Academic literature on the topic 'Ultrafast PCR'
Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles
Consult the lists of relevant articles, books, theses, conference reports, and other scholarly sources on the topic 'Ultrafast PCR.'
Next to every source in the list of references, there is an 'Add to bibliography' button. Press on it, and we will generate automatically the bibliographic reference to the chosen work in the citation style you need: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
You can also download the full text of the academic publication as pdf and read online its abstract whenever available in the metadata.
Journal articles on the topic "Ultrafast PCR"
1
Son, Jun Ho, Byungrae Cho, SoonGweon Hong, Sang Hun Lee, Ori Hoxha, Amanda J. Haack, and Luke P. Lee. "Ultrafast photonic PCR." Light: Science & Applications 4, no. 7 (July 2015): e280-e280. http://dx.doi.org/10.1038/lsa.2015.53.
Full text
2
You, Minli, Lei Cao, and Feng Xu. "Plasmon-Driven Ultrafast Photonic PCR." Trends in Biochemical Sciences 45, no. 2 (February 2020): 174–75. http://dx.doi.org/10.1016/j.tibs.2019.11.007.
Full text
3
SUL, SUYEON, MI-JU KIM, JUNG-MIN LEE, SUNG-YEON KIM, and HAE-YEONG KIM. "Development of a Rapid On-Site Method for the Detection of Chicken Meat in Processed Ground Meat Products by Using a Direct Ultrafast PCR System." Journal of Food Protection 83, no. 6 (February 7, 2020): 984–90. http://dx.doi.org/10.4315/jfp-19-583.
Full textAbstract:
ABSTRACT In this study, we developed a rapid on-site detection method by using direct ultrafast PCR coupled with a microfluidic chip to identify the presence of chicken meat in processed ground meat products. Chicken-specific PCR primer targeting mitochondrial 16S rRNA gene was newly designed, and its specificity was confirmed against 17 other animal species and 4 different chicken meat samples from different countries of origin. The sensitivity of the chicken-specific ultrafast PCR was 0.1 pg of chicken DNA. To evaluate the limit of detection of the direct ultrafast PCR method, different percentages of chicken meat mixed with pork or beef were prepared. The limit of detection of the direct ultrafast PCR method for the chicken meat–pork and chicken meat–beef mixtures was 0.1% for both raw meat and autoclaved meat. This method was used for 15 commercialized processed ground meat products. In this method, the target sequence was successfully amplified, and the presence of chicken meat in processed ground meat products was identified within approximately 25 min, including the time for sample preparation. Thus, our study shows that this developed direct ultrafast PCR method is a rapid and accurate method for on-site detection of chicken DNA in commercial food products. HIGHLIGHTS
4
You, Minli, Zedong Li, Shangsheng Feng, Bin Gao, Chunyan Yao, Jie Hu, and Feng Xu. "Ultrafast Photonic PCR Based on Photothermal Nanomaterials." Trends in Biotechnology 38, no. 6 (June 2020): 637–49. http://dx.doi.org/10.1016/j.tibtech.2019.12.006.
Full text
5
Bang, Doyeon, Jonghwan Lee, SoonGweon Hong, Min Sun Song, and Luke P. Lee. "Nanocrescent Optical Antennas for Ultrafast Photonic PCR." Biophysical Journal 114, no. 3 (February 2018): 693a. http://dx.doi.org/10.1016/j.bpj.2017.11.3736.
Full text
6
Lin, Yen-Heng, Xiang-Jun Liao, Wei Chang, and Chiuan-Chian Chiou. "Ultrafast DNA Amplification Using Microchannel Flow-Through PCR Device." Biosensors 12, no. 5 (May 6, 2022): 303. http://dx.doi.org/10.3390/bios12050303.
Full textAbstract:
Polymerase chain reaction (PCR) is limited by the long reaction time for point-of-care. Currently, commercial benchtop rapid PCR requires 30–40 min, and this time is limited by the absence of rapid and stable heating and cooling platforms rather than the biochemical reaction kinetics. This study develops an ultrafast PCR (<3 min) platform using flow-through microchannel chips. An actin gene amplicon with a length of 151 base-pairs in the whole genome was used to verify the ultrafast PCR microfluidic chip. The results demonstrated that the channel of 56 μm height can provide fast heat conduction and the channel length should not be short. Under certain denaturation and annealing/extension times, a short channel design will cause the sample to drive slowly in the microchannel with insufficient pressure in the channel, causing the fluid to generate bubbles in the high-temperature zone and subsequently destabilizing the flow. The chips used in the experiment can complete 40 thermal cycles within 160 s through a design with the 56 µm channel height and with each thermal circle measuring 4 cm long. The calculation shows that the DNA extension speed is ~60 base-pairs/s, which is consistent with the theoretical speed of the Klen Taq extension used, and the detection limit can reach 67 copies. The heat transfer time of the reagent on this platform is very short. The simple chip design and fabrication are suitable for the development of commercial ultrafast PCR chips.
7
An, Yi-Quan, Shao-Lei Huang, Bang-Chao Xi, Xiang-Lian Gong, Jun-Hao Ji, You Hu, Yi-Jie Ding, et al. "Ultrafast Microfluidic PCR Thermocycler for Nucleic Acid Amplification." Micromachines 14, no. 3 (March 15, 2023): 658. http://dx.doi.org/10.3390/mi14030658.
Full textAbstract:
The polymerase chain reaction (PCR) is essential in nucleic acid amplification tests and is widely used in many applications such as infectious disease detection, tumor screening, and food safety testing; however, most PCR devices have inefficient heating and cooling ramp rates for the solution, which significantly limit their application in special scenarios such as hospital emergencies, airports, and customs. Here, we propose a temperature control strategy to significantly increase the ramp rates for the solution temperature by switching microfluidic chips between multiple temperature zones and excessively increasing the temperature difference between temperature zones and the solution; accordingly, we have designed an ultrafast thermocycler. The results showed that the ramp rates of the solution temperature are a linear function of temperature differences within a range, and a larger temperature difference would result in faster ramp rates. The maximum heating and cooling ramp rates of the 25 μL solution reached 24.12 °C/s and 25.28 °C/s, respectively, and the average ramp rate was 13.33 °C/s, 6–8 times higher than that of conventional commercial PCR devices. The thermocycler achieved 9 min (1 min pre-denaturation + 45 PCR cycles) ultrafast nucleic acid amplification, shortening the time by 92% compared to the conventional 120 min nucleic acid amplification, and has the potential to be used for rapid nucleic acid detection.
8
Donia, Domenica Tommasa. "qRT-PCR for enterovirus detection: Conversion to ultrafast protocols." Journal of King Saud University - Science 30, no. 2 (April 2018): 180–84. http://dx.doi.org/10.1016/j.jksus.2017.04.003.
Full text
9
Lee, Jonghwan, SoonGweon Hong, and Luke P. Lee. "Ultrafast Photonic PCR-based Precision Molecular Diagnostics for Dengue." Biophysical Journal 114, no. 3 (February 2018): 175a—176a. http://dx.doi.org/10.1016/j.bpj.2017.11.980.
