Discrimination between strain and temperature effects using first and second-order diffraction from a long period grating

We study the effects of temperature and strain on the spectra of the first and second-order diffraction attenuation bands of a single long-period grating (LPG) in step-index fibre. The primary and second-order attenuation bands had comparable strength with the second-order bands appearing in the visible and near-infra red parts of the spectrum. Using first and second-order diffraction to the eighth cladding mode a sensitivity matrix was obtained with limiting accuracy given by cross-sensitivity of ~1.19% of the measurement. The sensing scheme presented as a limiting temperature and strain resolution of ±0.7 °C and ~±25 µ.

Simultaneous measurement of strain and temperature using the first- and second-order diffraction wavelengths of Bragg gratings

A method of discriminating between temperature and strain effects in fibre sensing using a conventionally written, in-fibre Bragg grating is presented. The technique uses wavelength information from the first and second diffraction orders of the grating element to determine the wavelength dependent strain and temperature coefficients, from which independent temperature and strain measurements can be made. The authors present results that validate this matrix inversion technique and quantify the strain and temperature errors which can arise for a given uncertainty in the measurement of the reflected wavelength.

Simultaneous measurement of strain and temperature using the first- and second-order diffraction wavelengths of Bragg gratings

A method of discriminating between temperature and strain effects in fibre sensing using a conventionally written, in-fibre Bragg grating is presented. The technique uses wavelength information from the first and second diffraction orders of the grating element to determine the wavelength dependent strain and temperature coefficients, from which independent temperature and strain measurements can be made. The authors present results that validate this matrix inversion technique and quantify the strain and temperature errors which can arise for a given uncertainty in the measurement of the reflected wavelength.

Discrimination between strain and temperature effects using first and second-order diffraction from a long-period grating

We study the effects of temperature and strain on the spectra of the first and second-order diffraction attenuation bands of a single long-period grating (LPG) in step-index fibre. The primary and second-order attenuation bands had comparable strength with the second-order bands appearing in the visible and near-infra red parts of the spectrum. Using first and second-order diffraction to the eighth cladding mode a sensitivity matrix was obtained with limiting accuracy given by cross-sensitivity of ∼ 1.19% of the measurement. The sensing scheme presented as a limiting temperature and strain resolution of ± 0.7 °C and ∼ ± 25 με. © 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Diffractive variable attenuator for femtosecond laser radiation control

We present a diffractive phase variable attenuator for femtosecond laser radiation control. It allows the control of beam power up to 0.75 10 ¹³ W/cm² without introducing serious distortions in spectra and beam shape while it operates in zero order diffraction. The attenuator can operate with wavelengths from DUV to IR. © 2009 Optical Society of America.

The exclusive use of integer-order spots for LEED-IV structure analysis of adsorption systems: p(2×2)-O on Ni{111}

Two different ways of performing low-energy electron diffraction (LEED) structure determinations for the p(2 x 2) structure of oxygen on Ni {111} are compared: a conventional LEED-IV structure analysis using integer and fractional-order IV-curves collected at normal incidence and an analysis using only integer-order IV-curves collected at three different angles of incidence. A clear discrimination between different adsorption sites can be achieved by the latter approach as well as the first and the best fit structures of both analyses are within each other's error bars (all less than 0.1 angstrom). The conventional analysis is more sensitive to the adsorbate coordinates and lateral parameters of the substrate atoms whereas the integer-order-based analysis is more sensitive to the vertical coordinates of substrate atoms. Adsorbate-related contributions to the intensities of integer-order diffraction spots are independent of the state of long-range order in the adsorbate layer. These results show, therefore, that for lattice-gas disordered adsorbate layers, for which only integer-order spots are observed, similar accuracy and reliability can be achieved as for ordered adsorbate layers, provided the data set is large enough.

A estrutura a termo da taxa de juros no Brasil: testando relações de codependência de ordem zero

Este trabalho testa a existência de relações de codependência de ordem zero em spreads formados a partir da estrutura a termo da taxa de juros no Brasil. O objetivo é verificar se existem combinações lineares dos spreads que geram um processo ruído branco contemporâneo. Essas combinações lineares poderiam ser utilizadas para a previsão de taxas de juros futuras dado que desvios destas relações estáveis implicariam em um movimento futuro das taxas de juros no sentido de restabelecer o equilíbrio. O modelo de Nelson e Siegel (1987) serve de base teórica para os testes empíricos. Ao verificar a hipótese de codependência de ordem zero é possível também analisar premissas quanto aos parâmetros do modelo em relação à estrutura a termo da taxa de juros no Brasil. As evidências obtidas a partir dos resultados empíricos apontam na rejeição da hipótese de codependência de ordem zero e, consequentemente, na impossibilidade de definir as combinações lineares mencionadas. Esta constatação pode estar relacionada aos períodos de instabilidade presentes na amostra ou na existência de codependência de ordem superior a zero.

