Dissertations / Theses on the topic 'Spectral Stabilization'

In this thesis the finite and spectral element methods (FEM and SEM, respectively) applied to problems in atmospheric simulations are explored through the common thread of Variational Multiscale Stabilization (VMS). This effort is justified by three main reasons. (i) the recognized need for new solvers that can efficiently execute on massively parallel architectures ¿a spreading framework in most fields of computational physics in which numerical weather prediction (NWP) occupies a prominent position. Element-based methods (e.g. FEM, SEM, discontinuous Galerkin) have important advantages in parallel code development; (ii) the inherent flexibility of these methods with respect to the geometry of the grid makes them a great candidate for dynamically adaptive atmospheric codes; and (iii) the localized diffusion provided by VMS represents an improvement in the accurate solution of multi-physics problems where artificial diffusion may fail. Its application to atmospheric simulations is a novel approach within a field of research that is still open. First, FEM and VMS are described and derived for the solution of stratified low Mach number flows in the context of dry atmospheric dynamics. The validity of the method to simulate stratified flows is assessed using standard two- and three-dimensional benchmarks accepted by NWP practitioners. The problems include thermal and gravity driven simulations. It will be shown that stability is retained in the regimes of interest and a numerical comparison against results from the the literature will be discussed. Second, the ability of VMS to stabilize the FEM solution of advection-dominated problems (i.e. Euler and transport equations) is taken further by the implementation of VMS as a stabilizing tool for high-order spectral elements with advection-diffusion problems. To the author¿s knowledge, this is an original contribution to the literature of high order spectral elements involved with transport in the atmosphere. The problem of monotonicity-preserving high order methods is addressed by combining VMS-stabilized SEM with a discontinuity capturing technique. This is an alternative to classical filters to treat the Gibbs oscillations that characterize high-order schemes. To conclude, a microphysics scheme is implemented within the finite element Euler solver, as a first step toward realistic atmospheric simulations. Kessler microphysics is used to simulate the formation of warm, precipitating clouds. This last part combines the solution of the Euler equations for stratified flows with the solution of a system of transport equations for three classes of water: water vapor, cloud water, and rain. The method is verified using idealized two- and three-dimensional storm simulations.
En esta tesis los métodos de elementos finitos y espectrales (FEM - finite element method y SEM- spectral element method, respectivamente), aplicados a los problemas de simulaciones atmosféricas, se exploran a través del método de estabilización conocidocomo Variational Multiscale Stabilization (VMS). Tres razones fundamentales justifican este esfuerzo: (i) la necesidad de tener nuevos métodos de solución de las ecuaciones diferenciales a las derivadas parciales usando máquinas paralelas de gran escala –un entorno en expansión en muchos campos de la mecánica computacional, dentro de la cual la predicción numérica de la dinámica atmosférica (NWP-numerical weather prediction)representa una aplicación importante. Métodos del tipo basado en elementos(por ejemplo, FEM, SEM, Galerkin discontinuo) presentan grandes ventajas en el desarrollo de códigos paralelos; (ii) la flexibilidad intrínseca de tales métodos respecto a lageometría de la malla computacional hace que esos métodos sean los candidatos ideales para códigos atmosféricos con mallas adaptativas; y (iii) la difusión localizada que VMSintroduce representa una mejora en las soluciones de problemas con física compleja en los cuales la difusión artificial clásica no funcionaría. La aplicación de FEM o SEM con VMS a problemas de simulaciones atmosféricas es una estrategia innovadora en un campo de investigación abierto. En primera instancia, FEM y VMS vienen descritos y derivados para la solución de flujos estratificados a bajo número de Mach en el contexto de la dinámica atmosférica. La validez del método para simular flujos estratificados es verificada por medio de test estándar aceptado por la comunidad dentro del campo deNWP. Los test incluyen simulaciones de flujos térmicos con efectos de gravedad. Se demostrará que la estabilidad del método numérico se preserva dentro de los regímenesde interés y se discutirá una comparación numérica de los resultados frente a aquellos hallados en la literatura. En segunda instancia, la capacidad de VMS para estabilizarmétodos FEM en problemas de advección dominante (i.e. ecuaciones de Euler y ecuaciones de transporte) se implementa además en la solución a elementos espectrales de alto orden en problemas de advección-difusión. Hasta donde el autor sabe, esta es una contribución original a la literatura de métodos basados en elementos espectrales en problemas de transporte atmosférico. El problema de monotonicidad con métodos de alto orden es tratado mediante la combinación de SEM+VMS con una técnica de shockcapturing para un mejor tratamiento de las discontinuidades. Esta es una alternativa a los filtros que normalmente se aplican a SEM para eilminar las oscilaciones de Gibbsque caracterizan las soluciones de alto orden. Como último punto, se implementa un esquema de humedad acoplado con el núcleo en elementos finitos; este es un primer paso hacia simulaciones atmosféricas más realistas. La microfísica de Kessler se emplea para simular la formación de nubes y tormentas cálidas (warm clouds: no permite la formación de hielo). Esta última parte combina la solución de las ecuaciones de Eulerpara atmósferas estratificadas con la solución de un sistema de ecuaciones de transporte de tres estados de agua: vapor, nubes y lluvia. La calidad del método es verificadautilizando simulaciones de tormenta en dos y tres dimensiones.

