Studies on Some Aspects of Light Beam Propagation Through Certain Nonlinear Media

This thesis deals with the study of light beam propagation through different nonlinear media. Analytical and numerical methods are used to show the formation of solitonS in these media. Basic experiments have also been performed to show the formation of a self-written waveguide in a photopolymer. The variational method is used for the analytical analysis throughout the thesis. Numerical method based on the finite-difference forms of the original partial differential equation is used for the numerical analysis.In Chapter 2, we have studied two kinds of solitons, the (2 + 1) D spatial solitons and the (3 + l)D spatio-temporal solitons in a cubic-quintic medium in the presence of multiphoton ionization.In Chapter 3, we have studied the evolution of light beam through a different kind of nonlinear media, the photorcfractive polymer. We study modulational instability and beam propagation through a photorefractive polymer in the presence of absorption losses. The one dimensional beam propagation through the nonlinear medium is studied using variational and numerical methods. Stable soliton propagation is observed both analytically and numerically.Chapter 4 deals with the study of modulational instability in a photorefractive crystal in the presence of wave mixing effects. Modulational instability in a photorefractive medium is studied in the presence of two wave mixing. We then propose and derive a model for forward four wave mixing in the photorefractive medium and investigate the modulational instability induced by four wave mixing effects. By using the standard linear stability analysis the instability gain is obtained.Chapter 5 deals with the study of self-written waveguides. Besides the usual analytical analysis, basic experiments were done showing the formation of self-written waveguide in a photopolymer system. The formation of a directional coupler in a photopolymer system is studied theoretically in Chapter 6. We propose and study, using the variational approximation as well as numerical simulation, the evolution of a probe beam through a directional coupler formed in a photopolymer system.

Gay men, social media and self-presentation : managing identities in Gaydar, Facebook and beyond

This study analyses young gay men's identity management in social networking sites Gaydar and Facebook. It examines the expanded opportunities for identity management made available through the convergence of these spaces, as well as new privacy and safety concerns. Findings from this study are discussed in terms of their significance for gay men's digital culture, the approach to gay men's mental health taken by GLBT organisations and support groups, and within broader concerns around social networking sites and digital inequality.

Visual rehabilitation in low-moderate keratoconus : intracorneal ring segment implantation followed by same-day topography-guided photorefractive keratectomy and collagen cross linking

AIM: To present the results of same-day topography-guided photorefractive keratectomy (TG-PRK) and corneal collagen crosslinking (CXL) after previous intrastromal corneal ring segment (ISCR) implantation for keratoconus. METHODS: An experimental clinical study on twenty-one eyes of 19 patients aged, 27.1±6.6 years (range: 19 – 43 years), with low to moderate keratoconus who were selected to undergo customized TG-PRK immediately followed by same-day CXL, 9 months after ISCR implantation in a university ophthalmology clinic. Refraction, uncorrected (UDVA) and corrected distance visual acuities (CDVA), keratometry (K) values, central corneal thickness (CCT) and coma were assessed 3 months after TG/PRK and CXL. RESULTS: After TG-PRK/CXL: the mean UDVA (logMAR) improved significantly from 0.66±0.41 to 0.20±0.25 (P<0.05); K flat value decreased from: 48.44±3.66 D to 43.71±1.95 D; K steep value decreased from 45.61±2.40 D to 41.56±2.05D; K average also decreased from 42.42±2.07 D to 47.00±2.66 D (P<0.05 for all). The mean sphere and cylinder decreased significantly post-surgery from, -3.10±2.99 D to -0.11±0.93 D and from, -3.68±1.53 to -1.11±0.75D respectively, while the CDVA, CCT and coma showed no significant changes. Compared to post-ISCR, significant reductions (P ˂ 0.05 or all) in all K-values, sphere and cylinder were observed after TG-PRK/CXL. CONCLUSION: Same-day combined topography-guided PRK and corneal crosslinking following placement of ICRS is a safe and potentially effective option in treating low-moderate keratoconus. It significantly improved all visual acuity, reduced keratometry, sphere and astigmatism, but caused no change in central corneal thickness and coma.

Self-reported bruxism : Associated factors among media personnel with or without irregular shift work

