Dissertations / Theses: 'Laser contrast'

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Sun, Shen. "Laser Doppler imaging and laser speckle contrast imaging for blood flow measurement." Thesis, University of Nottingham, 2013. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.604304.

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Abstract:

The two blood flow imaging techniques, laser Doppler blood flow imaging (LDI) and laser speckle contrast blood flow imaging (LSCI), are well established and broadly applied in medical research. They are similar as both detect and process a fluctuating interference (speckle) pattem. However, the difference between processing algorithms provides different imaging characteristics. LDI can provide accurate, quantitative blood flow measurement which is seldom achieved by LSCI. Nevertheless, the fast imaging speed and simple instrumental setup provided by LSCI overcome some of the limitations ofLDI. With the development of high frame rate cameras full field LDI is now feasible and with the development of new processing algorithms LSCI is now providing more accurate quantitative information. It is therefore important to compare the performance of these two techniques. A full-field LDI system based on an FPGA (Field Programmable Gate Array) coupled with a high-speed CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) camera chip has been developed which provides blood flow images with flexible frame rates and spatial resolution. When a high spatial resolution is required, 1280xl024-pixel blood flow images were obtained by processing up to 2048 samples at O.2fps (frame per second). Altematively, a maximum of 15.5fps was achieved by reducing the resolution and sampling points to 256x256 pixels and 128 samples respectively. As a generic full-field LDI system, several parts of the system (memory unit, processing unit) can be simply updated or transplanted to another platform. The resource usage is optimized by utilizing a mixture of fixed and floating-pointing implementations, and the imaging speed is maximised because of the design of streamline structure which enables continuous input of data. Images were obtained of rotating diffusers at different rotation velocities and the system provides a linear relationship with velocity. Human blood flow images are also demonstrated both of the finger and of a healing wound. The author-designed LDI system was then applied to a high-spatial resolution flow imaging application in which the mixture of water and polystyrene micro spheres was pumped through a micropipette (diameter = 250llm) with controlled velocities, and the resulting flow was imaged and processed. The accurate, high-spatial resolution flow measurement was demonstrated by the resulting flow images which are of size 1280x 1 024 pixels and obtained by processing 2048 samples at each pixel. Besides the LDI system, a novel LSCI system has been developed on the same platform, establishing a unique LDI and LSCI hybrid system. By developing the LSCI method with equivalent exposures, the LDI data can be analysed using LSCl processing, enabling a truly fair comparison of these two methodologies. For comparison, measurements were carried out on a rotating diffuser that simulates the human tissue with controlled parameters. Although LDI and LSCI are qualitatively similar, the lack of quantitative blood flow measurement ofLSCI was recognized from the comparison since LSCI is exposure time dependent and unable to linearly detect the velocity changes. 11 To improve the linearity and accuracy ofLSCI measurement, multi-exposure laser speckle contrast imaging (MLSCI) has been introduced. However this increases image acquisition time as consecutive images at different exposure times need to be acquired. On the basis of the novel LSCI method, a new MLSCI scheme has been invented. The advantage of the MLSCI is that each frame is exposed with a fixed duration and various exposure times are alternatively achieved by accumulating several successive frames. In this way, the requirement to obtain a wide range of exposure times from consecutive images is overcome. This reduces image acquisition time as it depends on the longest exposure time rather than the sum of all exposures. From measurements of a rotating diffuser, the MLSCI was demonstrated to be capable of quantitatively measuring flow changes as in LDI. III

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Song, Lipei. "Endoscopic laser speckle contrast analysis for tissue perfusion." Thesis, Imperial College London, 2013. http://hdl.handle.net/10044/1/10923.

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Abstract:

Laser speckle contrast analysis (LASCA), as a method of measuring blood flow speed and tissue perfusion, is a full field imaging technique requiring simple configurations and data processing, which is important for the application in real time in vivo. But LASCA is sensitive to changes in environmental factors. The application in vivo is also limited to superficial detection due to the limitation of the light penetration depth. Therefore this thesis aims to develop an endoscopic LASCA system to extend the access to internal detection and explore the relationship between the contrast and experimental parameters. Firstly the relationship between the contrast and speckle size, flow mode, quantity of stationary scatterers and the signal intensity were investigated. Theoretical models for the relationship between the contrast and the mean intensity of the speckle pattern were deduced and the correction methods were introduced to correct the contrast bias due to the intensity difference. Then a flexible single wavelength endoscopic laser speckle contrast analysis system (ELASCA) was developed using a leached fibre image guide (LFIG). A Butterworth filter and defocus were used to remove the fibre pattern to retrieve the contrast images. This system and the data processing methods were used on a customized phantom demonstrating that this ELASCA system can detect the flow speed changes in an imaging domain. Afterwards a dual-wavelength ELASCA was developed for functional imaging of the blood circulation. The test on a human fingertip and rabbit uterine blood vessels show that this system can monitor the change of blood flow speed and the oxygen saturation introduced by occlusion, in addition to the cardiac pulse and respiration rate. Then a novel application of LASCA to visualize the ultrasound pressure field and the propagation of the shear wave is presented for the application of locating area of interest (AOI) and detecting tissue variation.

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Flacco, Alessandro. "Experimental study of proton acceleration with ultra-high intensity, high contrast laser beam." École polytechnique, 2010. http://www.theses.fr/2008EPXX0071.

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Abstract:

La production de faisceaux énergétiques d'ions/protons avec des impulsions laser à intensités relativistes (I>10^{18}W/cm^2) a reçu, au cours des dernières années, un intérêt croissant parmi les scientifiques travaillant dans les domaines de l'optique, de la physique des plasmas et des accélérateurs. Une fraction des électrons est chauffée à haute température lors de l'interaction entre une impulsion laser femtoseconde et un plasma surdense. Les ions et les protons sont extraits et accélérés par la séparation de charge qui est produite pendant l'expansion du plasma. Les résultats présentés dans ce manuscrit décrivent la réalisation d'expériences d'accélération d'ions avec un système laser à haute puissance et à haut contraste (XPW). Deux expériences préparatoires sont réalisées, afin d'étudier l'interaction entre le piédestal d'une impulsion laser et une cible. L'expansion d'un plasma créé par laser à intensité moyenne est mesurée par interférométrie; l'évolution de la longueur de son gradient de densité est déduite par les cartes de densité électronique, mesurées à différents instants. La variation de la réflectivité absolue d'une cible mince d'aluminium est mise en corrélation avec la température électronique afin de contrôler le débouché du choc produit par le laser. La corrélation entre les deux expériences est finalement utilisée pour définir le conditions optimales pour l'accélération des protons. Des expériences d'accélération de protons avec un laser à haut contraste, la construction et la validation d'un spectromètre (Galette a Micro-canaux et Parabole Thomson), ainsi que des autres détails sur le montage sont présentés. Les résultats ainsi obtenus montrent que l'amélioration du contraste permet d'utiliser des cibles plus minces et de produire des conditions d'interaction plus stables et contrôlables. Des faisceaux des protons ayant énergie cinétique supérieure à 4MeV sont produits, avec une stabilité tir à tir meilleure de 4% rms. L'accélération des protons avec deux impulsions laser confirme que l'absorption d'énergie laser est augmentée dans le cas des cibles pre-chauffées par une impulsion laser avec les bons paramètres
The production of energetic proton/ion beams with laser pulses at relativistic intensities (I>10^{18}W/cm^2) has received, in the past few years, increasing interest from the scientific community in plasma, optics and accelerator physics. A fraction of electrons is heated to high temperature during the ultrafast interaction between a femtosecond laser pulse and an overdense plasma. Ions and protons are extracted and accelerated by the charge separation set up during the expansion of the plasma. The results presented in this manuscript report on the realization of ion acceleration experiments using a high contrast (XPW) multi-terawatt laser system. Two preparatory experiments are set up, aiming to study the pedestal of a laser pulse interacting with the target. The expansion of a plasma created by a laser at moderate intensity is measured by interferometry; the evolution of the density gradient length is deduced from the electron density maps at different moments. The variation of the absolute reflectivity of a thin aluminium foil is correlated to the electron temperature and is used to monitor the arrival time of the laser produced shock. The crossing between the two experiments is finally used to define the optimum condition for proton acceleration. Proton acceleration experiments with high contrast laser are reported, including the construction and the validation of a real-time, single shot ion spectrometer (Micro-channel Plate and Thomson Parabola), and other details of the realised setup. The obtained results show that the increased contrast enables the use of thinner targets and the production of more stable and controllable interaction conditions. Proton beams with kinetic energy higher than 4 MeV are produced, with a shot-to-shot stability better than 4% rms. Proton acceleration experiment with two laser beams confirms that the laser energy absorption is enhanced when the target is pre-heated by a laser pulse with proper parameters

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Apeland, Knut Øyvind. "Reduction of speckle contrast in HDTV laser projection display." Thesis, Norwegian University of Science and Technology, Department of Electronics and Telecommunications, 2008. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:no:ntnu:diva-8943.

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Abstract:

Abstract In this thesis the focus has been on laser speckle. It is done in collaboration with poLight. They are developing a projector, where laser light is the source of illumination. In such projectors, laser speckle degrades the image quality. The aim of this project is to construct a speckle reduction device to be used in the laser projector. The theory covers a description of laser speckle, how to reduce the speckle contrast, and five methods to so. We explain why speckle arises and which parameters we can manipulate to reduce the speckle contrast. The five speckle reduction methods included in this thesis are; vibrating diffuser, slowly moving diffuser, Hadamard matrices, scattering tube, and vibrating mirror. Large vibrational motions are unwanted, considering the size of the device, generation of noise, and problems with alignment of the optical components in the projector that this would lead to. The quality of the laser beam is prominent in order to produce a sharp image, thus the use of diffusers with large scattering angles is not a good solution. The scattering tubes, designed by poLight, are tubes filled with micro pearls in a polymer gel. The size of the pearls decides the nature of the scattering. Larger pearls will give less back scattering and more light transmitted in the forward direction. If the tubes are rotated in a well balanced device we can avoid generating vibrations. The Hadamard matrices is the only one of the five methods which is not based on a motion. The challenge is to find a SLM to implement the matrices. It requires a low response time in order to present enough matrices during the exposure time of the eye. The laboratory setup we use to measure the speckle contrast is an improved version of the setup constructed in the specialisation project. A screen was removed from the old setup, and the speckle is now imaged directly from the speckle reduction device. The measured speckle reduction is thus due to the device alone, and not affected by the screen. The results were reproducible and in agreement with what we expected. We implemented a vibrating diffuser, both the single and the slowly moving. A piece cut from a plastic bag and some Scotch Magic tape were used as diffusers. The tape is the strongest diffuser and gives the lowest speckle contrast, however, it also has the largest scattering angle. The single tape diffuser reduced the speckle contrast to $C = 0.112$. With two tape difusers in series the intensity in the images becomes too low to exploit the dynamic range of the CCD sensor. The result is a higher calcualted speckle contrast with two diffusers, $C=0.131$, even though it ought to be smaller. We tested five prototypes of the scattering tube with different concentrations. The tube with the highest concentration has the highest speckle reduction abilities. It also has the strongest scattering effect. The scattering is less than with the tape diffuser, and so is the speckle reduction. The speckle contrast is reduced to $C=0.320$ when the tube is rotated, and to $C=0.389$ when it is vibrated. The tubes was also tested in series with a ground glass. The ground glass acted as a second diffuser. In this setting, vibration and rotation of the tubes reduced the speckle contrast equally, $C approx 0.283$ From the measured speckle contrast of the diffusers and tubes in stationary conditions, a polarization analysis should show a depolarization of the laser beam. This were the case only for the plastic diffuser. It is assumed that the error lays with the polarization analysis. There should be a depolarization in the tape and a partial depolarization in the tubes. A calculation of the speckle size was performed as well. Based on the theory we expected the size of the speckle grains to be $sigma_s = 37.77~mu m$. From the Fourier analysis of a speckle image from the setup we calculated the speckle size to be $sigma_s = 5.35$~mm, which is approximately 140 times bigger. The expected speckle size is too small, because we did not take into account a small magnification in the setup. The Fourier analysis of discrete and limited sets of data points is probably the main explanation of the difference, but a more thorough study is needed.

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Young, Anthony M. "Investigation of Laser Speckle Contrast Imaging's Sensitivity to Flow." Miami University / OhioLINK, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=miami153256524246362.

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Li, Sinan. "Laser speckle contrast detection of acoustic radiation force response." Thesis, Imperial College London, 2015. http://hdl.handle.net/10044/1/34931.