L'imagerie médicale optique est limitée par la perte de résolution spatiale due à la diffusion des tissus biologiques. L'imagerie acousto-optique permet de palier à ce problème car elle utilise à la fois de lumière et des ondes ultrasonores. Par conséquent elle donne accès au contraste optique local en profondeur dans les tissus biologiques avec la résolution submillimétrique des ultrasons. Diverses méthodes interférométriques ont été développées pour détecter le signal acousto-optique, mais elles ne sont pas adaptées à l'imagerie in vivo. Au cours de cette thèse nous avons développé un filtre spectral intrinsèquement robuste à une mise en œuvre in vivo et capable de filtrer le signal de photons marqués. Ce filtre est basé sur le phénomène de creusement spectral, il est réalisé dans un cristal de grenat d'yttrium aluminium dopé au thulium (Tm:YAG) sous champ magnétique. Le manuscrit décrit d'abord la caractérisation du filtre spectral en condition d'imagerie. Ensuite nous présentons le montage expérimental qui a permis d' imager un gel diffusant simulant un tissu biologique. Dans la suite nous avons changé le laser principal et nous l'avons asservi en fréquence dans le but d'augmenter le niveau de maturation de la technologie. Enfin, la dernière partie du manuscrit détaille comment l'expérience a été compactée pour être apportée à un laboratoire pharmaceutique afin de lancer une campagne d'imagerie in vivo
Optical imaging for Medicine is limited by the spatial resolution loss due to light scattering in turbid media. A hybrid imaging method called ultrasound optical tomography can overcome this botteneck. Indeed the simultaneous use of light and ultrasound gives access to optical contrast in depth within scattering medium with the ultrasounds resolution. Several interferometric methods have been developed in order to detect an acousto-optic signal. However, none of them is adapted to in vivo imaging. For this reason a filter created with spectral hole burning is of special interest. This thesis presents the development of an ultra-narrow filter based on spectral hole burning in a thulium doped yttrium aluminum garnet crystal (Tm:YAG) under magnetic field. The first part of the manuscript describes the characterization of the filter in the imaging setup. Next, the actual imaging of a scattering gel is described. The following part presents the change of the main laser and its frequency stabilization for technological maturation. The last part of the manuscript details how the experiment have been compacted to be bring in a pharmacetical laboratory in order to launch in vivo imaging trials