Tutkimuksen kohderyhmänä oli mediatyöntekijöitä, joiden toimenkuva on viime vuosina muuttunut yhä kuormittavammaksi epäsäännöllisen vuorotyön sekä jatkuvien teknisten, organisatoristen ja taloudellisten tekijöiden ristipaineessa. Väitöskirjatutkimus on osa laajempaa tutkimushanketta, joka suunniteltiin selvittämään epäsäännöllisen vuorotyön mahdollisia haittoja. Tutkimusta tukivat taloudellisesti Työsuojelurahasto ja Suomen Hammaslääkäriseura Apollonia sekä resurssipanostuksin Hammaslääketieteen laitos (HY), Työterveyslaitos ja Yleisradio Oy. Bruksismi on tahdosta riippumatonta hampaiden narskuttelua tai yhteenpuristamista. Hampaiden narskuttelu on rytmistä jaksoittain toistuvaa puremalihasten toimintaa, joka esiintyy nukkuessa -tavallisimmin kevyen unen ja havahtumisjaksojen yhteydessä. Valveilla ollessa bruksismi on terveillä ihmisillä lähinnä hampaiden yhteenpuristamista. Yleisen käsityksen mukaan toistuvaa unibruksismia esiintyy noin 10 %:lla ja valveilla tapahtuvaa hampaiden yhteenpuristamista noin 20 %:lla. Aiemmin bruksismi kuului kansainvälisen unihäiriöluokituksen (ICSD 1997) mukaan unen erityishäiriöihin, mutta tuorein luokitus (ICSD 2005) listaa sen unen liikehäiriöihin. Väitöstutkimuksen yleisenä tavoitteena oli kartoittaa koetun bruksismin ja uni- valvehäiriöiden yhteyttä. Tutkimus oli poikittainen vertailututkimus epäsäännöllistä vuorotyötä ja säännöllisiä päivävuoroja tekevien välillä. Mielenkiinto kohdistui myös bruksismin ja kasvojen alueen kivun mahdolliseen yhteyteen. Lisäksi tutkimuksessa selvitettiin joidenkin tunnetusti unen laatua huonontavien psykososiaalisten, neurologisten ja fysiologisten tekijöiden yhteyttä koettuun bruksismiin. Tutkimuksen kohderyhmän muodosti 750 Yleisradion epäsäännöllistä vuorotyötä tekevää työntekijää. Vertailuryhmänä käytettiin samansuuruista satunnaistetusti valittua kaltaistettua Yleisradion työntekijäjoukkoa, joka tekee samankaltaista työtä, mutta säännöllisenä päivätyönä. Kohderyhmälle lähetettiin kyselylomakkeet, jotka kartoittivat koetun bruksismin lisäksi mm. tutkittavien taustatiedot, yleisen terveydentilan, yleisiä koettuja stressioireita ja tuntemuksia, kipuoireita, sekä unen laatua. Lisäksi esitettiin jaksamista ja työympäristöä koskevia kysymyksiä. Kyselyyn vastasi kaikkiaan 874 henkilöä. Kokonaisvastausprosentti oli 58,3 % (53,7 % miehiä). Epäsäännöllistä vuorotyötä tekevien vastausprosentti oli 82,3 % ja säännöllistä päivätyötä tekevien ryhmässä 34,3 %. Työtehtävät sisälsivät ohjelmien toimitus- ja tuottamistyötä, teknistä tuotanto- ja tukityötä, sekä esimies- ja hallintotyötä. Miesten keski-ikä vuorotyöryhmässä oli 45,0 (± 10,6) vuotta ja naisten keski-ikä 42,6 (± 10,7) vuotta, vastaavat luvut päivätyötä tekeville olivat 47,4 (± 9,7) ja 45,5 (± 10,1) vuotta. Vuorotyötä tekevistä oli miehiä 56,6 %, päivätyöryhmässä miehien osuus oli 46,7 %. Usein koettua bruksismia havaittiin koko tutkimusjoukossa 10,6 %:lla. Bruksismin esiintyvyydessä ei ollut merkitsevää eroa epäsäännöllistä vuorotyötä ja päivätyötä tekevien välillä. Kun bruksismia ja stressiä arvioitiin suhteessa tyytyväisyyteen nykyiseen työaikamuotoon, molemmat olivat merkitsevästi vallitsevimpia niillä, jotka halusivat vaihtaa nykyistä työaikamuotoaan. Epäsäännöllistä vuorotyötä tekevät lisäksi ilmoittivat kokevansa enemmän stressiä kuin päivätyötä tekevät sekä olivat tyytymättömämpiä työaikamuotoonsa. Tutkittavista henkilöistä katkonaista unta esiintyi 43,6 %:lla sekä 36,2 % koki unensa virkistämättömäksi. Kasvokipua esiintyi 19,6 %:lla. Usein toistuva bruksaus sekä tyytymättömyys työaikamuotoon olivat erittäin merkitsevästi yhteydessä unihäiriöiden sekä riittämättömän unen oireiden kanssa. Bruksismi ja katkonainen uni osoittautuivat myös kasvokivun taustatekijöiksi. Tutkimus osoitti, että koetulla bruksismilla oli merkitsevä yhteys unihäiriöihin, kasvokipuun, koettuun stressiin ja ahdistuneisuuteen, nuorempaan ikään, runsaampiin hammaslääkäri- ja lääkärikäynteihin sekä siihen että oli tyytymätön työaikamuotoonsa (itse työaikamuoto ei ollut merkitsevä tekijä). Tutkimuksen yhtenä johtopäätöksenä todettiin, että koettu bruksismi voi terveillä työikäisillä henkilöillä olla osa stressaavaa tilannetta ja siihen liittyvää käyttäytymistä. Tämän tiedostaminen terveydenhuollossa voisi olla hyödyllistä.