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Abstract:

Light and ultrasound are both non-ionizing radiations, ideal for biomedical applications. Recent studies on combining ultrasound and light for biomedical imaging show new promises in improving imaging quality and/or providing complementary imaging contrast. Among a variety of the imaging modalities that simultaneously use ultrasound and light, this work focuses on optical detection of tissue responses to acoustic radiation force (ARF). The applications include optical shear wave elastography and ultrasound modulated optical tomography. The first half of the thesis provides a systematic study on tracking shear waves in optical turbid media using CCD-based laser speckle contrast analysis. The theory, simulation and experiment are developed and cross-validated. The simulation quantitatively relates CCD speckle contrast signal with shear waves, providing useful information to understand the underlying physics. In addition, multiple shear waves are tracked using laser speckle contrast detection. Results show that two counter-propagating shear waves produce a modulation pattern in the optical signal, and the modulation pattern was suggested by simulation as a result of the dual shear wave interference. Shear wave speed measurements in phantoms suggest that the dual shear wave approach is more accurate than the single shear wave approach as that the standard deviation of the speed measurement is reduced by a factor of at least 2. The the dual shear wave approach also provides a reduced boundary effect. Both factors suggest that the dual shear wave approach should improve the accuracy of elasticity measurements. In the second half of the thesis, instead of detecting ARF response in the late phase, the study is motivated by detecting ARF response in the early stage for enhancement of ultrasound modulation of light. A pilot study on incorporating perfluorocarbon-based phase change contrast agent with ultrasound modulated optical tomography is explored. To understand the phase transition process, a quantitative measurement of acoustic nanodroplet vapourisation is developed. A preliminary result also showed that a single ultrasound burst can simultaneously vaporise the nanodroplets and sonify the converted microbubbles to provide additional ultrasound modulation of light. This additional light modulation was shown to increase the laser speckle contrast signal detected on a CCD camera.

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Floquet, Vincent. "Génération d’ions rapides par impulsions laser ultra intenses et ultra courtes." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112269/document.

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Abstract:

Pour accélérer des ions/protons il est possible d'utiliser une impulsion laser de courte durée temporelle (quelques dizaines de femtosecondes) focalisée sur quelques micromètres sur une cible solide (aluminium, carbone, plastique...). L'intensité du champ électromagnétique atteinte sur cible (> 1018 W.cm-2) nous permet de former un plasma chaud et dense. La dynamique des électrons de ce plasma génère des champs électriques intenses aux interfaces plasma-vide par séparation de charge. Ce champ électrique est alors responsable de l'accélération des ions situés sur la couche superficielle des cibles où se sont déposés des polluants organiques (dont des protons). Ce mécanisme d'accélération connu sous le nom de Target Normal Sheath Acceleration (TNSA), a constitué l'objet des travaux exposés dans cette thèse.Nos efforts au cours des différentes campagnes expérimentales se sont concentrés sur l'augmentation de l'énergie maximale des protons. En effet, les applications potentielles des particules de hautes énergies requièrent des énergies de l'ordre de la centaine de MeV. Pour ce faire, nous avons étudié différentes configurations permettant l'augmentation du couplage entre une impulsion laser et un plasma, ceci afin de transmettre avec le meilleur rendement possible, l'énergie du laser aux ions accélérés. C'est principalement en utilisant des configurations particulières de cibles (cibles avec microsphères, réseaux, cibles en mousses) que nous avons procédé. Des expériences utilisant une pré-impulsion comme contrôle de l'expansion du plasma ont également été réalisée. Du point de vue des applications et utilisations des ions accélérés, une étude des matériaux de fluorescence (CdWO4) a été menée dont le but était d'explorer le dépôt d'énergie des ions dans la matière, à des débits de flux jusqu'alors inaccessible avec les accélérateurs conventionnels
Accelerating ions/protons can be done using short laser pulse (few femtoseconds) focused on few micrometers area on solid target (carbon, aluminum, plastic...). The electromagnetic field intensity reached on target (1019 W.cm-2) allows us to turn the solid into a hot dense plasma. The dynamic motion of the electrons is responsible for the creation of intense static electric field at the plasma boundaries. These electric fields accelerate organic pollutants (including protons) located at the boundaries. This acceleration mechanism known as the Target Normal Sheath Acceleration (TNSA) has been the topic of the research presented in this thesis.The goal of this work has been to study the acceleration mechanism and to increase the maximal ion energy achievable. Indeed, societal application such as proton therapy requires proton energy up to few hundreds of MeV. To proceed, we have studied different target configurations allowing us to increase the laser plasma coupling and to transfer as much energy as possible to ions (target with microspheres deposit, foam target, grating). Different experiments have also dealt with generating a pre-plasma on the target surface thanks to a pre-pulse. On the application side, fluorescent material such as CdWO4 has been studied under high flux rate of protons. These high flux rates have been, up to now, beyond the conventional accelerators capabilities

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Lifjeld, Anders. "Reduction of speckle contrast in laser based HDTV projection displays." Thesis, Norwegian University of Science and Technology, Department of Electronics and Telecommunications, 2007. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:no:ntnu:diva-9636.

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Abstract:

In this assignment the theoretical background for the nature of speckle is presented and practical work was done to reduce the speckle effect in a display system based on a laser source. This was done without any picture modulators, or any kind of line scan or flying spot scanning. Work was done to find the right setup to be able to as easy as possible characterize the statistics of the speckle in an image. A still image of an expanded laser spot worked as an image. A series of test sets were carried out to address the different factors which could make a difference on the speckle contrast and their role in such systems.

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Stuart, Nicholas. "Generation of high-contrast, terawatt to petawatt OPCPA laser pulses." Thesis, Imperial College London, 2016. http://hdl.handle.net/10044/1/51098.

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Abstract:

Laser-matter experiments using >10^18 W cm^2 focused light intensities from terawatt to petawatt peak-power laser systems are highly sensitive to the optical noise sources that are generated and amplified in conjunction with the primary high-power laser pulse. This limits the temporal intensity contrast, the signal to noise of the primary pulse intensity in time. This thesis presents a detailed investigation into the noise sources that degrade the contrast of high-power laser pulses created for laser-matter interaction experiments. To achieve this, a high-contrast multi-terawatt peak-power laser system, named Cerberus, has been developed to deliver up to 5 J, 500 fs pulses (10 TW) using an optical parametric chirped pulse amplification (OPCPA) front-end and Nd:Glass laser rod power amplifiers. To compliment this study, >10^10 dynamic range diagnostics have been developed that measure these noise sources in the presence of the intense primary pulse. Parametric fluorescence noise from parametric amplifiers was measured with a diagnostic able to observe the real-time seeded OPCPA fluorescence noise emission and determined the fluorescence emission to be directly linked to the level of pump-depletion, with a ~500 times contrast enhancement from the undepleted to maximum pump depletion modes of operation. A combination of picosecond-pumped OPCPA and nanosecond-pumped OPCPA amplifiers effectively suppresses the longer timescale parametric fluorescence to >10^8-10^10 contrast. A scanning third-order autocorrelator diagnostic (TOAD) was developed to characterise the compressed pulses emitted from a range of mode-locked laser oscillator sources and the compressed high-power laser pulses from major laser laboratories in the UK. We found the commonly used chirped pulse amplification architecture limits the temporal contrast from formation of an incoherent noise pedestal that can extend many hundred of picoseconds before the arrival of the primary laser pulse. We also observed non-linear generation of pre-pulses from internal reflections inside parallel-faced OPCPA crystals incident with long duration pump pulses.