Cette thèse est consacrée à l'étude de la stabilisation de certains systèmes localement couplés. Tout d'abord, nous étudions la stabilité d'équations d'onde couplées unidimensionnelles avec deux amortissements visqueux intérieurs non lisses où nous établissons une stabilité exponentielle. Dans un second temps, nous étudions la stabilisation d'équations d'onde localement couplées avec un seul amortissement viscoélastique interne de type Kelvin-Voigt. L'amortissement et les coefficients de couplage ne sont pas lisses. En utilisant une approche spectrale, nous démontrons la stabilité non uniforme du système. Ensuite, en utilisant une approche dans le domaine fréquentiel, combinée à une technique de multiplicateur par morceaux et à la construction d'un nouveau multiplicateur satisfaisant quelques équations différentielles ordinaires, nous montrons que l'énergie de la solution lisse du système décroît polynomiale. Troisièmement, nous étudions la décroissance énergétique de systèmes hyperboliques de type onde-onde, onde-Euler Bernoulli et faisceau-faisceau. En effet, les deux équations sont couplées par liaison limite avec un seul amortissement fractionnaire Kelvin Voigt localisé non lisse. Nous établissons un taux de décroissance d'énergie polynomial. Enfin, nous étudions la stabilité d'un système multidimensionnel de deux équations d'onde couplées par des vitesses avec un seul amortissement Kelvin-Voigt localisé non lisse. En utilisant une analyse spectrale, nous prouvons la stabilité non uniforme du système. Nous établissons des résultats de stabilité polynomiale en considérant différentes conditions géométriques sur les domaines de couplage et d'amortissement
This thesis is devoted to study the stabilization of some locally coupled systems. First, we study the stability of a one-dimensional coupled wave equations with two interior non smooth viscous dampings where we establish exponential stability. Second, we study the stabilization of a locally coupled wave equations with only one internal viscoelastic damping of Kelvin-Voigt type. Both the damping and the coupling coefficients are non smooth. Using a spectrum approach, we prove the non-uniform stability of the system. Next, using a frequency domain approach, combined with a piecewise multiplier technique and the construction of a new multiplier satisfying some ordinary differential equations, we show that the energy of the smooth solution of the system decays polynomially. Third, we investigate the energy decay of hyperbolic systems of wave-wave, wave-Euler Bernoulli beam and beam-beam types. Indeed, the two equations are coupled through boundary connection with only one localized non smooth fractional Kelvin Voigt damping. We establish a polynomial energy decay rate. Finally, we study the stability of a multidimensional system of two wave equations coupled by velocities with only one localized non-smooth Kelvin-Voigt damping. By using a spectral analysis, we prove the non uniform stability of the system. Further, using a frequency domain approach combined with a multiplier technique, we establish some polynomial stability results by considering different geometric conditions on the coupling and the damping domains. In addition, in the absence of any geometric condition, we establish two polynomial energy decay rates of the system on a square domain

Au cours de dix dernières années la science aux attoseconde ou Physique au champ-fort a été l’objet d’un fort développement. La production d’impulsions laser énergétiques de courte durée à haute cadence et stabilisées en CEP constitue la première étape pour accéder aux dynamiques ultra-rapides caractérisant l’interaction de la matière avec une source de lumière cohérente, intense et ultra-rapide. Le travail de cette thèse consiste à améliorer globalement les performances d’un système laser Ti:Sa à haute cadence optimisé pour la génération des impulsions attoseconde. Nous avons développé une nouvelle configuration de cavité régénérative fonctionnant à 10 kHz qui permet une meilleure gestion des effets thermiques dans le cristal. En sortie de l’amplificateur les impulsions atteignent des valeurs de puissance de 5 W en bande étroite (35 fs), ou 2.7 W en bande spectrale large permettant une compression des impulsions proche de 17 fs. La CEP des impulsions en sortie d’amplificateur a été stabilisée ; le bruit résiduel mesuré tir-à-tir est de 210 mrad pendant trois heures.L’amplificateur peut supporter également le fonctionnement en mode accordable, en sélectionnant des spectres de 30 à 40 nm de largeur à mi-hauteur et en accordant leur longueur d’onde centrale dans une gamme de 80 nm autour de 800 nm. Nous avons conçu et mis en fonctionnement un amplificateur multi-passages non-cryogéné à imagerie par lentille thermique pour accroître la puissance des impulsions jusqu’à 10 W à une cadence de 1 kHz. Le régime de forte saturation d’amplificateur garantit une variation négligeable (±3% pic à pic) de la puissance des impulsions en sortie du module, face à une variation importante de la puissance en entrée (±25% pic à pic) sur la bande spectrale accordable. L’amplification peut encore être plus importante grâce à une ligne d’amplification à refroidissement cryogénique, qui permet d’atteindre des puissances au niveau TW, à la cadence de 1 kHz, tout en maintenant un régime de courte durée (17.5 fs) et stabilité en CEP (350 mrad de bruit résiduel tir-à-tir). Nous proposons aussi une étude des sources de bruit de CEP dans les modules hautement dispersifs: nous avons conçu une nouvelle approche numérique sur la base d’un logiciel de tracé de rayon commercial (Zemax) pour évaluer les variations de CEP dans les modules contenant réseaux de diffraction
The last decade has seen a lot of progress in attosecond science or in strong field physics. Generating energetic, few-cycle laser pulses with stabilized Carrier-Envelope Phase at high repetition rate constitutes the first step to access the ultra-fast dynamics underlying the interaction of matter with intense, ultrashort coherent light source. The work of this thesis consists in globally improving the performances of a high repetition rate Ti:Sa laser system optimized for attosecond science. We present an original 10 kHz Ti:Sa CPA laser based on an newlydesigneddouble-crystal cavity for thermal lensing management. The amplifier delivers up to 5 W in narrow band mode (35 fs pulses), or 2.7 W in broad band mode, supporting 17 fs pulses after temporal compression. We demonstrate shot-to-shot CEP stabilization with a remaining noise of 210 mrad over three hours at the front-end output. In parallel to the short pulse duration operation mode, it is possible to use the front end in a wavelength tunability mode within a 80 nm range around 800 nm, with a resolution of 1 nm and 30 to 40 nm of bandwidth. We designed and demonstrated a complete water-cooled lens-less multipass amplifier using thermal lensing for modeadaptation boosting the pulse energy up to 10mJ at 1 kHz repetition rate (up to 10 W). The saturation regime of the amplifier ensures negligible variation (±3% peak to peak) of the output power for significant variation of the input power (±25% peak to peak) over the tunability range. The energy scalability of the front-end is demonstrated by coupling its output to cryogenically cooled amplifier, delivering 1 kHz, TW-class pulses at 17.5 fs and CEP stabilized with a residual noise of 350 mrad. A study of CEP noise sources in high dispersive module is also addressed, proposing a numerical approach based on a commercial ray-tracing software (Zemax) for predicting CEP fluctuation in grating based modules