Full text
10
Chen, Xiaojing, Yiteng Liu, Xuan Zhan, Yibo Gao, Zhongyi Sun, Weijia Wen, and Weidong Zheng. "Ultrafast PCR Detection of COVID-19 by Using a Microfluidic Chip-Based System." Bioengineering 9, no. 10 (October 13, 2022): 548. http://dx.doi.org/10.3390/bioengineering9100548.
Full textAbstract:
With the evolution of the pandemic caused by the Coronavirus disease of 2019 (COVID-19), reverse transcriptase-polymerase chain reactions (RT-PCR) have invariably been a golden standard in clinical diagnosis. Nevertheless, the traditional polymerase chain reaction (PCR) is not feasible for field application due to its drawbacks, such as time-consuming and laboratory-based dependence. To overcome these challenges, a microchip-based ultrafast PCR system called SWM-02 was proposed to make PCR assay in a rapid, portable, and low-cost strategy. This novel platform can perform 6-sample detection per run using multiple fluorescent channels and complete an ultrafast COVID-19 RT-PCR test within 40 min. Here, we evaluated the performance of the microdevice using the gradient-diluted COVID-19 reference samples and commercial PCR kit and determined its limit-of-detection (LoD) as 500 copies/mL, whose variation coefficients for the nucleocapsid (N) gene and open reading frame 1 ab region (ORF1ab) gene are 1.427% and 0.7872%, respectively. The system also revealed an excellent linear correlation between cycle threshold (Ct) values and dilution factors (R2 > 0.99). Additionally, we successfully detected the target RNAs and internal gene in the clinical samples by fast PCR, which shows strong consistency with conventional PCR protocol. Hence, with compact dimension, user-friendly design, and fast processing time, SWM-02 has the capability of offering timely and sensitive on-site molecular diagnosis for prevention and control of pathogen transmission.
Dissertations / Theses on the topic "Ultrafast PCR"
1
Kwiecinski, Wojciech. "Ultrasound cardiac therapy guided by elastography and ultrafast imaging." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066131/document.
Full textAbstract:
La fibrillation atriale affecte 2-3% des européens et nord-américains, les tachycardies ventriculaires sont liées à un risque important de mort subite. Les approches minimalement invasives comme l’Ablation par Cathéter Radiofréquence (RFCA) ont révolutionné le traitement de ces maladies, mais le taux de réussite de la RFCA est limité par le manque de techniques d’imagerie pour contrôler cette ablation thermique.Le but de cette thèse est de proposer de nouvelles approches ultrasonores pour des traitements cardiaques minimalement invasifs guidés par échographie.Pour cela nous avons d’abord validé la précision et la viabilité clinique de l’Élastographie par Ondes de Cisaillement (SWE) en tant que modalité d’imagerie quantitative et temps réel pour l’ablation thermique in vivo. Ensuite nous avons implémenté la SWE sur un transducteur intracardiaque et validé la faisabilité d’évaluer l’ablation thermique in vitro et in vivo sur cœur battant de gros animal. Puis nous avons développé un transducteur intracardiaque dual-mode pour effectuer l’ablation et l’imagerie ultrasonores avec les mêmes éléments, sur le même dispositif. Les lésions thermiques induites par Ultrasons Focalisés de Haute Intensité (HIFU) et contrôlées par la SWE ont été réalisées avec succès in vivo dans les oreillettes et les ventricules chez le gros animal. Finalement la SWE a été implémentée sur un dispositif d’imagerie et thérapie ultrasonores transœsophagien et la faisabilité de cette approche a été démontrée in vitro et in vivo. Ces approches originales pourraient conduire à de nouveaux dispositifs cliniques pour des traitements plus sûrs et contrôlés d’un large éventail d’arythmies et maladies cardiaquesAtrial fibrillation (AF) affects 2-3% of the European and North-American population, whereas ventricular tachyarrhythmia (VT) is related to an important risk of sudden death. AF and VT originate from dysfunctional electrical activity in cardiac tissues. Minimally-invasive approaches such as Radio-Frequency Catheter Ablation (RFCA) have revolutionized the treatment of these diseases; however the success rate of RFCA is currently limited by the lack of monitoring techniques to precisely control the extent of thermally ablated tissue.The aim of this thesis is to propose novel ultrasound-based approaches for minimally invasive cardiac ablation under guidance of ultrasound imaging. For this, first, we validated the accuracy and clinical viability of Shear-Wave Elastography (SWE) as a real-time quantitative imaging modality for thermal ablation monitoring in vivo. Second we implemented SWE on an intracardiac transducer and validated the feasibility of evaluating thermal ablation in vitro and in vivo on beating hearts of a large animal model. Third, a dual-mode intracardiac transducer was developed to perform both ultrasound therapy and imaging with the same elements, on the same device. SWE-controlled High-Intensity-Focused-Ultrasound thermal lesions were successfully performed in vivo in the atria and the ventricles of a large animal model. At last, SWE was implemented on a transesophageal ultrasound imaging and therapy device and the feasibility of transesophageal approach was demonstrated in vitro and in vivo. These novel approaches may lead to new clinical devices for a safer and controlled treatment of a wide variety of cardiac arrhythmias and diseases
2
Guduff, Ludmilla. "Ultrafast diffusion-ordered NMR analysis of mixtures." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS239/document.
Full textAbstract:
La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) est un outil puissant qui permet l’étude directe de mélanges de manière non destructive. Les spectres RMN de petites molécules en solution peuvent être différenciés grâce à la stratégie DOSY (diffusion-ordered spectroscopy), une méthode de ‘chromatographie virtuelle’ qui s’appuie sur la mesure de coefficients de diffusion translationnelle. Les principaux obstacles à l’utilisation de la DOSY sont liés à la piètre sensibilité de la RMN de manière générale mais aussi à la nécessité d’introduire une dimension temporelle supplémentaire d’acquisition, ce qui va augmenter de manière significative la durée de l’expérience. Ce travail de thèse a pour objectif de mettre au point des outils inédits de RMN plus rapides et plus adaptés à la caractérisation de mélanges peu concentrés de petites molécules. Dans un premier temps, le concept de codage spatial de la diffusion dans l’expérience DOSY a été généralisé. Mis à profit dans les méthodes RMN dites ‘ultrarapides’, l’utilisation d’une dimension spatiale plutôt que temporelle pour encoder le phénomène de diffusion permet une accélération des expériences de RMN multidimensionnelles de plusieurs ordres de grandeur. L’acquisition séquentielle de spectres est remplacée par une acquisition parallèle de ces spectres dans différentes parties de l’échantillon. L’étude poussée des méthodes de DOSY rapides s’est appuyée sur des outils de simulation numérique dans le but d’améliorer la résolution des spectres et la précision des résultats. Les problèmes de sensibilité ont été abordés via le couplage des méthodes DOSY rapides avec des méthodes d’hyperpolarisation qui permettent d’augmenter l’intensité du signal. La combinaison des méthodes de diffusion conventionnelles avec les méthodes avancées de RMN ultrarapide et d’hyperpolarisation permettront des avancées significatives pour l’analyse de mélanges, en particulier les mélanges dynamiquesNMR spectroscopy is a powerful tool that allows a direct study of mixtures in a non-invasive manner. The NMR spectra of molecular species in mixtures can be separated with diffusion-ordered spectroscopy (DOSY), a ‘virtual chromatography’ approach based on the measurement of translational diffusion coefficients. Major limitation of DOSY comes from the time-dependent diffusion dimension, which results in long experiment durations, and also from the low sensitivity of NMR. The present work aims to build an innovative tool for mixtures characterization that will be faster and more efficient for low concentrated samples. We first generalized the concept of nD spatially encoded (SPEN) DOSY experiments for the analysis of complex mixtures. As bring forward by the so-called “ultrafast NMR” (UF NMR), the use of a spatial dimension to encode diffusion can accelerate experiments by several orders of magnitude since it replaces the sequential acquisition of sub-experiments by a parallel acquisition in different slices of the sample. More advanced exploration of SPENDOSY were carried out using numerical simulations for purpose of resolution and accuracy improvement. To address sensitivity issues, we then demonstrated that SPENDOSY data can be collected for hyperpolarized substrates. This particular coupling between conventional diffusion-based method with advanced techniques such as ultrafast NMR and hyperpolarization should mark a significant progress for complex mixtures analysis especially for time-evolving processes
3
Li, Chen. "Ultrafast laser-induced nanostructuring of metals in regular patterns." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSES019/document.