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Arnesson, Fredrik. "How to run a semiconductor diode laser in a stable way." Thesis, Umeå universitet, Institutionen för fysik, 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-56794.

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Abstract:

Interferometry and holography are two well-known methods for measuring distances, positions, vibrations, index of refraction etc. In these methods a coherent light source is used to create interference between different parts of the light. Since the wavelength of the light is used as reference it is possible to achieve very good accuracy in the measurements. The need of small and cheap light sources for these applications is large and an interesting alternative would be to use ordinary semiconductor diode lasers. These are unfortunately not designed to give sufficiently good coherence. In this Master Thesis work investigations of how the coherence of semiconductor diode lasers is affected by changes in temperature, injection current and between different individuals are performed. A Michelson interferometer is used to create an interference pattern where the contrast then can be analyzed. The contrast is related to the coherence of the laser, i.e., good coherence will give high contrast. The results show that in order to drive the laser in a stable way it is better to hold the temperature constant and varying the injection current until the wanted output power is achieved instead of doing the opposite. The results also indicate that the best coherence is achieved for low temperatures (around 10 OC) and high injection currents (around 80 mA). During these conditions a contrast of 70 % -80 % is achieved. The result of this Master Thesis work gives a hint on how to run a semiconductor diode laser in a stable way.

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Khodakovskiy, Nikita [Verfasser]. "Methods of ultra-fast laser contrast diagnostics and optimization / Nikita Khodakovskiy." Berlin : Freie Universität Berlin, 2020. http://d-nb.info/120492693X/34.

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Flacco, A. "Experimental Study of Proton Acceleration with Ultra-High Intensity, High Contrast Laser Beam." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005616.

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Abstract:

La production de faisceaux énergétiques d'ions/protons avec des impulsions laser à intensités relativistes (I>10^{18}W/cm^2) a reçu, au cours des dernières années, un intérêt croissant parmi les scientifiques travaillant dans les domaines de l'optique, de la physique des plasmas et des accélérateurs. Une fraction des électrons est chauffée à haute température lors de l'interaction entre une impulsion laser femtoseconde et un plasma surdense. Les ions et les protons sont extraits et accélérés par la séparation de charge qui est produite pendant l'expansion du plasma. Les résultats présentés dans ce manuscrit décrivent la réalisation d'expériences d'accélération d'ions avec un système laser à haute puissance et à haut contraste (XPW). Deux expériences préparatoires sont réalisées, afin d'étudier l'interaction entre le piédestal d'une impulsion laser et une cible. L'expansion d'un plasma créé par laser à intensité moyenne est mesurée par interférométrie; l'évolution de la longueur de son gradient de densité est déduite par les cartes de densité électronique, mesurées à différents instants. La variation de la réflectivité absolue d'une cible mince d'aluminium est mise en corrélation avec la température électronique afin de contrôler le débouché du choc produit par le laser. La corrélation entre les deux expériences est finalement utilisée pour définir le conditions optimales pour l'accélération des protons. Des expériences d'accélération de protons avec un laser à haut contraste, la construction et la validation d'un spectromètre (Galette a Micro-canaux et Parabole Thomson), ainsi que des autres détails sur le montage sont présentés. Les résultats ainsi obtenus montrent que l'amélioration du contraste permet d'utiliser des cibles plus minces et de produire des conditions d'interaction plus stables et contrôlables. Des faisceaux des protons ayant énergie cinétique supérieure à 4MeV sont produits, avec une stabilité tir à tir meilleure de 4% rms. L'accélération des protons avec deux impulsions laser confirme que l'absorption d'énergie laser est augmentée dans le cas des cibles pre-chauffées par une impulsion laser avec les bons paramètres.

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Kemp, Gregory Elijah. "Specular Reflectivity and Hot-Electron Generation in High-Contrast Relativistic Laser-Plasma Interactions." The Ohio State University, 2013. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1375386740.

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Sharba, Ahmed Baqer Ridha. "Techniques for temporal contrast enhancement and phase characterisation of ultra-short laser pulses." Thesis, Queen's University Belfast, 2018. https://pure.qub.ac.uk/portal/en/theses/techniques-for-temporal-contrast-enhancement-and-phase-characterisation-of-ultrashort-laser-pulses(42a4a5ca-46d2-4e9c-b7fa-059efe1d7158).html.

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Abstract:

This thesis describes methods for temporal contrast enhancement and phase characterisation of ultra-short laser pulses using nonlinear optical processes. Ultra-short laser pulses generated using the chirped-pulse amplification technique usually have unwanted emission that precedes and follows the main peak. The preceding part can cause significant changes in the conditions and the results of experiments implemented with these pulses. The first part of this thesis is devoted to the description and implementation of two techniques for enhancing the temporal contrast of ultrashort laser pulses. The first technique employs a second harmonic generation process linked to a low-gain optical parametric amplification stage. The second temporal contrast technique is one that uses cross-polarised wave generation. The second part of the thesis describes methods for phase characterisation of ultrashort laser pulses, based on the dispersion scan technique. In this method, the pulse is chirped with a set of chirp values and used to pump a nonlinear process. The phase of the pulse is extracted by linking the output of the process with simulated spectra via a phase function guessed by an iterative algorithm. This part will firstly describe and characterise a dispersion scan technique that uses second harmonic generation. Secondly, a new variant of the technique that employs self-phase modulations is introduced and characterised. The performance of both methods is optimised using a new method for phase representation, based on summing a set of Gaussian functions.

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Delmas, Olivier. "Étude de la mise en forme temporelle d’impulsions laser de haute puissance pour l’excitation des sources laser X-UV sur la plateforme LASERIX." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS277/document.