A multi-centre open-label randomised non-inferiority trial comparing watchful waiting to antibiotic treatment for acute otitis media without perforation in low-risk urban Aboriginal and Torres Strait Islander children (the WATCH trial): study protocol for a randomised controlled trial

Background Treatment guidelines recommend watchful waiting for children older than 2 years with acute otitis media (AOM) without perforation, unless they are at high risk of complications. The high prevalence of chronic suppurative otitis media (CSOM) in remote Aboriginal and Torres Strait Islander communities leads these children to be classified as high risk. Urban Aboriginal and Torres Strait Islander children are at lower risk of complications, but evidence to support the subsequent recommendation for watchful waiting in this population is lacking. Methods/Design This non-inferiority multi-centre randomised controlled trial will determine whether watchful waiting is non-inferior to immediate antibiotics for urban Aboriginal and Torres Strait Islander children with AOM without perforation. Children aged 2 − 16 years with AOM who are considered at low risk for complications will be recruited from six participating urban primary health care services across Australia. We will obtain informed consent from each participant or their guardian. The primary outcome is clinical resolution on day 7 (no pain, no fever of at least 38 °C, no bulging eardrum and no complications of AOM such as perforation or mastoiditis) as assessed by general practitioners or nurse practitioners. Participants and outcome assessors will not be blinded to treatment. With a sample size of 198 children in each arm, we have 80 % power to detect a non-inferiority margin of up to 10 % at a significance level of 5 %, assuming clinical improvement of at least 80 % in both groups. Allowing for a 20 % dropout rate, we aim to recruit 495 children. We will analyse both by intention-to-treat and per protocol. We will assess the cost- effectiveness of watchful waiting compared to immediate antibiotic prescription. We will also report on the implementation of the trial from the perspectives of parents/carers, health professionals and researchers. Discussion The trial will provide evidence for the safety and effectiveness of watchful waiting for the management of AOM in Aboriginal and Torres Strait Islander children living in urban settings who are considered to be at low risk of complications.

A generalized model for the effective thermal conductivity of porous media based on self-similarity

A generalized model for the effective thermal conductivity of porous media is derived based on the fact that statistical self-similarity exists in porous media. The proposed model assumes that porous media consist of two portions: randomly distributed non-touching particles and self-similarly distributed particles contacting each other with resistance. The latter are simulated by Sierpinski carpets with side length L = 13 and cutout size C = 3, 5, 7 and 9, respectively, depending upon the porosity concerned. Recursive formulae are presented and expressed as a function of porosity, ratio of areas, ratio of component thermal conductivities and contact resistance, and there is no empirical constant and every parameter has a clear physical meaning. The model predictions are compared with the existing experimental data, and good agreement is found in a wide range of porosity of 0.14-0.80, and this verifies the validity of the proposed model.

Transient Flows in Low Permeability Porous Media with Composite Start-Up Pressure Gradient

A new mathematical model for the transient flow in the composite low permeability is established. It is solved by FEM with different boundary conditions such as infinite, circular closed and constant pressure boundary conditions. The typical curves for transient wellbore pressure have been presented. It is shown that the pressure and pressure derivative curves with composite start-up pressure gradients have different slopes which are depended on the start-up pressure gradients and the mobility radios in different regions. The boundary effects are the same as the normal reservoirs without start-up pressure gradients. The study provides a new tool to analyze the transient pressure test data in the low permeability reservoir.

Pulse self-compression in normally dispersive bulk media

We experimentally demonstrate that high-power femtosecond pulses can be compressed during the nonlinear propagation in the normally dispersive solid bulk medium. The self-compression behavior was detailedly investigated under a variety of experimental conditions, and the temporal and spectral characteristics of resulted pulses were found to be significantly affected by the input pulse intensity, with higher intensity corresponding to shorter compressed pulses. By passing through a piece of BK7 glass, a self-compression from 50 to 20 fs was achieved, with a compression factor of about 2.5. However, the output pulse was observed to be split into two peaks when the input intensity is high enough to generate supercontinuum and conical emission. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Pulse shaping properties of volume holographic gratings in anisotropic media

Based on a modified coupled wave theory, the pulse shaping properties of volume holographic gratings (VHGs) in anisotropic media VHGs are studied systematically. Taking photorefractive LiNbO3 crystals as an example, the combined effect that the grating parameters, the dispersion and optical anisotropy of the crystal, the pulse width, and the polarization state of the input ultrashort pulsed beam (UPB) have on the pulse shaping properties are considered when the input UPB with arbitrary polarization state propagates through the VHG. Under the combined effect, the diffraction bandwidth, pulse profiles of the diffracted and transmitted pulsed beams, and the total diffraction efficiency are shown. The studies indicate that the properties of the shaping of the o and e components of the input UPB in the crystal are greatly different; this difference can be used for pulse shaping applications. (c) 2006 Optical Society of America.

Visibility recovery on images acquired in attenuating media. Application to underwater, fog, and mammographic imaging

136 p.