Full textAbstract:
Les structures périodiques de surface induites par laser femtoseconde(fs-LIPSS) attirent l'attention scientifique et technique en raison de la possibilité de produire des nanostructures en dessous de la longueur d'onde optique. Ces éléments sont essentiels pour l'ingénierie de surface et les procédés, notamment en tribologie, mouillabilité, la mécanique, le marquage et la lutte contre la contrefaçon. Selon le régime d'interaction laser, en particulier la fluence du laser, le nombre d'impulsions et le type de matériaux, les impulsions ultracourtes peuvent induire des basses et des hautes fréquences spatiales-LIPSS (LSFL et HSFL), avec l'orientation perpendiculaire (┴E) ou parallèle (║E) à la polarisation du laser. Compte tenu de leur potentiel pour la nano-fabrication, ce travail se concentre sur les mécanismes potentiels de formation des LIPSS, en particulier la formation des HSFL sur les alliages métalliques. Afin d'étudier les indices optiques transitoires de matériaux excités dans la formation fs-LIPSS, nous avons d'abord développé de l’ellipsométrie résolue en temps afin de mesurer les indices optiques dynamiques des matériaux excités. Ainsi, nous avons obtenu un aperçu de la dynamique de la fonction diélectrique intrinsèquement liée à la configuration électronique et au réseau cristallin. Des simulations de premiers principes sont ensuite utilisées pour révéler la façon dont la configuration électronique change au cours de l'excitation, responsable d’indices optiques transitoires. Les effets des indices optiques transitoires sont pris en compte dans les mécanismes de formation de LIPSS. Sur la base d’expériences de formations des fs-LIPSS sur six matériaux différents, incluant du tungstène métallique, du silicium semiconducteur, de la silice fondue diélectrique, un superalliage monocristallin CMSX-4, un alliage amorphe de Zr-BMG et son alliage cristallin correspondant Zr-CA, nous étudions les mécanismes de formation des LIPSS dans le domaine électromagnétique par des simulations de différences finies dans le domaine temporel (FDTD), liées à la distribution d'énergie électromagnétique suivie par la dynamique de l'excitation optique et par l'évolution de la topologie avec le nombre d’impulsions et les matériaux. Nous nous concentrons sur l'origine électromagnétique de la formation des LIPSS et révélons un facteur principal potentiel de leur formation. Elle peut être expliquée par la modulation de l'énergie déposée sur la surface par des effets électromagnétiques. La modulation de l'énergie provient principalement de l'interférence entre le laser incident et les ondes de surface diffusées (pour LSFL ( ┴ E)), complétée par l'interférence entre les ondes de surface diffusées (pour HSFL (┴E)). Spécialement, pour HSFL (║E) sur Zr-CA, nous avons proposé que les scénarios de formation reposent sur des processus individuels d’exaltation anisotrope du champ. La topologie de surface, évoluant avec le nombre d'impulsions laser, induit une modulation d'énergie déposée sur la surface définie et amplifiée par la rétroactionFemtosecond laser-induced periodic surface structures (fs-LIPSS) attract the scientific and technical attention due to the ability to produce nanostructures below the optical wavelength. These are essential for surface engineering and treatment, notably in tribology, wettability, mechanics, marking and counterfeiting. Depending on the regime of laser interaction, particularly on the laser fluence, pulse number and material type, ultrashort pulses can induce the low- and high-spatial-frequency-LIPPS (LSFL and HSFL), with the orientation perpendicular (┴E) or parallel (║E) to the laser polarization. Considering their potential in the nano-manufacturing, this work focuses on potential mechanisms for LIPSS formation, especially HSFL formation on the metallic alloys. In order to investigate the transient optical indices of excited materials in fs-LIPSS formation, we first developed time-resolved ellipsometry to measure dynamic optical indices of excited materials. Thus we gain insights in the dynamics of the dielectric function where this is intrinsically related to the electronic configuration and lattice structure. First principle simulations are then used to reveal how the electronic configuration changes during the excitation, responsible for the transient optical indices. The effects of transient optical indices are considered in the LIPSS formation mechanisms. Based on the experiments of fs-LIPSS formations on six different materials, involving metal tungsten, semiconductor silicon, dielectric fused silica, single-crystal superalloy CMSX-4, amorphous alloy Zr-BMG and its corresponding crystal alloy Zr-CA, we investigate the LIPSS formation mechanisms in the electromagnetic domain by finite-difference time-domain (FDTD) simulations, related to the electromagnetic energy distribution followed by the dynamics of optical excitation, evolving topologies with pulse number and materials.We focus on the electromagnetic origin of LIPSS formation and reveal a potential primary factor for LIPSS formation. LIPSS formation can be explained by deposited energy modulation on surface via electromagnetic effects. The energy modulation mainly comes from the interference between incident laser and scattered surface wave (for LSFL(┴E)), being complemented by the interference between scattered surface waves (for HSFL(┴E)). Specially, for HSFL (║E) on Zr-CA, we proposed that the formation scenarios rely on individual anisotropic field-enhancement processes. The evolving surface topology with laser pulse number leads to a feedback-driven energy modulation deposited on surface
4
Zhang, Miaomiao. "Fourier-based reconstruction of ultrafast sectorial images in ultrasound." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI144/document.