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Abstract:

La présente thèse s’inscrit dans le cadre du développement des lasers X-UV générés en régime collisionnel transitoire et a pour objet principal d’étudier l’influence de la mise en forme temporelle des impulsions laser de haute puissance sur l’efficacité de génération de ces sources. Mon travail essentiellement expérimental a consisté à étudier de nouveaux schémas de pompage mettant en oeuvre différents dispositifs permettant de produire des préimpulsions et/ou un piédestal d’ASE au sein de la chaîne laser pilote. Dans ce manuscrit, je présente ces dispositifs et montre l’influence des différents paramètres laser sur l’efficacité de production du laser X-UV. L’étude expérimentale met tout d’abord en évidence une augmentation significative de l’énergie et de la durée de vie dela source laser X-UV en présence d’une préimpulsion.Dans ce contexte, un dispositif a été expérimenté permettant de générer au sein d’un unique faisceau laser, les deux principales impulsions précédées de la pré-impulsion, tout en gardant un contrôle sur leurs caractéristiques spectro-temporelles.Une approche alternative a été expérimentée dans laquelle un laser annexe « Q-switch » à bas coût est utilisé pour générer un plasma peu dense avecde faibles gradients de densité. Ce dernier dispositif a montré d’excellentes performances sur une large plage de longueur d’onde, et a été utilisé pour réaliser une expérience d’injection d’harmoniques d’ordre élevé, générées sur la voies econdaire à partir d’une cellule de gaz d’Argon.Une amélioration notable des caractéristiques spatiales et de la cohérence temporelle du laserX-UV a pu être observée
The thesis fits within the framework ofsoft x-ray lasers (SXRL) development and has formain objective to study the influence of the temporal shaping of ultra-intense laser pulses, on the efficiency of SXRL generation. My thesiswork consisted in studying, designing and calibrating new pumping schemes through various devices based on the prepulse generation and/or an amount of ASE within the laser driver.In this manuscript, I study their influence on the SXRL generation efficiency by highlighting the optimization parameters such as the delay and the energy ratio between pulses, or the duration of each of them. The experimental study highlights first of all the influence of a prepulse on the SXRL generation efficiency. In the same framework, a device was experimented, allowing to generate within a single laser beam two mainpulses preceded by a prepulse, while maintaining a control over their spectro-temporalcharacteristics.An alternative approach was experimented in which an additional low cost « Q-Switch » lase rwas used to produce a under dense plasma presenting smooth electronic density gradients.This last device has showed excellent performances on a wide wavelength range andhas been used to perfom an experiment of highorder harmonic seeding generated from an Argongas cell on the secondary LASERIX beamline. A noteworthy improvement of the spatial characteristics and the temporal coherence of theSXRL have been observed

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Rassuchine, Jennifer Melissa. "Enhanced hot electron confinement and isochoric heating in high contrast ultra-intense laser produced plasmas via novel conical micro-target design." abstract and full text PDF (free order & download UNR users only), 2007. http://0-gateway.proquest.com.innopac.library.unr.edu/openurl?url_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:dissertation&res_dat=xri:pqdiss&rft_dat=xri:pqdiss:3289454.

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Becker, Georg [Verfasser], Malte Christoph [Gutachter] Kaluza, Paul [Gutachter] Neumayer, and Matthias [Gutachter] Schnürer. "Characterization of laser-driven proton acceleration with contrast-enhanced laser pulses / Georg Becker ; Gutachter: Malte Christoph Kaluza, Paul Neumayer, Matthias Schnürer." Jena : Friedrich-Schiller-Universität Jena, 2021. http://d-nb.info/123917750X/34.

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Johansson, Louise. "Analysis of cartilage surfaces using laser speckle imaging." Thesis, Linköping University, Department of Biomedical Engineering, 2006. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-5830.

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Abstract:

An arthroscope is a diagnostic instrument for visualisation of the interior of a joint. By adding a laser to an arthroscope and feeding the images to a computer, one gets an method to measure the structure of the cartilage covering the joint. This gives an added diagnostic value. The laser will create laser speckles and this report covers the basic theories behind this. The anatomy of the joints, the properties of cartilage and the background on the disease arthritis are also covered, as well as the field of surface topography and image processing.

Experiments were performed on three different materials - metals of different definite surface roughness, polymerised collagen and bovine articular cartilage.

The conclusion is that the technique would work, providing that some obstacles could be overcome. The technique itself is very precise and detects nanometric differences in the surface structure, making it extremely interesting for research purposes, such as follow-ups on treatments and studies of arthritis and cartilage repair.

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Adamonis, Jonas. "High power Nd:YAG laser for pumping of OPCPA systems." Doctoral thesis, Lithuanian Academic Libraries Network (LABT), 2013. http://vddb.laba.lt/obj/LT-eLABa-0001:E.02~2013~D_20130925_093516-33211.

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Abstract:

This thesis was aimed to develop, investigate and optimize high power Nd:YAG laser system for OPCPA (Optical Parametric Chirped Pulse Amplifiers) pump. The particular attention is paid for the temporal characteristics of the Nd:YAG amplifies output pulse. Employment of Fabry-Perоt etalons in the cavities of two-stage Nd:YAG regenerative amplifier enables for amplified pulse stretching from 60 fs to ~ 100 ps pulse widths. The modulation of amplified pulse envelope is minimal when ration of thickness of the etalons is around 2. Envelope modulation can be controlled by changing the reflectivity of etalons. In order to improve amplified pulse contrast, we for the first time to our knowledge implemented second order intensity dependent filter, based on the effect of fundamental pulse polarization rotation in unbalanced second harmonic generators. By using this method, the contrast of the output pulses was improved by >102 times. We also demonstrated that Gaussian pulses from the output of Nd: YAG amplifiers can be transformed into flat–top pulses by using cascade second harmonic generation processes. The developed high output energy Nd:YAG amplifiers system for OPCPA pumping is optically synchronized with pulses of Yb:KGW oscillator and features two 532 nm outputs with pulse parameters: a) Gaussian pulse profile, ~ 300 mJ energy, 75 ps pulsewidth; b) hiper- Gaussian pulse profile, ~100 mJ energy, pulse width 100-150 ps.
Disertacija yra skirta sukurti, ištirti ir optimizuoti didelės galios Nd: YAG lazerių sistemą efektyviam moduliuotos fazės signalų optinių parametrinių stiprintuvų kaupinimui. Ypatingas dėmesys yra skiriamas Nd:YAG stiprintuvų išvadinių impulsų laikinių parametrų formavimui. Pademonstravome, kad Fabry-Pero interferometrų panaudojimas Nd:YAG dvipakopio regeneracinio stiprintuvo rezonatoriuose leidžia stiprinamų impulsų trukmę padidinti nuo ~ 60 fs iki 100 ps. Tuo tarpu išvadinių impulsų laikinės plėtros mastas bei gaubtinės moduliacijos gylis gali būti valdomas keičiant etalonų atspindžio koeficientą, o jų gaubtinės moduliacijos vertė mažiausia, kai etalonų storio santykis artimas 2. Sustiprintų impulsų kontrasto gerinimui pirmą kartą pritaikėme netiesinį antros eilės filtrą, veikiantį fundamentinės spinduliuotės poliarizacijos sukimo, išderintame antros harmonikos generatoriuje, efekto pagrindu. Tokiu būdu Nd:YAG stiprintuvuose sustiprintų impulsų kontrasto vertė pagerinta apie 102 kartų. Taip pat pademonstruota, kad Nd: YAG stiprinimo sistemos išėjime naudojant pakopinius antros harmonikos generacijos procesus, Gauso formos impulsus galima transformuoti į hipergauso impulsus. Sukurta didelės išvadinės energijos pikosekundinė Nd:YAG stiprintuvų sistema yra optiškai sinchronizuota su užduodančio femtosekundinio Yb:KGW osciliatoriaus impulsais ir turi ~ 300 mJ , 75 ps trukmės Gauso impulsų bei 100 mJ, > 100 ps trukmės hipergauso laikinės formos impulsų išvadus.