Les peignes de fréquences optiques, issus de diodes à blocage de modes, font partie des candidats potentiels pour les réseaux de transmission à multiplexage en longueurs d’onde (WDM). Cependant, les modes composant leur peigne, exhibent généralement des largeurs de raie optiques relativement élevées ( 1-100 MHz), rendant ainsi incompatible leur utilisation sur un réseau WDM employant des formats de modulation avancés d’ordre supérieur. Cette thèse étudie, une solution pour palier à cette limitation. La technique utilisée, dite d’asservissement à correction aval hétérodyne, effectue un traitement du flux lumineux en sortie du laser sans agir sur ce dernier, permettant de réduire le bruit de fréquence présent sur chacune des raies et par conséquent leur largeur de raie optique. Dans une première approche, la technique est appliquée à un laser mono-fréquence. Cela a permis d’une part de valider son fonctionnement et d’autre part d’identifier les limites intrinsèques du dispositif expérimental mis en place. Ainsi, nous démontrons que le niveau de bruit de fréquence minimum permis par notre système, correspond à un spectre optique de largeur de raie optique instantanée de 50 Hz et une largeur de raie de 1,6 kHz pour un temps d’observation de 10 ms. La technique est par la suite appliquée à une diode à blocage de modes actif. Le peigne de fréquences optiques ainsi généré, est composé de 21 modes, ayant tous une largeur de raie optique intrinsèque inférieure à 7 kHz, dont 9 modes sont sub-kHz. Pour un temps d’observation du spectre optique de 10 ms, ces modes exhibent tous une largeur de raie d’environ 37 kHz. Nous démontrons ainsi l’impact de la gigue d’impulsions sur les performances de la technique et nous soulignons l’intérêt d’une telle cohérence, pour le domaine des télécommunications optiques cohérentes (transmissions WDM cohérentes de type m-QAM avec des constellations d’ordre élevé, compatibles avec des débits multi-Tbit/s par raie). En dernier lieu, nous abordons une seconde technique consistant à pré-stabiliser la fréquence d’un laser par asservissement en boucle fermée. Elle repose sur l’utilisation d’un interféromètre à fibre déséquilibré comme référence pour réduire le bruit de fréquence d’un laser, situé particulièrement en basses fréquences. Appliquée à un laser mono-fréquence, elle a permis de réduire son bruit de fréquence technique conduisant ainsi à une nette amélioration de sa largeur de raie intégrée sur 3 ms, de 224 kHz à 37 kHz. Ce premier résultat représente un bon support vers l’exploration du potentiel des diodes à blocage de modes pour des applications métrologiques
Optical frequency combs obtained from mode-locked laser diodes are potential candidates for WDM networks. However, their lines exhibit usually a broad optical linewidth ( 1-100 MHz). Thus their use is incompatible for high order modulation formats WDM based systems. This thesis investigates one solution to overcome this limitation. It consists of using a feed-forward heterodyne technique to reduce the frequency noise of each comb-line and consequently their optical linewidths. In a first approach, the technique is applied to a single-mode laser. This allowed us to validate its proper working and to identify the intrinsic limits of the experimental device set up. The latter analysis enabled us to reveal that the minimum achievable frequency noise level by our system, corresponds to a 50 Hz intrinsic optical linewidth spectrum and a 1,6 kHz optical linewidth based on 10 ms observation time. This technique is then applied to an actively mode-locked laser diode demonstrating, at our system output, a 21-line optical frequency comb with intrinsic optical linewidths reduced to below 7 kHz. It is worth noting that 9 among them, exhibit sub-kHz linewidths. For an observation time of 10 ms, all lines share the same optical linewidth, almost equal to 37 kHz. We thus show that the timing jitter impacts the technique performances. We also highlight the relevance of such coherence level for coherent optical communication. Lastly, we study a laser frequency pre-stabilization technique based on a locking to an unbalanced fiber interferometer. When applied to a single-mode laser, the technique showed a reduction of its technical frequency noise, thus leading to a clear improvement of its integrated optical linewidth from 224 kHz to 37 kHz for 3 ms observation time. This first result provides a good support towards the exploration of mode-locked laser diodes potential for metrological applications