Full textAbstract:
L'échocardiographie est une modalité d'imagerie sûre, non-invasive, qui est utilisée pour évaluer la fonction et l'anatomie cardiaque en routine clinique. Mais la cadence maximale d’imagerie atteinte est limitée en raison de la vitesse limitée du son. Afin d’augmenter la fréquence d'image, l'utilisation d’ondes planes ou d’ondes divergentes en transmissinon a été proposée afin de réduire le nombre de tirs nécessaires à la reconstruction d'une image. L'objectif de cette thèse consiste à développer un procédé d'imagerie par ultrasons ultra-rapide en échocardiographie 2/3D basé sur une insonification par ondes divergentes et réalisant une reconstruction dans le domaine de Fourier. Les contributions principales obtenues au cours de la thèse sont décrites ci-dessous. La première contribution de cette thèse concerne un schéma de transmission dichotomique pour l'acquisition linéaire en analysant mathématiquement la pression générée. Nous avons ensuite montré que ce système de transmission peut améliorer la qualité des images reconstruites pour une cadence constante en utilisant les algorithmes de reconstruction conventionnels. La qualité des images reconstruites a été évaluée en termes de résolution et de contraste au moyen de simulations et acquisitions expérimentales réalisées sur des fantômes. La deuxième contribution concerne le développement d'une nouvelle méthode d'imagerie 2D en ondes plane opérant dans le domaine de Fourier et basée sur le théorème de la coupe centrale. Les résultats que nous avons obtenus montrent que l'approche proposée fournit des résultats très proches de ceux fournit par les méthodes classiques en termes de résolution latérale et contraste de l'image. La troisième contribution concerne le développement d'une transformation spatiale explicite permettant d'étendre les méthodes 2D opérant dans le domaine de Fourier d'une acquisition en géométrie linéaire avec des ondes planes à la géométrie sectorielle avec des ondes divergente en transmission. Les résultats que nous avons obtenus à partir de simulations et d'acquisitions expérimentales in vivo montrent que l'application de cette extension à la méthode de Lu permet d'obtenir la même qualité d’image que la méthode spatiale de Papadacci basée sur des ondes divergentes, mais avec une complexité de calcul plus faible. Finalement, la formulation proposée en 2D pour les méthodes ultra-rapides opérant dans le domaine de Fourier ont été étendues en 3D. L'approche proposée donne des résultats compétitifs associés à une complexité de calcul beaucoup plus faible par rapport à la technique de retard et somme conventionnelleThree-dimensional echocardiography is one of the most widely used modality in real time heart imaging thanks to its noninvasive and low cost. However, the real-time property is limited because of the limited speed of sound. To increase the frame rate, plane wave and diverging wave in transmission have been proposed to drastically reduce the number of transmissions to reconstruct one image. In this thesis, starting with the 2D plane wave imaging methods, the reconstruction of 2D/3D echocardiographic sequences in Fourier domain using diverging waves is addressed. The main contributions are as follows: The first contribution concerns the study of the influence of transmission scheme in the context of 2D plane wave imaging. A dichotomous transmission scheme was proposed. Results show that the proposed scheme allows the improvement of the quality of the reconstructed B-mode images at a constant frame rate. Then we proposed an alternative Fourier-based plane wave imaging method (i.e. Ultrasound Fourier Slice Beamforming). The proposed method was assessed using numerical simulations and experiments. Results revealed that the method produces very competitive image quality compared to the state-of-the-art methods. The third contribution concerns the extension of Fourier-based plane wave imaging methods to sectorial imaging in 2D. We derived an explicit spatial transformation which allows the extension of the current Fourier-based plane wave imaging techniques to the reconstruction of sectorial scan using diverging waves. Results obtained from simulations and experiments show that the derived methods produce competitive results with lower computational complexity when compared to the conventional delay and sum (DAS) technique. Finally, the 2D Fourier-based diverging wave imaging methods are extended to 3D. Numerical simulations were performed to evaluate the proposed method. Results show that the proposed approach provides competitive scores in terms of image quality compared to the DAS technique, but with a much lower computational complexity
5
Rouxel, Romain. "Ultrafast thermo-optical dynamics of single plasmonic nanoparticles." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSE1306.
Full textAbstract:
Les changements de propriétés dynamiques de nanodisques d'or individuels supportés sur un substrat de saphir ont été étudiés sur des échelles de temps allant de la femtoseconde à la nanoseconde par la combinaison des techniques de spectroscopie par modulation spatiale et de spectroscopie optique résolue en temps. Les nanodisques sont mis hors-équilibre par l’absorption d’une impulsion optique de pompe, et leur relaxation est sondée optiquement par la mesure de la transmission d’une seconde impulsion. Dans la première partie de ce travail, la dynamique du transfert de chaleur du nano-objet au substrat a été mesurée de manière systématique pour des nanodisques de différentes dimensions. Les refroidissements observés sont quasi-exponentiels, avec une constante de temps dépendant principalement de l'épaisseur du disque, et faiblement de son diamètre. La comparaison des signaux expérimentaux avec les résultats de calculs par éléments finis indique que la dynamique de refroidissement est principalement limitée par la résistance thermique de Kapitza à l'interface nanodisque-substrat, dont la valeur a pu être extraite. En outre, la sensibilité des mesures pompe-sonde aux changements de température du nano-objet a été déterminée expérimentalement en fonction de la longueur d'onde de la sonde, ses valeurs et variations spectrales présentant un bon accord quantitatif avec les résultats d'un modèle thermo-optique par éléments finis. La deuxième partie de cette thèse se concentre sur les phénomènes ultra-rapides consécutifs à la photo-excitation d’un nano-objet, qui conduisent à sa thermalisation interne par des échanges d’énergie électron-électron et électron-phonon. En particulier, la sensibilité à ces phénomènes de l’extinction optique de nanodisques individuels a été étudiée expérimentalement en fonction de la longueur d'onde de la sonde. Ces mesures ont été comparées aux résultats d'un modèle numérique complet basé notamment sur la résolution de l'équation de Boltzmann et prenant également en compte l'effet du chauffage du réseau ionique, conduisant à un bon accord quantitatif. Une version simplifiée de ce modèle a également permis de mettre en évidence les rôles respectifs de l’évolution des températures des électrons et du réseau, clarifiant ainsi grandement les dépendances temporelle et spectrale des signaux résolus en tempsThe ultrafast dynamics of individual gold nanodisks supported on a sapphire substrate occurring at femtosecond to nanosecond timescales have been investigated using the combination of single-particle spatial modulation and time-resolved optical spectroscopies. Nanodisks are excited out of equilibrium by the absorption of an optical pump pulse, and their relaxation is optically probed by measuring the transmission of a second probe pulse. In the first part of this work, the dynamics of heat transfer from the nano-object to the substrate have been systematically measured for nanodisks of various dimensions. Quasi-exponential cooling kinetics were found, with a time constant mainly depending on the disk thickness and weakly on its diameter. Comparison of experimental signals with the results of finite-element calculations indicates that the cooling dynamics are primarily limited by the Kapitza thermal boundary resistance at the nanodisk-substrate interface, whose value could be extracted. Additionally, the sensitivity of pump-probe measurements to transient temperature changes in the nano-object was experimentally determined as a function of the probe wavelength, its values and spectral variations presenting a good quantitative agreement with the results of a thermo-optical finite-element model. The second part of this thesis focuses on the ultrafast phenomena immediately following the nano-object photo-excitation, leading to its internal thermalization through electron-electron and electron-phonon energy exchanges. In particular, the sensitivity of the optical extinction of individual nanodisks to these phenomena has been experimentally investigated as a function of the probe wavelength. These measurements were compared with the results of a complete numerical model based notably on the resolution of the Boltzmann equation and also taking into account the effect of lattice heating, yielding a good quantitative agreement. A simplified version of this model also allowed to highlight the respective roles of the temperature evolutions of the electrons and of the ionic lattice, greatly clarifying the temporal and spectral dependences of the measured time-resolved signals