Migração 3-D Kirchhoff-Gaussian-Beam (KGB) pré-empilhamento no domínio da profundidade

O Feixe Gaussiano (FG) é uma solução assintótica da equação da elastodinâmica na vizinhança paraxial de um raio central, a qual se aproxima melhor do campo de ondas do que a aproximação de ordem zero da Teoria do Raio. A regularidade do FG na descrição do campo de ondas, assim como a sua elevada precisão em algumas regiões singulares do meio de propagação, proporciona uma forte alternativa na solução de problemas de modelagem e imageamento sísmicos. Nesta Tese, apresenta-se um novo procedimento de migração sísmica pré-empilhamento em profundidade com amplitudes verdadeiras, que combina a flexibilidade da migração tipo Kirchhoff e a robustez da migração baseada na utilização de Feixes Gaussianos para a representação do campo de ondas. O algoritmo de migração proposto é constituído por dois processos de empilhamento: o primeiro é o empilhamento de feixes (“beam stack”) aplicado a subconjuntos de dados sísmicos multiplicados por uma função peso definida de modo que o operador de empilhamento tenha a mesma forma da integral de superposição de Feixes Gaussianos; o segundo empilhamento corresponde à migração Kirchhoff tendo como entrada os dados resultantes do primeiro empilhamento. Pelo exposto justifica-se a denominação migração Kirchhoff-Gaussian-Beam (KGB). As principais características que diferenciam a migração KGB, durante a realização do primeiro empilhamento, de outros métodos de migração que também utilizam a teoria dos Feixes Gaussianos, são o uso da primeira zona de Fresnel projetada para limitar a largura do feixe e a utilização, no empilhamento do feixe, de uma aproximação de segunda ordem do tempo de trânsito de reflexão. Como exemplos são apresentadas aplicações a dados sintéticos para modelos bidimensionais (2-D) e tridimensionais (3-D), correspondentes aos modelos Marmousi e domo de sal da SEG/EAGE, respectivamente.

Migração Kirchhoff pré-empilhamento em profundidade modificada usando o operador de feixes gaussianos

A teoria dos feixes gaussianos foi introduzida na literatura sísmica no início dos anos 80 por pesquisadores russos e tchecos, e foi originalmente utilizada no cálculo do campo de ondas eletromagnéticas, baseado na teoria escalar da difração. Na teoria dos feixes gaussianos, o campo de ondas sísmicas é obtido por uma integral, cujo o integrando é constituído de duas partes, a saber: (1) as amplitudes dos campos das ondas na vizinhança do ponto de observação e (2) a função fase de cada um desses campos de ondas, que neste caso é representada por um tempo de trânsito paraxial complexo. Como ferramenta de imageamento, mais precisamente como operador de migração, os primeiros trabalhos usando feixes gaussianos datam do final da década de 80 e início dos anos 90. A regularidade dos campos de ondas descritos pelos feixes gaussianos, além de sua alta precisão em regiões singulares do modelo de velocidades, tornaram o uso de feixes gaussianos como uma alternativa híbrida viável para a migração. Nesse trabalho, unimos a flexibilidade da migração tipo Kirchhoff em profundidade em verdadeira amplitude com a regularidade da descrição do campo de ondas, representado pela sobreposição de feixes gaussianos. Como forma de controlar de forma estável quantidades usadas na construção de feixes gaussianos, utilizamos informações advindas do volume de Fresnel, mais precisamente a zona de Fresnel ao redor do ponto de reflexão e a zona de Fresnel projetada, localizada ao redor do ponto de registro do sismograma e cuja a informação se encontra nas curvas de reflexão de dados sísmico. Nosso processo de migração pode ser chamado como uma migração Kirchhoff em verdadeira amplitude usando um operador de feixes gaussianos.

Análise do efeito da discretização do modelo de velocidades nas migrações Kirchhoff e Kirchhoff-Gaussian- Beam 2D pré-empilhamento em profundidade

O Feixe Gaussiano (FG) é uma solução assintótica da equação da elastodinâmica na vizinhança paraxial de um raio central, a qual se aproxima melhor do campo de ondas do que a aproximação de ordem zero da Teoria do Raio. A regularidade do FG na descrição do campo de ondas, assim como a sua elevada precisão em algumas regiões singulares do meio de propagação, proporciona uma forte alternativa no imageamento sísmicos. Nesta dissertação, apresenta-se um novo procedimento de migração sísmica pré-empilhamento em profundidade com amplitudes verdadeiras, que combina a flexibilidade da migração tipo Kirchhoff e a robustez da migração baseada na utilização de Feixes Gaussianos para a representação do campo de ondas. O algoritmo de migração proposto é constituído por dois processos de empilhamento: o primeiro é o empilhamento de feixes (“beam stack”) aplicado a subconjuntos de dados sísmicos multiplicados por uma função peso definida de modo que o operador de empilhamento tenha a mesma forma da integral de superposição de Feixes Gaussianos; o segundo empilhamento corresponde à migração Kirchhoff tendo como entrada os dados resultantes do primeiro empilhamento. Pelo exposto justifica-se a denominação migração Kirchhoff-Gaussian-Beam (KGB).Afim de comparar os métodos Kirchhoff e KGB com respeito à sensibilidade em relação ao comprimento da discretização, aplicamos no conjunto de dados conhecido como Marmousi 2-D quatro grids de velocidade, ou seja, 60m, 80m 100m e 150m. Como resultado, temos que ambos os métodos apresentam uma imagem muito melhor para o menor intervalo de discretização da malha de velocidade. O espectro de amplitude das seções migradas nos fornece o conteúdo de frequência espacial das seções das imagens obtidas.