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Khalil, Adil. "Processing of laser speckle contrast images : study of mathematical models and use of nonlinear analyses to investigate the impact of aging on microvascular blood flow." Thesis, Angers, 2017. http://www.theses.fr/2017ANGE0006/document.

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Abstract:

Le vieillissement est un facteur de risque des maladies cardiovasculaires. Il est associé à des altérations fonctionnelles et structurelles du système vasculaire.Une étude approfondie du processus de vieillissement et le développement de systèmes d’imagerie et des traitements de données associés deviennent donc une priorité. Par l’analyse d’images de contraste par speckle laser (LSCI), l’objectif de cette thèse est d’étudier l’influence de l’âge sur la micro circulation.Pour ce faire, des données de LSCI ont été acquises sur l’avant-bras de sujets sains jeunes et âgés. A partir de modèles mathématiques, nous avons déterminé la vitesse des érythrocytes de la micro circulation chez les deux groupes de sujets. Par ailleurs, nous avons également mené une étude de la complexité de séries temporelles d’ LSCI s’appuyant sur des mesures d’entropie multi échelle. Nos résultats montrent que : 1) le groupe de sujets plus âgés présente des valeurs de vitesse des globules rouges significativement plus élevées que celles des sujets jeunes à l’hyperémie réactive post-occlusive; 2) les fluctuations des séries temporelles de LSCI dans le groupe des sujets jeunes ont une complexité supérieure à celles du groupe de sujets âgés. Ces modifications observées sur la micro circulation pourraient être attribuées à des modifications du système vasculaire dans son ensemble. La compréhension de ces altérations pourrait conduire à de nouvelles perspectives en matière de prévention et de traitement des pathologies liées à l’âge
Aging is a primary risk factor for cardiovascular diseases. It is associated with functional and structural alterations in the vascular system. Therefore, a deep study of the aging process and the development of imaging systems and associated processing become of the utmost importance. By processing laser speckle contrast images (LSCI), this PhD work aims at studying the influence of age on microcirculation. In our work, LSCI data were acquired from the skin forearm of healthy subjects, subdivided into two age groups (younger and older). From mathematical models, we determined red blood cells velocity in microcirculation in the two groups of subjects. Moreover, we applied multiscale entropy-based algorithms to LSCI time series in order to study the complexity of microvascular signals. Our main findings are: 1) the older group has significantly higher velocity values than the younger group at post-occlusive reactive hyperaemia; 2) LSCI fluctuations in the younger group have significantly higher complexity than those of the older group. Age-related changes in skin microcirculation can be attributed to alterations in the vascular system as a whole. Understanding these changes in the microcirculatory system may give new insights for prevention and treatment of age-related diseases

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Khmaladze, Alexander. "Three-dimensional microscopy by laser scanning and multi-wavelength digital holography." [Tampa, Fla] : University of South Florida, 2008. http://purl.fcla.edu/usf/dc/et/SFE0002638.

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Júnior, Jackson Barreto. "Estudo comparativo entre a ceratectomia fotorrefrativa e a ceratomileusis in situ a laser guiadas pela análise de frente de onda." Universidade de São Paulo, 2010. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5149/tde-31082010-174113/.

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Abstract:

OBJETIVO: Comparar os resultados de duas técnicas cirúrgicas guiadas pela análise de frente de onda, a ceratectomia fotorrefrativa (PRK) e a ceratomileusis in situ a laser (LASIK), para correção da miopia baixa a moderada, associada ou não ao astigmatismo. LOCAL: Setor de Cirurgia Refrativa da Clínica Oftalmológica do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, Brasil. MÉTODOS: Estudo prospectivo randomizado envolvendo 70 olhos (35 pacientes) submetidos ao LASIK personalizado em um olho e PRK personalizado no olho contralateral para correção de miopia até 5 dioptrias (D) e astigmatismo até 1,5D. Avaliou-se acuidade visual não-corrigida (AVNC), melhor acuidade visual corrigida (MAVC), resultados refratométricos, aberrometria, sensibilidade ao contraste fotópico e mesópico, acuidade visual de baixo contraste (AVBC), qualidade da imagem retiniana (Função de Transferência Modular e Strehl ratio) e espalhamento intraocular de luz (EIL) no período pré-operatório e no 1o, 3o, 6o e 12o mês pós-operatório. RESULTADOS: O equivalente esférico (EE) médio pré-operatório foi -2,57 ± 0,95D no grupo LASIK e, no grupo PRK, -2,52 ± 0,90D (p = 0,722). No 12o mês pósoperatório (PO), EE foi -0,06 ± 0,33D e -0,12 ± 0,41D, respectivamente (p = 0,438). No grupo LASIK, 60,0% dos olhos apresentaram AVNC 20/16 e 96,7% 20/20, e no grupo PRK, 66,6% e 96,7%, respectivamente (p = 0,667). No período pré-operatório, o total das aberrações de alta ordem (HOAs) foi 0,37 ± 0,09 m no grupo LASIK e 0,36 ± 0,11m no grupo PRK (p = 0,752). No 12o mês PO, o total das HOAs foi 0,46 ± 0,21m no grupo LASIK e 0,42 ± 0,14m no grupo PRK (p = 0,438). Tanto o teste de sensibilidade ao contraste fotópico como o mesópico apresentaram resultados semelhantes entre as técnicas, exceto pela freqüência 1,5 ciclos por grau (cpg) do teste mesópico no 12o mês PO, a favor do grupo PRK. Os índices de qualidade da imagem retiniana mostraram comportamento similar entre as técnicas ao longo do seguimento. Não houve aumento significativo do espalhamento intraocular da luz em ambos os grupos, quatro olhos cursaram com aumento transitório. CONCLUSÃO: Dentro das condições deste estudo, ambas as técnicas apresentaram excelentes resultados refratométricos e função visual semelhante. Apesar do tratamento personalizado guiado pela análise de frentes de onda, houve indução das HOAs, de forma similar, tanto no LASIK como no PRK.
PURPOSE: To compare clinical results of two wavefront-guided treatments, photorefractive keratectomy (PRK) and laser in situ keratomileusis (LASIK), for low to moderate myopia correction, with or without astigmatism. SETTING: Refractive Surgery Service, General Hospital, University Of São Paulo, São Paulo, Brazil. METHODS: Prospective randomized study of 70 eyes (35 patients) submitted to custom LASIK and custom PRK (contralateral eye) for myopia up to 5D and astigmatism up to 1,5D. Uncorrected visual acuity (AVNC), best-corrected visual acuity (MAVC), refractive results, wavefront analysis, photopic and mesopic contrast sensitivity, low contrast visual acuity (AVBC), retinal image quality (Modulation Transfer Function and Strehl ratio) and intraocular straylight (EIL) were performed preoperatively and at one, three, six and twelve months postoperatively. RESULTS: The mean preoperative spherical equivalent (EE) was -2,57 ± 0,95D in the LASIK group and -2,52 ± 0,90D in the PRK group (p = 0,722). At twelve months postoperatively (PO), the mean EE was -0,06 ± 0,33D and -0,12 ± 0,41D, respectively (p = 0,438). In the LASIK group, 60,0% had AVNC 20/16 and 96,7% 20/20, and in the PRK group, 66,6% e 96,7%, respectively (p = 0,667). The mean pre-treatment total high-order aberrations (HOAs) was 0,37 ± 0,09 m in the LASIK group and 0,36 ± 0,11m in the PRK group (p = 0,752). At twelve months PO, the mean total HOAs was 0,46 ± 0,21m in the LASIK group and 0,42 ± 0,14 m in the PRK group (p = 0,438). No significant difference in photopic and mesopic contrast sensitivity between groups was noted, apart from the 1,5 cpg frequency of the mesopic test, favoring PRK, at the 12th month PO. Similar results were found for retinal image quality metrics during the follow-up. No significant increase of the intraocular straylight was found for both techniques, four eyes presented transitory elevations. CONCLUSION: In the conditions of this study, both techniques had excellent refractive results and similar visual function. In spite of the wavefront-guided treatments, HOAs were induced similarly after LASIK and PRK