6
Finel, Victor. "3D ultrafast echocardiography : toward a quantitative imaging of the myocardium." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCC134/document.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse de doctorat était de développer l’échographie ultrarapide 3D du cœur, plus particulièrement dans le but de caractériser le muscle cardiaque. A cet effet, un échographe ultrarapide assemblé dans notre laboratoire a été utilisé. Dans la première partie de cette thèse, un mode d’imagerie temps-réel a été développé pour faciliter l’imagerie in-vivo en utilisant ce scanner, ainsi que des outils de visualisation 3D et 4D. Par la suite, l’imagerie 3D du tenseur de rétrodiffusion a été développée pour analyser l’orientation des fibres musculaires du cœur de manière non-invasive au cours du cycle cardiaque. Des résultats obtenus sur un volontaire avant et après la contraction cardiaque ont été obtenus. De plus, les effets indésirables du mouvement axial ont été étudiés, et une méthode d’estimation de la vitesse axiale et de correction des aberrations induites a été proposée et appliquée sur l’homme. Cette technique pourrait devenir un outil intéressant de diagnostic et quantification de la désorganisation des fibres musculaires dans le cadre de cardiomyopathies hypertrophiques. De plus, l’échographie ultrarapide 3D a été utilisée pour visualiser la propagation dans les parois du cœur d’ondes de cisaillement générées naturellement au cours du cycle cardiaque, et un algorithme pour déterminer leurs vitesses a été développé. Cette technique a été validée grâce à des simulations numériques puis appliquée sur deux volontaires sains, pendant les phases de contraction et relaxation du myocarde. Etant donné que la vitesse des ondes de cisaillement est directement reliée à la rigidité du cœur, cette méthode pourrait permettre d’estimer la capacité du cœur à de contracter et à se relâcher, qui sont des paramètres important pour son fonctionnement. Enfin, l’activation de la contraction cardiaque de cœurs de rats isolés a été imagée à haute cadence et en 3D dans le but d’analyser la synchronisation de la contraction. Les délais d’activation mécanique ont pu correctement être quantifiés lors du rythme naturel du cœur, de stimulations électriques extérieures ainsi qu’en hypothermie. Ensuite, la faisabilité de la technique en 2D sur des cœurs humains de manière non-invasive a été étudiée et appliquée sur des fœtus et des adultes. Cette technique d’imagerie pourrait aider la caractérisation d’arythmies et améliorer leur traitement. En conclusion, nous avons introduit dans ces travaux de thèse trois nouvelles modalités d’imagerie ultrarapide 3D permettant de quantifier des propriétés structurelles et fonctionnelles du myocarde qui jusqu’ici ne pouvaient pas être imagée en échocardiographie. L’imagerie 3D ultrarapide est une modalité très prometteuse, non ionisante, transportable et qui pourrait améliorer fortement dans le futur le diagnostic et la prise en charge des patientsThe objectives of this PhD thesis were to develop 3D ultrafast ultrasound imaging of the human heart toward the characterization of cardiac tissues. In order to do so, a customized, programmable, ultrafast scanner built in our group was used. In the first part of this thesis, a real-time imaging sequence was developed to facilitate in-vivo imaging using this scanner, as well as dedicated 3D and 4D visualization tools. Then, we developed 3D Backscatter Tensor Imaging (BTI), a technique to visualize the muscular fibres orientation within the heart wall non-invasively during the cardiac cycle. Applications on a healthy volunteer before and after cardiac contraction was shown. Moreover, the undesired effects of axial motion on BTI were studied, and a methodology to estimate motion velocity and reduce the undesired affects was introduced and applied on a healthy volunteer. This technique may become an interesting tool for the diagnosis and quantification of fibres disarrays in hypertrophic cardiomyopathies. Moreover, 3D ultrafast ultrasound was used to image the propagation of naturally generated shear waves in the heart walls, and an algorithm to determine their speed was developed. The technique was validated in silico and the in vivo feasibility was shown on two healthy volunteers, during cardiac contraction and relaxation. As the velocity of shear waves is directly related to the rigidity of the heart, this technique could be a way to assess the ability of the ventricle to contract and relax, which is an important parameter for cardiac function evaluation. Finally, the transient myocardial contraction was imaged in 3D on isolated rat hearts at high framerate in order to analyse the contraction sequence. Mechanical activation delays were successfully quantified during natural rhythm, pacing and hypothermia. Then, the feasibility of the technique in 2D on human hearts non-invasively was investigated. Applications on foetuses and adults hearts were shown. This imaging technique may help the characterization of cardiac arrhythmias and thus improve their treatment. In conclusion, we have introduced in this work three novel 3D ultrafast imaging modalities for the quantification of structural and functional myocardial properties. 3D ultrafast imaging may become an important non-ionizing, transportable diagnostic tool that may improve the patient care at the bed side
7
Bertoni, Roman. "Ultrafast photo-switching of spin crossover crystals : coherence and cooperativity." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01016162.
Full textAbstract:
The main topic of this thesis is the study of the ultrafast photo-switching of photo-magnetic molecular materials showing transition between spin states. These molecular crystals are prototypes of molecular bistability between two distinct electronic states, HS and LS. The molecules can be switched between these two states by a light pulse. The emergence of ultrafast techniques allows us to study in real time these photo-switching processes and also the associated out-of-equilibrium dynamics down to the femtosecond scale (10-15s). We have combined probes sensitive to the change of electronic state, on the hand, and to structural rearrangements, on the other hand, in order to observe these photo-switching processes. The measurements of ultrafast transient absorption spectroscopy have been made using the laser plateform at the IPR. Complementary time resolved X-ray diffraction and absorption experiments have been performed on large facilities. The first part of this manuscript is focused on the photo-switching dynamics at molecular scale. It reveals a complicated interaction between electronic and structural degrees of freedom. The generation and damping of coherent optical phonons is identified as a key parameter in the trapping in HS potential. Several experiments on different compounds show the linear and local character of such ultrafast photo-switching. The second part of this thesis presents studies on the complete out of equilibrium dynamics. It reveals a cascading process with activation of elastic and thermal effects at different time scales. Cooperative processes following a light excitation are observed. These complexes dynamics are driven by propagating and diffusive process sensitive to the size of the sample. The study of nanocrystals yields high conversion and faster response to elastics effect than single-crystals. These studies further elucidate the out of equilibrium processes underlying the photo-induced phase transitions on time and length scales, from the molecule to material scale.
8
Wang, Fan. "Imagerie nanométrique 2D et 3D ultrarapide par diffraction cohérente." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112226/document.
