Optical communications applications of ultra-long Raman fiber lasers

Recent work on ultra-long Raman fiber lasers has shown that it is possible to create quasi-lossless transmission conditions in fiber spans long enough to be considered for high speed optical communications. This paper reviews how quasi-lossless transmission conditions are reached and presents experimental results of 40Gb/s transmission in a quasi lossless system. The performance is compared with a conventional EDFA based system.

Optical communications applications of ultra-long Raman fiber lasers

Recent work on ultra-long Raman fiber lasers has shown that it is possible to create quasi-lossless transmission conditions in fiber spans long enough to be considered for high speed optical communications. This paper reviews how quasi-lossless transmission conditions are reached and presents experimental results of 40Gb/s transmission in a quasi lossless system. The performance is compared with a conventional EDFA based system.

Mutually unbiased bases as submodules and subspaces

Mutually unbiased bases (MUBs) have been used in several cryptographic and communications applications. There has been much speculation regarding connections between MUBs and finite geometries. Most of which has focused on a connection with projective and affine planes. We propose a connection with higher dimensional projective geometries and projective Hjelmslev geometries. We show that this proposed geometric structure is present in several constructions of MUBs.

A double U-slot patch antenna with dual wideband characteristics

Microstrip patch antennas are strong candidates for use in many wireless communications applications. This paper proposes the use of a patch antenna with two U-shaped slots to achieve dual band operation. A thick substrate helps broaden the individual bandwidths. The antenna is designed based on extensive IE3D simulation studies. A prototype antenna is fabricated and experimentally verified for the required performance.

High tuning range AlSi RF MEMS capacitors fabricated with sacrificial amorphous silicon surface micromachining

This paper reports the fabrication and electrical characterization of high tuning range AlSi RF MEMS capacitors. We present experimental results obtained by a surface micromachining process that uses dry etching of sacrificial amorphous silicon to release Al-1%Si membranes and has a low thermal budget (<450 °C) being compatible with CMOS post-processing. The proposed silicon sacrificial layer dry etching (SSLDE) process is able to provide very high Si etch rates (3-15 μm/min, depending on process parameters) with high Si: SiO2 selectivity (>10,000:1). Single- and double-air-gap MEMS capacitors, as well as some dedicated test structures needed to calibrate the electro-mechanical parameters and explore the reliability of the proposed technology, have been fabricated with the new process. S-parameter measurements from 100 MHz up to 2 GHz have shown a capacitance tuning range higher than 100% with the double-air-gap architecture. The tuning range can be enlarged with a proper DC electrical bias of the capacitor electrodes. Finally, the reported results make the proposed MEMS tuneable capacitor a good candidate for above-IC integration in communications applications. © 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

2D-lattice distributed reflector laser

A single-contact, mode-hop-free, single longitudinal mode laser operating cw under large signal modulation at 2.5 Gbit/s at room temperature was created by introducing a short etched region around the ridge-waveguide of a Fabry-Perot laser. The device could be suitable for use in extended range data communications applications.

Nonparametric mixtures of factor analyzers

The mixtures of factor analyzers (MFA) model allows data to be modeled as a mixture of Gaussians with a reduced parametrization. We present the formulation of a nonparametric form of the MFA model, the Dirichlet process MFA (DPMFA). The proposed model can be used for density estimation or clustering of high dimensiona data. We utilize the DPMFA for clustering the action potentials of different neurons from extracellular recordings, a problem known as spike sorting. DPMFA model is compared to Dirichlet process mixtures of Gaussians model (DPGMM) which has a higher computational complexity. We show that DPMFA has similar modeling performance in lower dimensions when compared to DPGMM, and is able to work in higher dimensions. ©2009 IEEE.

A double U-slot patch antenna with dual wideband characteristics

Microstrip patch antennas are strong candidates for use in many wireless communications applications. This paper proposes the use of a patch antenna with two U-shaped slots to achieve dual band operation. A thick substrate helps broaden the individual bandwidths. The antenna is designed based on extensive IE3D simulation studies. A prototype antenna is fabricated and experimentally verified for the required performance.