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Giesecke, Anna Lena [Verfasser], Oswald [Akademischer Betreuer] Willi, and Alexander [Akademischer Betreuer] Pukhov. "Propagation Dynamics and High Harmonic Generation Using High Contrast Ultrashort Laser Pulses / Anna Lena Giesecke. Gutachter: Oswald Willi ; Alexander Pukhov." Düsseldorf : Universitäts- und Landesbibliothek der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2013. http://d-nb.info/1034641891/34.

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Gaillard-Bigot, Florence. "Approches physiopathologiques et pharmacologiques de la fonction microvasculaire dans la Sclérodermie systémique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAS032/document.

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Abstract:

La microcirculation cutanée a été proposée comme modèle d’étude de la dysfonction microvasculaire globale dans les maladies cardiovasculaires. Par ailleurs, elle est spécifiquement atteinte dans la sclérodermie systémique (SSc), qui est une maladie dysimmunitaire rare, particulièrement invalidante, caractérisée par une fibrose cutanée et viscérale associée à une atteinte microvasculaire diffuse et la présence d’auto anticorps dirigés contre des antigènes cellulaires. L’exploration de la fonction microvasculaire cutanée suscite donc un réel intérêt, même s’il n’existe pas de technique standardisée pour l’étude de la fonction microvasculaire, en particulier endothéliale.La première partie de ce travail a porté sur l’étude physiologique de la microcirculation cutanée chez le volontaire sain, en utilisant les méthodes les plus récentes adaptées à l’étude fonctionnelle de la microcirculation (tests de réactivité vasculaire couplés à l’enregistrement du flux sanguin cutané par laser speckle contrast imaging). Dans une seconde partie, nous avons étudié la pathologie de la microcirculation cutanée dans la sclérodermie systémique, en utilisant les mêmes d’étude fonctionnelle de la microcirculation. La dernière partie de cette thèse a été consacrée à l’étude d’une nouvelle approche pharmacologique et thérapeutique dans la prise en charge des manifestations vasculaires cutanées périphériques identifiées chez les patients. Nous avons évalué l’effet vasodilatateur du tréprostinil, analogue de la prostacycline, sur le flux sanguin cutané de divers zones anatomiques, chez le volontaire sain, le patient atteint de SSc, le patient diabétique et lors d’un refroidissement local dans la SSc
Cutaneous microcirculation has been proposed as a model to study the global microvascular dysfunction occurring in cardiovascular diseases. Furthermore, it is specifically impaired in systemic sclerosis (SSc), which is a rare and particularly invalidating auto-immune disease, characterized by a cutaneous and visceral fibrosis, associated with a diffuse microvascular impairment and auto-antibodies targeting some cellular antigens. The study of cutaneous microvascular function provides a real interest despite the lack of available standardized techniques, particularly to explore endothelial microvascular function.In the first part of this work, we aimed to study the physiology of cutaneous microcirculation in healthy volunteers, using the more recent methods in this field, adapted to functional study of microcirculation (vascular reactivity tests coupled with cutaneous blood flow recording by laser speckle contrast imaging). The second part of our work aimed to study the pathology of cutaneous microcirculation in SSc volunteers, by using the same functional exploration methods. The last part of this work has been dedicated to a new pharmacologic and therapeutic approach for the management of peripheral cutaneous vascular manifestations in patients, using innovating technics as cutaneous iontophoresis. We studied the vasodilator effect of treprostinil, a prostacycline analogue, on cutaneous blood flow in several anatomic regions in healthy subject, SSc patient and diabetic patient, and also during a local cooling in SSc

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Castagna, Marco. "An in vitro method for the error assessment of Phase Contrast Magnetic Resonance lmaging based velocity measurements and calculation of derived Wall Shear Stress." Thesis, Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020NANT1012.