Full textAbstract:
La diffraction cohérente est une technique étonnante par sa simplicité expérimentale : une source XUV cohérente illumine un échantillon unique, isolé, et la figure de diffraction de l’objet est enregistrée sur une caméra CCD. Une inversion de la figure de diffraction à une image dans l’espace réel est possible grâce à une approche basée sur des algorithmes itératifs. Les techniques d’holographie par transformée de Fourier, pour lesquelles une référence est placée à proximité de l’objet que l’on veut imager, permettent-elles la reconstruction directe de l’image, même lorsque la qualité des données expérimentales est moindre. Nous disposons dans notre laboratoire d’une source compacte XUV suffisamment intense pour réaliser ce type d’expérience. Les impulsions XUV ultrabrèves (femtoseconde à attoseconde) sont produites en sélectionnant les harmoniques d’ordre élevé d’un laser infra-rouge femtoseconde focalisé dans une cellule de gaz rare. Nous avons récemment démontré la possibilité d’utiliser cette source pour l’imagerie par diffraction cohérente avec une résolution spatiale de 78 nm. De plus, nous avons démontré expérimentalement une technique d’holographie avec référence étendue, et obtenu une résolution de 110 nm en simple tir (soit un temps d’intégration de 20 femtosecondes). Une perception d’un objet en trois dimensions nous donne une meilleure compréhension de celui-ci. A l’échelle nanométrique, les techniques d’imagerie 3D sont issues de techniques tomographiques autour de la microscopie électronique. Cependant, les nombreuses prises de vue nécessaires (sous des angles différents) rendent ces techniques caduques lors de l’étude résolue en temps de phénomènes irréversibles sur des échantillons non reproductibles. Dans ce contexte, le but de ma thèse est d’étendre les techniques d’imagerie 2D à une perception 3D d’objets nanométriques (physiques, biologiques), tout en préservant l’aspect ultrarapide. Le développement d’une nouvelle technique d’imagerie cohérent 3D en seul vue, l’ankylographie, proposée par le professeur J. Miao de UCLA [Raines et al., Nature 2010] a été effectué. Cette technique permet de reconstruire l’image 3D d’un échantillon d’après une unique image de diffraction. Son principe basique est de retrouver la profondeur d’un objet 3D par l’interférence constructive longitudinale. Cependant, cette technique d’imagerie cohérent 3D est plus exigeante en termes de qualité de données expérimentales comme en moyen informatique d’analyse et d’inversion. L’autre idée en imagerie 3D est de mimer la vision humaine en utilisant deux faisceaux X cohérents arrivant simultanément sur l’échantillon mais avec un petit angle. Dans ce schéma, on utilise des références à coté de l’objet mire (holographie) pour améliorer le rapport signal sur bruit dans la figure de diffraction (soit hologramme). On recueille ensuite deux hologrammes sur le même détecteur. L’inversion Fourier de chacun des hologrammes forme deux images issues d’une vision différente de l’objet. La parallaxe est ainsi réalisée. La reconstruction stéréo de l’objet est effectuée numériquement. Enfin, des applications de démonstration seront envisagées après ma thèse. Il s’agit d’imager des objets biologiques (nanoplanktons déjà collectés et préparés au CEA). Et nous nous intéresserons également à l’étude du mouvement 3D d’objets nanométriques (azo-polymères) sur des temps ultracourts. Une autre application importante sera d’étudier la transition de phase ultra-rapide tel que le nano-domaine magnétique où des phénomnes de désaimantation induite par des impulsion femtoseconde ont lieuCoherent diffraction is an amazing art by its experimental simplicity: a coherent XUV source illuminates a single, isolated sample, and the diffraction pattern of the object is recorded by a CCD camera. An inversion of the diffraction pattern to an image in real space is possible through an approach based on iterative algorithms. The techniques for Fourier transform holography, for which reference is placed near the object to be imaged, allow the direct reconstruction of the image, even when the quality of the experimental data is worse. We have a laboratory sufficiently intense compact XUV source for this type of experience. The ultrashort XUV pulses (from femtosecond to attosecond) are produced by selecting high order harmonics of a femtosecond infrared laser which is focused into a cell of rare gas. We recently demonstrated the feasibility of using this source for coherent diffraction imaging with a spatial resolution of 78 nm. Furthermore, we demonstrated experimentally a holographic technique with extended reference and obtained a resolution of 110 nm in single shot (i.e. an integration time of 20 femtoseconds). A perception of an object in three dimensions gives us a better understanding thereof. A nanoscale 3D imaging techniques are from tomographic techniques of electron microscopy. However, many shots required (from different angles) make these techniques obsolete during the study time-resolved irreversible phenomena on non-reproducible samples. In this context, the aim of my thesis is to extend the 2D imaging techniques for 3D perception of nanoscale (physical, biological ) objects, while preserving the ultrafast appearance. The development of a new technology of 3D coherent imaging in single view, named ‘ankylography’, proposed by Professor Miao J. UCLA [Raines et al., Nature 2010] was made in progress. This technique allows reconstructing a 3D image of the sample after a single diffraction image. Its basic principle is to find the depth of a 3D object by the longitudinal constructive interference. However, this technique is more requested in both the quality of experimental data and the computer hardware and analysis. The other idea for 3D imaging is to imitate human vision using two coherent beams X arriving simultaneously on the sample but with a small angle. In this scheme, we use references near the target object (i.e. holography) to improve the signal to noise ratio in the diffraction pattern (hologram). Two holograms are then collected on the same detector. The inverse Fourier of each hologram forms two images from different views of the object. Parallax is thus produced. The stereo reconstruction of the object is performed by computer. Finally, the demonstration of applications will be considered after my thesis. This imaging of biological objects (such as nanoplanktons already collected and prepared CEA). And we are also interested in the study of 3D nanoscale objects (azo-polymers) movement on ultrashort time. Furthermore, another important application will be to study the ultra-fast phase transition such as nano-magnetic field where demagnetization phenomena induced by femtosecond pulse occurs
9
Casanova, Alexis. "Caractérisation et réduction de la gigue temporelle de lasers ytterbium ultrabrefs pompés par diode." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0931.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse se concentre sur la caractérisation et la correction de la gigue temporelle de lasers ultrabrefs, c'est-à-dire avec une durée d'impulsion sub-picoseconde, pompés par diode et avec un milieu à gain dopé à l'Ytterbium. Ce type de source laser a bénéficié d'un développement industriel rapide depuis le début des années 2000 et a trouvé de très nombreuses applications, notamment dans le domaine scientifique pour des expériences résolues en temps (FELs, accélérateurs de particules, OPAs...). Dans ce type d’applications, la réduction de la gigue des impulsions permet d’accéder à de meilleures résolutions temporelles et permet d’observer des phénomènes physiques extrêmement brefs.Dans ce travail, la gigue d'oscillateurs lasers ultrabrefs à verrouillage de mode passif a été corrigée et caractérisée en générant un signal d'erreur par photo-détection directe d'une part et par corrélation croisée optique d'autre part. La correction de la gigue temporelle par corrélation croisée optique permet d'obtenir une gigue résiduelle inférieure à 5fs, de l'ordre de la durée d'un cycle optique, avec des oscillateurs compacts et industriels. Une gigue résiduelle de ce niveau permet d’accéder à des expériences résolues en temps exigeantes en termes de stabilités temporelles des sources de lumière utilisée, par exemple une expérience d’interaction lumière-matière de type pompe-sonde avec une source laser à électrons libres.Un nouvel instrument basé sur la corrélation statistique des signaux de gigue générés par deux canaux de corrélations croisées optiques a été mis en place. Un tel instrument a permis de caractériser complètement la gigue temporelle d'oscillateurs à des fréquences de Fourier supérieures à la dizaine de kiloHertz lasers ultrabref en atteignant un plancher de bruit sub-zeptoseconde. La gigue additive d'amplificateurs lasers ultrabrefs a également été caractérisée par corrélation croisée optique, cela afin d'acquérir une compréhension globale de la gigue