Millimeter-wave Beam Scanning Antennas using Liquid Crystals

Two Liquid crystal-based reflectarrays that operate at 100 GHz and 125 GHz are presented. The first prototype (100 GHz) is used to validate the modeling and the design procedure proposed for this class of antenna. Experimental validation of the beam scanning is carried out by measuring the received power in a quasi-optical test bench, which is able to rotate the receiver in the horizontal plane. These results are used to design a second prototype antenna (125 GHz) which exhibits 2D beam scanning capabilities with a large bandwidth and scanning range that is sufficient for radar and communications applications.

A Steganalysis System Utilizing Temporal Pixel Correlation Of HEVC Video

High Efficiency Video Coding (HEVC) is the most recent video codec coming after currently most popular H.264/MPEG4 codecs and has promising compression capabilities. It is conjectured that it will be a substitute for current video compression standards. However, to the best knowledge of the authors, none of the current video steganalysis methods designed or tested with HEVC video. In this paper, pixel domain steganography applied on HEVC video is targeted for the first time. Also, its the first paper that employs accordion unfolding transformation, which merges temporal and spatial correlation, in pixel domain video steganalysis. With help of the transformation, temporal correlation is incorporated into the system. Its demonstrated for three different feature sets that integrating temporal dependency substantially increased the detection accuracy.