Multifunction hexagonal liquid-crystal containing modified surface TiO2 nanoparticles and terpinen-4-ol for controlled release

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Au@Hg nanoalloy formation through direct amalgamation: Structural, spectroscopic, and computational evidence for slow nanoscale diffusion

Dynamic core-shell nanoparticles have received increasing attention in recent years. This paper presents a detailed study of Au-Hg nanoalloys, whose composing elements show a large difference in cohesive energy. A simple method to prepare Au@Hg particles with precise control over the composition up to 15 atom% mercury is introduced, based on reacting a citrate stabilized gold sol with elemental mercury. Transmission electron microscopy shows an increase of particle size with increasing mercury content and, together with X-ray powder diffraction, points towards the presence of a core-shell structure with a gold core surrounded by an Au-Hg solid solution layer. The amalgamation process is described by pseudo-zero-order reaction kinetics, which indicates slow dissolution of mercury in water as the rate determining step, followed by fast scavenging by nanoparticles in solution. Once adsorbed at the surface, slow diffusion of Hg into the particle lattice occurs, to a depth of ca. 3 nm, independent of Hg concentration. Discrete dipole approximation calculations relate the UV-vis spectra to the microscopic details of the nanoalloy structure. Segregation energies and metal distribution in the nanoalloys were modeled by density functional theory calculations. The results indicate slow metal interdiffusion at the nanoscale, which has important implications for synthetic methods aimed at core-shell particles.

Bond orientational order, molecular motion, and free energy of high-density DNA mesophases.

By equilibrating condensed DNA arrays against reservoirs of known osmotic stress and examining them with several structural probes, it has been possible to achieve a detailed thermodynamic and structural characterization of the change between two distinct regions on the liquid-crystalline phase diagram: (i) a higher density hexagonally packed region with long-range bond orientational order in the plane perpendicular to the average molecular direction and (ii) a lower density cholesteric region with fluid-like positional order. X-ray scattering on highly ordered DNA arrays at high density and with the helical axis oriented parallel to the incoming beam showed a sixfold azimuthal modulation of the first-order diffraction peak that reflects the macroscopic bond-orientational order. Transition to the less-dense cholesteric phase through osmotically controlled swelling shows the loss of this bond orientational order, which had been expected from the change in optical birefringence patterns and which is consistent with a rapid onset of molecular positional disorder. This change in order was previously inferred from intermolecular force measurements and is now confirmed by 31P NMR. Controlled reversible swelling and compaction under osmotic stress, spanning a range of densities between approximately 120 mg/ml to approximately 600 mg/ml, allow measurement of the free-energy changes throughout each phase and at the phase transition, essential information for theories of liquid-crystalline states.

Broadly tunable quantum-dot based ultra-short pulse laser system with different diffraction grating orders

A broadly tunable quantum-dot based ultra-short pulse master oscillator power amplifier with different diffraction grating orders as an external-cavity resonance feedback is studied. A broader tuning range, narrower optical spectra as well as higher peak power spectal density (maximun of 1.37 W/nm) from the second-order diffraction beam are achieved compared to those from the first-order diffraction beam in spite of slightly broader pulse duration from the secondorder diffraction. © The Institution of Engineering and Technology 2013.

The Applicability Of Ordered Mesoporous Sba-15 And Its Hydrophobic Glutaraldehyde-bridge Derivative To Improve Ibuprofen-loading In Releasing System.

The mesoporous SBA-15 silica with uniform hexagonal pore, narrow pore size distribution and tuneable pore diameter was organofunctionalized with glutaraldehyde-bridged silylating agent. The precursor and its derivative silicas were ibuprofen-loaded for controlled delivery in simulated biological fluids. The synthesized silicas were characterized by elemental analysis, infrared spectroscopy, (13)C and (29)Si solid state NMR spectroscopy, nitrogen adsorption, X-ray diffractometry, thermogravimetry and scanning electron microscopy. Surface functionalization with amine containing bridged hydrophobic structure resulted in significantly decreased surface area from 802.4 to 63.0 m(2) g(-1) and pore diameter 8.0-6.0 nm, which ultimately increased the drug-loading capacity from 18.0% up to 28.3% and a very slow release rate of ibuprofen over the period of 72.5h. The in vitro drug release demonstrated that SBA-15 presented the fastest release from 25% to 27% and SBA-15GA gave near 10% of drug release in all fluids during 72.5 h. The Korsmeyer-Peppas model better fits the release data with the Fickian diffusion mechanism and zero order kinetics for synthesized mesoporous silicas. Both pore sizes and hydrophobicity influenced the rate of the release process, indicating that the chemically modified silica can be suggested to design formulation of slow and constant release over a defined period, to avoid repeated administration.