Dans cette thèse nous considérons l’équation des ondes amorties vectorielle sur une variété riemannienne compacte, lisse et sans bord. L’amortisseur est ici une fonction lisse allant de la variété dans l’espace des matrices hermitiennes de taille n. Les solutions de cette équation sont donc à valeurs vectorielles. Nous commençons dans un premier temps par calculer le meilleur taux de décroissance exponentiel de l’énergie en fonction du terme d’amortissement. Ceci nous permet d’obtenir une condition nécessaire et suffisante la stabilisation forte de l’équation des ondes amorties vectorielle. Nous mettons aussi en évidence l’apparition d’un phénomène de sur-amortissement haute fréquence qui n’existait pas dans le cas scalaire. Dans un second temps nous nous intéressons à la répartition asymptotique des fréquences propres de l’équation des ondes amorties vectorielle. Nous démontrons que, à un sous ensemble de densité nulle près, l’ensemble des fréquences propres est contenu dans une bande parallèle à l’axe imaginaire. La largeur de cette bande est déterminée par les exposants de Lyapunov d’un système dynamique défini à partir du coefficient d’amortissement
In this thesis we are considering the vectorial damped wave equation on a compact and smooth Riemannian manifold without boundary. The damping term is a smooth function from the manifold to the space of Hermitian matrices of size n. The solutions of this équation are thus vectorial. We start by computing the best exponential energy decay rate of the solutions in terms of the damping term. This allows us to deduce a sufficient and necessary condition for strong stabilization of the vectorial damped wave equation. We also show the appearance of a new phenomenon of high-frequency overdamping that did not exists in the scalar case. In the second half of the thesis we look at the asymptotic distribution of eigenfrequencies of the vectorial damped wave equation. Were show that, up to a null density subset, all the eigenfrequencies are in a strip parallel to the imaginary axis. The width of this strip is determined by the Lyapunov exponents of a dynamical system defined from the damping term

vii, 34 p. A print copy of this thesis is available through the UO Libraries. Search the library catalog for the location and call number.
We study the Bousfield localization functors known as [Special characters omitted], as described in [MahS]. In particular we would like to understand how they interact with suspension and how they stabilize. We prove that suitably connected [Special characters omitted]-acyclic spaces have suspensions which are built out of a particular type n space, which is an unstable analog of the fact that [Special characters omitted]-acyclic spectra are built out of a particular type n spectrum. This theorem follows Dror-Farjoun's proof in the case n = 1 with suitable alterations. We also show that [Special characters omitted] applied to a space stabilizes in a suitable way to [Special characters omitted] applied to the corresponding suspension spectrum.
Committee in charge: Hal Sadofsky, Chairperson, Mathematics; Arkady Berenstein, Member, Mathematics; Daniel Dugger, Member, Mathematics; Dev Sinha, Member, Mathematics; William Rossi, Outside Member, English

