinea (east tropical Atlantic) were measured with in situ incubations. The extracellular organic carbon passed through 0.8 u pore size membrane filters averaged 29.5% of the carbon fixed by photosynthesis. These is a good linear correlation (r=0.86) between assimilation and organic excretion. The significance and limits of the method for the measurements of low rates of photosynthesis is discussed. The influence of ecological factors (nutrients, light and stability) cannot be demonstrated. The importance of bacterial regeneration processes by reutilization of algal extracellular products is assessed.

Apenas um CLICK!: revelando atos de leitura e escrita de jovens, adultos e idosos na prática social

A pesquisa empreendida teve como objetivo investigar, por meio de imagens fotográficas, atos de leitura e escrita de jovens, adultos e idosos realizados na prática social. Para tanto, tomei como locus o cotidiano onde os sujeitos produzem conhecimento e participam de eventos de leitura e escrita, à medida que constatei na literatura acadêmico científica que poucos são os estudos que contemplam a perspectiva da prática social como ambiente de formação de sujeitos para o universo da cultura escrita. Ressignificando a fotografia para o campo da educação e como instrumento de coleta de dados em minha pesquisa, registrei diferentes formas de circulação de textos em espaços sociais, assim como modos de leitura e escrita de sujeitos jovens, adultos e idosos em eventos cotidianos. No mundo contemporâneo, os sujeitos leem múltiplas linguagens que se estabelecem no mundo, com participação diferenciada na sociedade grafocêntrica. Como práticas sociais formam sujeitos para o universo da cultura escrita, investigo a expressão de atos formadores a partir dos conceitos de disponibilidade, acesso, contexto e participação, de acordo com estudos de Kalman (2009).