Microstructure design of Titanate-based electroceramics

Electrocerâmicos são uma classe de materiais avançados com propriedades eléctricas valiosas para aplicações. Estas propriedades são geralmente muito dependentes da microestrutura dos materiais. Portanto, o objectivo geral deste trabalho é investigar o desenho da resposta dieléctrica de filmes espessos obtidos por Deposição Electroforética (EPD) e cerâmicos monolíticos, através do controlo da evolução da microestrutura durante a sinterização de electrocerâmicos à base de titanatos. Aplicações sem fios na indústria microelectrónica e de comunicações, em rápido crescimento, tornaram-se um importante mercado para os fabricantes de semicondutores. Devido à constante necessidade de miniaturização, redução de custos e maior funcionalidade e integração, a tecnologia de filmes espessos está a tornar-se uma abordagem de processamento de materiais funcionais cada vez mais importante. Uma técnica adequada neste contexto é EPD. Os filmes espessos resultantes necessitam de um passo subsequente de sinterização que é afectada pelo substrato subjacente, tendo este um forte efeito sobre a evolução da microestrutura. Relacionado com a miniaturização e a discriminação do sinal, materiais dieléctricos usados como componentes operando a frequências das microondas em aplicações na industria microelectrónica de comunicações devem apresentar baixas perdas dieléctricas e elevadas permitividade dieléctrica e estabilidade com a temperatura. Materiais do sistema BaO-Ln2O3- TiO2 (BLnT: Ln = La ou Nd), como BaLa4Ti4O15 (BLT) e Ba4.5Nd9Ti18O54 (BNT), cumprem esses requisitos e são interessantes para aplicações, por exemplo, em estações de base para comunicações móveis ou em ressonadores para telefones móveis, onde a miniaturização dos dispositivos é muito importante. Por sua vez, o titanato de estrôncio (SrTiO3, STO) é um ferroeléctrico incipiente com constante dieléctrica elevada e baixas perdas, que encontra aplicação em, por exemplo, condensadores de camada interna, tirando partido de fronteiras de grão altamente resistivas. A dependência da permitividade dieléctrica do campo eléctrico aplicado torna este material muito interessante para aplicações em dispositivos de microondas sintonizáveis. Materiais à base de STO são também interessantes para aplicações termoeléctricas, que podem contribuir para a redução da actual dependência de combustíveis fósseis por meio da geração de energia a partir de calor desaproveitado. No entanto, as mesmas fronteiras de grão resistivas são um obstáculo relativamente à eficiência do STO para aplicações termoeléctricas. Para além do efeito do substrato durante a sinterização constrangida, outros factores, como a presença de fase líquida, a não-estequiometria ou a temperatura de sinterização, afectam significativamente não apenas a microestrutura dos materiais funcionais, mas também a sua resposta dieléctrica. Se adequadamente compreendidos, estes factores podem ser intencionalmente usados para desenhar a microestrutura dos electrocerâmicos e, desta forma, as suas propriedades dieléctricas. O efeito da não-estequiometria (razão Sr/Ti 0.995-1.02) no crescimento de grão e resposta dieléctrica de cerâmicos de STO foi investigado neste trabalho. A mobilidade das fronteiras de grão aumenta com a diminuição da razão Sr/Ti. A resistividade do interior dos grãos e das fronteiras de grão é sistematicamente diminuída em amostras não-estequiométricas de STO, em comparação com o material estequiométrico. O efeito é muito mais forte para as fronteiras de grão do que para o seu interior. Dependências sistemáticas da não-estequiometria foram também observadas relativamente à dependência da condutividade da temperatura (muito mais afectada no caso da contribuição das fronteiras de grão), à capacitância do interior e fronteiras de grão e à espessura das fronteiras de grão. Uma anomalia no crescimento de grão em cerâmicos de STO ricos em Ti foi também observada e sistematicamente analisada. Foram detectadas três descontinuidades na dependência do tipo Arrhenius do crescimento de grão relativamente à temperatura com diminuições no tamanho de grão a temperaturas em torno de 1500, 1550 e 1605 °C. Além disso, descontinuidades semelhantes foram também observadas na dependência da energia de activação relativamente à condutividade das fronteiras de grão e na espessura das fronteiras de grão, avaliadas por Espectroscopia de Impedância. Estas notáveis coincidências suportam fortemente a formação de diferentes complexos de fronteira de grão com transições entre os regimes de crescimento de grão observados, que podem ser correlacionados com diferentes mobilidades de fronteira de grão e propriedades dieléctricas. Um modelo é sugerido, que se baseia na diminuição da fase líquida localizada nas fronteiras de grão, como o aumento da temperatura de sinterização, um cenário compatível com um fenómeno de solubilidade retrógrada, observado anteriormente em metais e semicondutores, mas não em cerâmicos. A EPD de filmes espessos de STO em substratos de folha de Pt e a sinterização constrangida dos filmes fabricados foram também preliminarmente tratadas. Filmes espessos de STO foram depositados com êxito por EPD sobre substratos de Pt e, depois de sinterizados, atingiram densidades elevadas. Um aumento da densificação e do tamanho de grão assim como o alargamento da distribuição de tamanho do grão foram observados com a diminuição da razão Sr/Ti, tal como anteriormente observado em amostras cerâmicas. Grãos equiaxiados foram observados para todas as composições, mas um certo grau de anisotropia na orientação dos poros foi detectado: os poros revelaram uma orientação vertical preferencial. Este trabalho focou-se também na sinterização constrangida do sistema BLnT (Ln = La ou Nd), nomeadamente de filmes espessos de BLT e BNT sobre substratos de folha de platina, e na relação do desenvolvimento de anisotropia microestrutural com as propriedades dieléctricas. As observações durante a sinterização constrangida foram comparadas com cerâmicos monolíticos equivalentes sinterizados livremente. Filmes espessos de BLnT (Ln = La ou Nd) com elevada densidade foram obtidos por EPD e subsequente sinterização constrangida. A anisometria cristalográfica do material em conjunto com um passo de sinterização constrangida resultou em grãos alongados e microestruturas anisotrópicas. O efeito do stress do substrato durante a sinterização constrangida originou graus mais elevados de anisotropia (grãos e poros alongados e orientação preferencial, bem como textura cristalográfica) nos filmes sinterizados relativamente aos cerâmicos equivalentes sinterizados livremente, não obstante o estado equivalente das amostras em verde. A densificação dos filmes de BLnT (Ln = La ou Nd) é retardada em comparação com os cerâmicos, mas depois de longos tempos de sinterização densidades semelhantes são obtidas. No entanto, em oposição a observações na sinterização constrangida de outros sistemas, o crescimento do grão em filmes de BLnT (Ln = La ou Nd) é favorecido pelo constrangimento causado pelo substrato. Além disso, grãos e poros alongados orientados paralelamente ao substrato foram desenvolvidos durante a sinterização constrangida de filmes espessos. Verificou-se uma forte correlação entre a evolução de grãos e poros, que começou assim que o crescimento do grão se iniciou. Um efeito da tensão do substrato no aumento do crescimento de grão, bem como um forte “Zener pinning”, origina microestruturas altamente texturizadas, o que também é observado a nível cristalográfico. Efeitos marcantes da anisotropia microestrutural foram também detectados nas propriedades dieléctricas dos filmes de BLnT (Ln = La ou Nd). Juntamente com o aumento da razão de aspecto dos grãos, do factor de orientação e do grau de textura cristalográfica, a permitividade relativa é ligeiramente diminuída e o coeficiente de temperatura da permitividade evolui de negativo para positivo com o aumento do tempo isotérmico de sinterização. Este trabalho mostra que a não-estequiometria pode ser usada para controlar a mobilidade das fronteiras de grão e, portanto, desenhar a microestrutura e as propriedades dieléctricas de electrocerâmicos à base de STO, com ênfase nas propriedades das fronteiras de grão. O papel da não-estequiometria no STO e dos complexos de fronteira de grão no desenvolvimento microestrutural é discutido e novas oportunidades para desenhar as propriedades de materiais funcionais são abertas. As observações relativamente à sinterização constrangida apontam para o efeito de tensões mecânicas desenvolvidas devido ao substrato subjacente no desenvolvimento da microestrutura de materiais funcionais. É assim esperado que a escolha adequada de substrato permitia desenhar a microestrutura de filmes espessos funcionais com desempenho optimizado. “Stress Assisted Grain Growth” (SAGG) é então proposto como uma técnica potencial para desenhar a microestrutura de materiais funcionais, originando microestruturas anisotrópicas texturizadas com propriedades desejadas.