Dans la première partie de ce mémoire, on s’attache à l’obtention d’Inégalités de Carleman elliptiques pour des opérateurs d’ordre deux au bord pour des conditions dites de Ventcel. Dans une seconde partie, on démontre une Inégalité adaptée aux multi-interfaces, pour des opérateurs elliptiques d’ordre quelconque, sous la condition classique de sous-ellipticité de Hörmander, ainsi que sous une condition de compatibilité entre les opérateurs sur la multi-interface et l’intérieur, dite de recouvrement. Cette condition généralise la condition de Lopatinskii. Enfin, dans une troisième partie, on s’intéresse à la contrôlabilté de l’équation de la chaleur et la stabilisation faible de l’équation des ondes dans des domaines polygonaux
In the first part of this thesis, we derive elliptic Carleman estimates for second-order operators with Ventcel boundary conditions. In the second part, we prove a proper estimate near multi-interfaces for elliptic operatorsof any order, under the classical sub-ellipticity condition of Hörmander and under a compatibility condition between the operators in the interior and at the multi-interface, called the covering condition. This condition is a generalization of the well-known Lopatinskii condition. Finally, in the third part, we focus on controllability properties of the heat equation, and stabilization properties of the wave equation for polygonal domains, with mixed boundary conditions

Les développements de deux spéctromètres de saturation à ultra-haute résolution dans le domaine infrarouge, l'un dans la région spectrale 9-12 mu m et l'autre accordable de 2,3 a 3,2 mu m sont exposés en detail. La stabilisation en fréquence d'un laser à CO(2) conventionnel ou guide d'ondes au niveau de la dizaine de hertz ainsi que l'obtention d'une stabilité meilleure que 1 khz pour le laser à centres colores soulignent le role cle de ces oscillateurs dans la chaine de raccordement de fréquence de l'horloge à cesium vers le domaine visible. L'étude des interactions hyperfines est presentée dans le cas des molécules diatomiques héteronucleaires (hf) et des toupies spheriques du groupe ponctuel O(h) (sf(6)). Grace a l'enregistrement de structures hyperfines tres bien resolues, de nombreux effets ont etes mis en evidence et interpretes à l'aide du formalisme tensoriel (dans le groupe (l)o(3) x O(h)) en particulier : l'interaction de spin-vibration (bande upsilon (3) de sf(6)), les mélanges d'états de types de symétrie differents (sf(6)), les corrections ro-vibrationnelles à l'interaction de spin-rotation (hf et sf(6)), les structures superhyperfines (sf(6))

Le développement de catalyseurs de la réaction de dégagement de l’oxygène (OER) pour les électrolyseurs à membrane échangeuse de protons (PEM) dépend de la compréhension du mécanisme de cette réaction. Cette thèse est consacrée à l'application de la spectroscopie d’émission de photoélectrons induits par rayons X (XPS) et de la spectroscopie de structure près du front d'absorption de rayons X (NEXAFS) operando sous une pression proche de l'ambiante (NAP) dans le but d’étudier les mécanismes de la réaction d’oxydation de l’eau sur des anodes à base d’iridium et de ruthénium et leurs dégradation dans les conditions de la réaction. Cette thèse montre les mécanismes différents de la réaction OER pour les anodes à base d’Ir et de Ru impliquant respectivement des transitions anioniques (formation d’espèce OI- électrophile) ou cationiques (formation des espèces de Ru avec l’état d'oxydation supérieur à IV) quelle que soit la nature (thermique ou électrochimique) des oxydes
Development of oxygen evolution reaction (OER) catalysts for proton exchange membrane water electrolysis technology depends on the understanding of the OER mechanism. This thesis is devoted to the application of near-ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy (NAP-XPS) and near edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) techniques for operando investigation of the Ir, Ru - based anodes. For Ru-based systems, we observe the potential-induced irreversible transition of Ru (IV) from an anhydrous to a hydrated form, while the former is stabilized in the presence of Ir. Regarding single Ir-based anodes, the analysis of O K edge spectra reveals formation of electrophilic oxygen OI- as an OER intermediate. Higher stability of Ir catalysts supported on antimony-doped tin oxide (ATO) is related to their lower oxidation. This work demonstrates different OER mechanisms on Ir, Ru-based anodes involving anion and cation red-ox chemistry, correspondingly, regardless the oxide nature