introduite par une chaîne laser ultrabrève amplifiée.Les mesures effectuées ont permis d’analyser les origines physiques de la gigue dans un système laser ultrabref. Ces résultats permettront à terme d’améliorer la correction de la gigue sur les systèmes industriels étudiés ainsi que de développer de nouvelles sources laser ultrabrèves intrinsèquement moins bruyantes. Une telle étude expérimentale pourra également servir de support pour éventuellement enrichir le modèle théorique des perturbations dans un laser ultrabrefThe main scope of this PhD work is to characterize and reduce the timing jitter of optical pulses with sub-picosecond duration, emitted by diode-pumped ultrafsat lasers with Ytterbium doped gain media. Such laser sources have been rapidly enhanced by a high-grade and efficient industrial development, giving access to numerous novel applications, especially in the fields of applied physics and chemistry with time-resolved experiments based on interaction between light and matter. In this latter topic resides a constant need to minimize the laser pulse train timing jitter in order to access physical phenomena with extremely short timescales such as electrons recombination.Two main detection techniques have been studied to characterize the timing jitter from passively modelocked laser oscillators. The first technique is based on direct photo-detection in the microwave domain whilst the second technique makes use of the balanced optical cross-correlation. Residual timing jitter from industrial compact laser oscillators has been reduced below 5fs, close to an optical cycle period. This performance makes the laser oscillators produced by Amplitude-Systemes already suitable for challenging time-resolved pump-probe experiments, in the presence for example of a free electron laser source.Timing jitter analysis has been enhanced by studying the cross-spectrum from jitter signals generated from two balanced optical cross-correlators. This technique allowed the entire characterization of the timing jitter density spectrum from laser oscillators above the ten-kiloHertz Fourier frequency with a sub-zeptosecond noise floor. Additive timing jitter from ultrafast laser amplifiers has also been studied with optical cross-correlation and gives a global comprehension of the timing jitter from a complete high-energy ultrafast laser chain.The collected measurments will be conducive to design a more adapted and performant timing synchronization system for industrial laser sources. A better knowledge of the non-trivial jitter sources, dependent on the laser parameters, will also allow to design intrinsically low-noise new laser sources based on the Ytterbium gain media. The cross-spectrum technique developed could be of use to characterize other laser technologies and to investigate the theoretical perturbation model of ultrafast lasers with a better experimental insight
10
Fang, Li. "Development of ultrafast saturable absorber mirrors for applications to ultrahigh speed optical signal processing and to ultrashort laser pulse generation at 1.55 µm." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112313/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous avons développé et étudié des miroirs absorbants saturables ultra-rapides, pour des applications au traitement de signaux optiques à très haut débit et la génération d’impulsions laser ultra-courtes à 1.55 µm. Dans une première partie, nous avons développé un miroir absorbant saturable ultra-rapide basé sur le semi-conducteur In₀.₅₃Ga₀.₄₇As soumis à une implantation ionique à température élevée de 300 °C. Des ions Fe ont été utilisés car il a été démontré que les niveaux Fe²⁺/Fe³⁺ peuvent agir comme des centres de recombinaison efficaces pour les électrons et les trous dans In₀.₅₃Ga₀.₄₇As. Nous avons étudié la durée de vie des porteurs en fonction de la dose ionique, la température et le temps de recuit. A part la durée de vie rapide, les caractéristiques de réflectivité non-linéaire, telles que l’absorption linéaire, la profondeur de modulation, les pertes non saturables ont été étudiées dans différentes conditions de recuit. Après un recuit à 600 °C pendant 15 s, un échantillon présentant une grande amplitude de modulation de 53,9 % et une durée de vie de porteurs de 2 ps a été obtenu. Dans une seconde partie, la gravure par faisceau d’ions focalisés (FIB) a été utilisée pour fabriquer une structure en biseau ultrafin sur de l’InP cristallin, pour réaliser un dispositif photonique multi-longueur d’onde à cavité verticale. Les procédures de balayage FIB et les paramètres appropriés ont été utilisés pour contrôler le re-dépôt du matériau cible et pour minimiser la rugosité de surface de la zone gravée. Le rendement de pulvérisation de la cible en InP cristallin a été déterminé en étudiant la relation entre la profondeur de gravure et la dose ionique. En appliquant les conditions de rendement optimales, nous avons obtenu une structure en biseau ultrafin dont la profondeur de gravure est précisément ajustée de 25 nm à 55 nm, avec une pente horizontale de 1:13000. La caractérisation optique de ce dispositif en biseau a confirmé le comportement multi-longueur d’onde de notre dispositif et montré que les pertes optiques induites par le procédé de gravure FIB sont négligeables. Dans une troisième partie, nous avons démontré que la réponse optique non-linéaire du graphène est augmentée de manière résonnante quand une monocouche de graphène est incluse dans une microcavité verticale comportant un miroir supérieur. Une couche mince de Si₃N₄ a été déposée selon un procédé de dépôt par PECVD spécialement développé pour agir comme couche de protection préalable avant le dépôt du miroir supérieur proprement dit, permettant ainsi de préserver les propriétés optiques du graphène. En incluant une monocouche de graphène dans une microcavité appropriée, une profondeur de modulation de 14,9 % a été obtenue pour une fluence incidente de 108 µJ/cm². Cette profondeur de modulation est beaucoup plus élevée que la valeur maximale de 2 % obtenue dans les travaux antérieurs. De plus un temps de recouvrement aussi bref que 0,7 ps a été obtenuIn this thesis, we focus on the development of ultrafast saturable absorber mirrors for applications to ultra-high speed optical signal processing and ultrashort laser pulse generation at 1.55 μm. In the first part, we have developed an ultrafast In₀.₅₃Ga₀.₄₇As -based semiconductor saturable absorber mirror by heavy ion implantation at the elevated temperature of 300 ºC. Fe ion has been employed as the implant since it has been shown that Fe²⁺/Fe³⁺ level can act as efficient recombination centers for electrons and holes in In₀.₅₃Ga₀.₄₇As. We studied the carrier lifetime of Fe-implanted sample as a function of ion dose, temperature and annealing time. Apart from the fast carrier lifetime, the characteristics of nonlinear reflectivity for the Fe-implanted sample, such as linear absorption, modulation depth, nonsaturable loss, have are also been investigated under different annealing temperature. Under annealing at 600 ºC for 15 s, the Fe-implanted sample with a big modulation depth of 53.9 % and a fast carrier lifetime of 2 ps has been achieved. In the second part, focused ion beam milling has been applied to fabricate an ultra-thin taper structure on crystalline indium phosphide to realize a multi-wavelength vertical cavity photonic device. The appropriate FIB scanning procedures and operating parameters were used to control the target material re-deposition and to minimize the surface roughness of the milled area. The sputtering yield of crystalline indium phosphide target was determined by investigating the relationship between milling depth and ion dose. By applying the optimal experimentally obtained yield and related dose range, we have fabricated an ultra-thin taper structure whose etch depths are precisely and progressively tapered from 25 nm to 55 nm, with a horizontal slope of about 1:13000. The optical characterization of this tapered device confirms the expected multi-wavelength behavior of our device and shows that the optical losses induced by the FIB milling process are negligible. In the third part, we demonstrate that the nonlinear optical response of graphene is resonantly enhanced by incorporating monolayer graphene into a vertical microcavity with a top mirror. A thin Si₃N₄ layer was deposited by a developed PECVD process to act as a protective layer before subsequent top mirror deposition, which allowed preserving the optical properties of graphene. Combining monolayer graphene with a microcavity, a modulation depth of 14.9 % was achieved at an input energy fluence of 108 µJ/cm². This modulation depth is much higher than the value of about 2 % in other works. At the same time, an ultrafast recovery time of 0.7 ps is retained
Books on the topic "Ultrafast PCR"
1
Naruse, Shoji, ed. Ultrafast Magnetic Resonance Imaging in Medicine. Elsevier Science Publishing Company, 1999.