Unterstützung der Zusammenarbeit auf dem Vorfeld von Verkehrsflughäfen

Abstract. Auf Grund der steigenden Nachfrage nach Transportleistungen im Luftverkehr ist es dringend notwendig, die Kapazität der Flughäfen zu erhöhen. Neben der Anzahl der pro Zeiteinheit möglichen Starts und Landungen spielt dabei der Durchsatz auf dem Vorfeld eine entscheidende Rolle. Bewegungen von Boden- und Luftfahrzeugen, die Flüsse von Passagieren, Gepäck und Transportgütern und das Zusammenspiel der Dienstleister auf dem Vorfeld werden von der Verkehrszentrale überwacht und koordiniert. Aufgabenanalysen haben gezeigt, dass die Verkehrszentrale einen wichtigen Knotenpunkt der Informationsflüsse auf dem Flughafen darstellt. Zur Unterstützung der Arbeit der Verkehrszentrale wurde deshalb ein Kommunikationswerkzeug entwickelt, das die unterschiedlichen Medien und Verfahren der Kommunikation vereinheitlicht.

Supporting co-operative work in apron control and resource management offices on airports

A high demand exists to increase the efficiency of present airport ground facilities and the co-ordination of traffic and services. The Traffic Office plays a crucial role in managing the airport. The main tasks of the Traffic Office is management of equipment, services, and ressources based on the flight schedule and resolving conflicts arising from deviations from the schedule. A new tool will support information exchange between Traffic Office and other facilities on the airport.