This masters project describes properties and primary parameters of active function blocks (OPA, VCA, OTA, CFA, CC) usable in construction of harmonic oscillators. Basic principles of harmonic generators, especially feedback oscillators, are introduced. In next section are presented five particular schematics of harmonic tuned oscillators. For this oscillators are indicated basic formulas, essential qualities performed by simulations and results of sensitivity and tolerance analysis. In the last part of diploma thesis there are selected three circuits which are made and their features are measured.

The spectral element method is used to obtain 3D, time-dependent solutions for a thermocapillary driven liquid bridge with magnetic stabilization, which arises from the float-zone crystal growth process. The methods and implementation of the general, in-house developed fluid flow and heat transfer spectral element solver are discussed and the code is benchmarked. This work compares three-dimensional, time-dependent results to perturbations predicted by linear stability theory for the full-zone problem with Prandtl number of 0.02. Critical points, mode numbers, and azimuthal velocity perturbations are matched for the instabilities. Additionally, the simulations extend the study beyond the initial bifurcation point to find modal competition between two steady modes for the zero magnetic field case. Applying an axial magnetic field damps the perturbations and delays instabilities, providing a quiescent interior region that is conducive to growing defect free, uniform composition crystals. Weak magnetic fields are shown to remove the modal competition that leads to undesirable, time-dependent flow with mode switching.

博士
國立中央大學
光電科學研究所
100
Because of the rapid development in solid-state light technology, the luminescence efficiency of LEDs has been grown up from 50 lm/W in 2009 to 250 lm/W in 2008. LEDs have an extreme potential for future lighting. Besides, combining with the second optics component designed by the light distribution of LEDs, there are all kinds of LEDs products, such as car headlamp, light module for medical treatment, streetlight, and bike lamp etc. However, light emission properties of LEDs, for example light power and chromaticity, would be changed as the operation time goes by. The major factor caused this phenomenon is heat arisen from LEDs under electric current driving. Thus, how to effectively evaluate and manage the thermal effect to achieve an expected luminescence efficiency, is one of most important topics in LED lighting technology. In this dissertation, an accurate model for LEDs’ emission spectra dependent on electric driving current and junction temperature is developed. Based on this emission-spectra model, light-emission characteristics of LEDs could be clearly described under different electric driving conditions, such as light power, light chromaticity and color temperature. And, in this dissertation, an effective method for stabilization on emission spectra of LEDs is proposed. Under this controlled method, light-emission characteristics could be stabilized on a steady state, and are independent on the thermal effect. First we propose a model for precisely describing the emission-spectra distributions of various colored LED through an aid of the experimental data measured by an integrating sphere system. In addition, we developed a system for measuring the junction temperature of LEDs and made this junction temperature to be an influenced factor in this emission-spectra model. Thus, this emission-spectra model could be utilized to predict LED’s emission spectra under different electric driving current and junction temperature, and fit in with the practical situations. Furthermore, we develop a controlled method for stabilization LEDs’ emission spectra. This method is implemented by an active-controlled heat sink and a proper electric current. As results shown, this method could not only modulate, but also stabilize LEDs’ emission spectra. Thus, the light emission characteristics of LEDs could be modulated and stabilized under this method, including light power and light chromaticity of LEDs.

The task of stabilizing communication networks sharing a spread spectrum channel is addressed. A slotted system is considered and the stabilization is achieved by controlling the number of packets that are transmitted in every slot. The throughput of the stabilized system is also examined under the constraint that the packet error probability should not exceed a specified value. A comparison with the throughput for an uncontrolled network is also carried out. It is shown that direct sequence spread spectrum systems are capable of achieving a maximum throughput that is larger than the maximum throughput that can be obtained using frequency hopping spread spectrum. Additionally, under the proposed control strategy, the stable network is shown to have a maximum throughput that is close to the maximum throughput for the uncontrolled network. Even more important is the result that with this control access strategy the average number of backlogged packets is very small and the network can be designed to operate below any specified packet error probability.