Find full textBook chapters on the topic "Ultrafast PCR"
1
Sharma, Sunil, and Lokesh Tharani. "Photonics for AI and AI for Photonics: Material and Characteristics Integration." In Fiber Optics [Working Title]. IntechOpen, 2021. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.97781.
Full textAbstract:
We are living in the technological era, where everything is integrated with each other. If we are discussing regarding communication, it is integrated with one or two technologies. If we are discussing regarding automation, discussing regarding Image processing, discussing regarding embedded system, they all are integrated with a combination of technologies. Correspondingly Artificial Intelligence (AI) and Photonics are also integrated with each other. Now a day as AI is utilizing with photonics in abundant fields as well photonics is also serving AI to facilitate ultrafast AI networks to offer a novel class of Information Processing Machines (IPM). This chapter is based on identification and implementation of photonics for AI utility and AI for photonics. In this category a Dual core Photonics crystal fiber (PCF) is proposed which serve to identify infected cells of human being along with the integration of AI. This proposed design of PCF is providing relative sensitivity and confinement loss in an optimized manner with the impact of AI. Here potency of AI as well as of Photonics is explained to serve their applications related to each other.
Conference papers on the topic "Ultrafast PCR"
1
Stenz, C., F. Blasco, J. C. Pellicer, A. Antonetti, J. P. Chambaret, G. Chériaux, G. Darpentigny, et al. "Observation of Relativistic Self-Focusing, Self Channeling and Filamentation of Multiterawatt Ultra-Short Laser Pulses in Optical-Field Ionized Argon Gas Jets." In International Conference on Ultrafast Phenomena. Washington, D.C.: Optica Publishing Group, 1996. http://dx.doi.org/10.1364/up.1996.saa.4.
Full textAbstract:
A laser beam propagating in an underdense plasma undergoes relativistic self focusing and self-channeling, arising from the relativistic and charge-displacement mechanisms, as soon as its total power P exceeds the critical value Pcr= 16.2(ω0/ωp)2 GW. This as been established both theoretically [1] and experimentaly for laser pulses duration in the range of 400-500 fs [2]. Stability analysis against azimuthal perturbations of the propagation of an intense short pulse governed by relativistic and charge-displacement self-channeling non linearities have been recently examined[3]. The propagation, when P>Pcr, is considered as stable when it leads to a single main channel wich contains "30%-50% of the incident power P. Conversely the regime of strong filamentation (unstable) is caracterized by the formation of multiple channels each containing a power of approximately Per. The location of the domains of stability of the propagation of hyper-Gaussien beams are established in terms of two parameters, ρo=(ωpo.ro/c and η= Po/Pcr where ρo is the focal spot radius, ωpo is the unperturbed plasma frequency and c the speed of light. Far above threshold the formation of self generated magnetized light channels, due to a strong current of relativistic electrons and the coalescence of channels are also predicted [4].
2
Gärtner, Claudia, Holger Becker, Thomas Clemens, Richard Klemm, Matthias Klotz, and Nadine Hlawatsch. "Lab-on-a-chip PCR in continuous flow: an ultrafast analytical tool for B-agents." In SPIE Defense, Security, and Sensing, edited by Augustus W. Fountain III and Patrick J. Gardner. SPIE, 2009. http://dx.doi.org/10.1117/12.819429.
Full text
3
Klemm, Richard, Holger Becker, Nadine Hlawatsch, and Claudia Gärtner. "Lab-on-a-chip platforms from sample preparation via continuous-flow PCR to an ultrafast detection of B-agents." In SPIE Defense, Security, and Sensing. SPIE, 2012. http://dx.doi.org/10.1117/12.920790.
Full text
4
Becker, Holger, Nadine Hlawatsch, Richard Klemm, and Claudia Gärtner. "Integrated lab-on-a-chip: a combined sample preparation and PCR system as an ultrafast analytical tool for pathogen detection." In SPIE MOEMS-MEMS, edited by Holger Becker and Bonnie L. Gray. SPIE, 2011. http://dx.doi.org/10.1117/12.874551.
Full text
5
Gransee, Rainer, Tristan Schneider, Deniz Elyorgun, Xenia Strobach, Tobias Schunck, Theresia Gatscha, Christian Winkler, and Julian Höth. "Ultrafast real-time PCR with integrated melting curve analysis and duplex capacities using a low-cost polymer lab-on-a-chip system." In SPIE Sensing Technology + Applications, edited by Brian M. Cullum and Eric S. McLamore. SPIE, 2015. http://dx.doi.org/10.1117/12.2179461.
Full text
6
Le Blanc, C., J. P. Chambaret, G. Grillon, G. Boyer, M. Franco, A. Mysyrowicz, and A. Antonetti. "All solid femtosecond oscillator-amplifier laser chain with 100 mJ per pulse." In International Conference on Ultrafast Phenomena. Washington, D.C.: Optica Publishing Group, 1992. http://dx.doi.org/10.1364/up.1992.thc10.
Full textAbstract:
We describe a femtosecond laser system relying entirely on Solid State technology, capable of delivering femtosecond optical pulses with an energy of 100 mJ per pulse at a repetition rate of 10 Hz (see figure).
7
Sheinman, Matthew, Shyamsunder Erramilli, Lawrence Ziegler, Mi K. Hong, and Jerome Mertz. "Flatfield Ultrafast Imaging with Single-Shot Non-Synchronous Array Photography." In International Conference on Ultrafast Phenomena. Washington, D.C.: Optica Publishing Group, 2022. http://dx.doi.org/10.1364/up.2022.th5a.4.
Full textAbstract:
A diffractive optical element, custom echelon, and microlens array are used to achieve ultrafast imaging of at upwards of 4.2 trillion frames per second. We term this new technique Single-Shot Non-Synchronous Array Photography (SNAP).
8
Dykaar, Doug R. "Generation of Pulsed High Power Far Infrared Radiation." In International Conference on Ultrafast Phenomena. Washington, D.C.: Optica Publishing Group, 1992. http://dx.doi.org/10.1364/up.1992.mc15.
Full textAbstract:
Using large aperture photoconductive switches(1) and interferometric detection(2), we have measured pulses of far infrared radiation (FIR) in excess of 100 nJ per pulse with pulse widths of 600 fs (FWHM). This is the most sub-picosecond FIR generated to date. Detection was accomplished using a pyroelectric detector(2).
9
Karthick Kumar, S. K., and D. Goswami. "Time Comb Pulses Through Ultrafast Pulse Shaping." In Photorefractive Effects, Photosensitivity, Fiber Gratings, Photonic Materials and More. Washington, D.C.: OSA, 2007. http://dx.doi.org/10.1364/pr.2007.mb61.
Full text
10
Dombi, P., A. Horl, P. Racz, I. Marton, A. Trugler, J. R. Krenn, and U. Hohenester. "Ultrafast strong-field photoemission from plasmonic nanoparticles." In 2013 Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR). IEEE, 2013. http://dx.doi.org/10.1109/cleopr.2013.6600311.
Full text