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Abstract:

L’athérosclérose représente environ 21 % des décès dans le monde. Elle se développe principalement dans des sites spécifiques du système cardiovasculaire où le Wall Shear Stress (WSS) peut s’écarter plus facilement de ses valeurs de référence. Les applications cliniques potentielles du WSS comme biomarquer reposent sur une évaluation précise de la vitesse du sang, car il dépend de la dérivée de la vitesse à la paroi artérielle. Le présent travail vise à concevoir et à développer un banc d’essai hydraulique pour valider les acquisitions de vitesse obtenues par la Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging (PC MRI) et le calcul du WSS dérivé. Pour ce faire, des profils de vitesse de référence ont été obtenus avec la Vélocimétrie Laser à effet Doppler (LDV) utilisés pour comparaison directe avec les résultats de la PC MRI. L’installation expérimentale développée est composée d’une pompe compatible avec l’IRM, de tuyaux de raccordement flexibles, d’une section d’essai, d’un réservoir, d’un fluide et d’un débitmètre. Une séquence standard 2D PC MRI et une séquence standard 4D Flow MRI ont été utilisées pour obtenir des profils de vitesse IRM, en ajustant leurs paramètres comme dans la pratique clinique. Ensuite, la résolution spatiale et temporelle des acquisitions 4D Flow MRI a été raffinée. Le WSS a été calculé avec les méthodes 2D et 3D proposées respectivement par Stalder et al. et Potters et al. Les résultats indiquaient un excellent accord entre les données de vitesse et WSS obtenues par PC MRI et LDV. Cette étude constitue une base fiable pour toute validation avec LDV des méthodes IRM 4D Flow pour le calcul WSS
Atherosclerosis accounts for about 21% of deaths worldwide. It develops primarily in specific locations of the cardiovascular system where the Wall Shear Stress (WSS) can deviate more easily from its baseline values. Potential clinical applications of WSS as a biomarker rely on an accurate assessment of blood velocity in patients since it is defined from the derivative of blood velocity at the arterial wall. The present work aims to design and develop a hydraulic test rig to validate Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging (PC MRI) velocity acquisitions and the computation of derived WSS. To do that, reference velocity profiles were obtained with Laser Doppler Velocimetry (LDV) and employed as a standard for direct comparison with PC MRI results. The experimental set-up was composed of an MRI compatible pump, flexible connection pipes, a test section, a reservoir, a working fluid, and a flowmeter. One standard 2D PC MRI and one standard 4D Flow MRI sequences were employed to obtain MRI velocity profiles, adjusting their parameters as in clinical practice. The WSS was calculated with the 2D and 3D methods proposed respectively by Stalder et al. and Potter et al. A second experimental campaign was performed with the refinement of the data spatial and temporal resolution, employing only the 4D Flow MRI sequence. Results indicated an excellent agreement between MRI and LDV velocity and WSS data. This study represents a reliable basis for any validation with LDV of 4D Flow MRI based methods for WSS calculation

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Gaillard, Sandrine Anne. "Increased proton energies above the ~ 60 MeV empirical barrier from high-contrast high-intensity short-pulse laser-interactions with micro-cone targets /." abstract and full text PDF (UNR users only), 2009. http://0-gateway.proquest.com.innopac.library.unr.edu/openurl?url_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:dissertation&res_dat=xri:pqdiss&rft_dat=xri:pqdiss:.

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Schleede, Simone [Verfasser], Franz [Akademischer Betreuer] Pfeiffer, and Ronald D. [Akademischer Betreuer] Ruth. "X-ray Phase-Contrast Imaging at a Compact Laser-Driven Synchrotron Source / Simone Schleede. Gutachter: Ronald D. Ruth ; Franz Pfeiffer. Betreuer: Franz Pfeiffer." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2013. http://d-nb.info/1063090636/34.

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Hollnagel, Dorothea Ilse. "Hemodynamics in cerebral arteries and aneurysms : comparative velocity investigations with 3D phase-contrast magnetic resonance angiography, laser doppler velocimetry and computational fluid dynamics." Zürich : ETH, 2008. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=17658.

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Azamoum, Yasmina. "Etude du rayonnement X, Kalpha du molybdène issu de l'intéraction laser solide à fort contraste temporel." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4056/document.

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Abstract:

Cette thèse expérimentale est consacrée à l’optimisation d’une source de rayons X Kalpha générée par interaction laser femtoseconde à fort contraste temporel avec une cible épaisse en molybdène. Ce travail vise à explorer l’effet du contraste temporel sur l’émission Kalpha sur une gamme d’intensité combinant les deux régimes relativiste et non-relativiste. La première étude est consacrée à l’évolution de l’émission Kalpha en fonction du contraste temporel et de l’intensité. L’étude a révélé différents comportements de l’émission Kalpha suivant la valeur du contraste et d’intensité. L’étude a aussi montré une émission Kalpha indépendante du contraste dans le régime relativiste. Au regard des travaux de la littérature, nous avons proposé une première interprétation des résultats obtenus. Il s’agit d’établir un lien entre l’émission Kalpha et les mécanismes d’absorption de l’énergie laser. Certains mécanismes sont dépendants de l’angle d’incidence. Aﬁn d’appuyer notre interprétation, une deuxième étude du rendement de la source Kalpha en fonction de l’angle d’incidence a été réalisée. Ainsi les résultats obtenus sont en accord avec certaines de nos conclusions. En outre, Nous nous sommes intéressés à l’effet de l’étirement temporel de l’impulsion. Nous avons observé une sensibilité de l’émission suivant le signe du chirp. Enﬁn, nous avons étudié l’effet du contraste et de l’intensité sur la taille de la source X. Celle-ci est d’autant plus réduite que le contraste est plus fort et devient très proche de la tache focale laser à faible intensité laser. Le rendement de production en photon Kalpha atteint est de 2 × 10^−4, similaire au meilleur rendement reporté à ce jour
This thesis is focused on the optimization of a Kalpha x-ray source induced by high contrast femtosecond laser molybdenum thick target interaction. The objective of this work is to explore the effect of the temporal contrast ratio on Kalpha emission in an intensity range including the non relativistic and relativistic regimes. The ﬁrst study consists of the measurement of Kalpha emission as a function of contrast ratio and intensity. The study shows different behaviors of the emission depending on the contrast ratio and intensity range. Furthermore, it was found that in the relativistic regime Kalpha production is independant of the contrast ratio. According to published work in litterature, we proposed a ﬁrst intepretation of the obtained results. In particular, we discuss the absorption mechanism of laser pulse energy for each contrast ratio and intensity condition. Some of the mechanisms are dependant on the angle of incidence of the pulse on target. Thus, to verify the validity of our interpretation, we study the Kalpha effciency as a function of the angle of incidence. Most of the results agree with our ﬁrst conclusions. Furthermore, we investigate the effect of the chirped pulse of the Kalpha emission. It is shown that Kalpha emission is sensitive to the sign of the chirp. Finally, we performed a study on the effect of contrast ratio and intensity on the x-ray source size. It was observed that high contrast ratio decreases strongly the x-ray source size which aproaches the focal spot size at low laser intensity. High Kalpha efficiency is reached 2 × 10^−4 which is similar to the highest effciency reported to date in litterature for a thick molybdenum target

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Weiss, Jiří. "Diagnostika impulzů Ti:Sa laseru pro generaci plazmatu." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2015. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-231778.

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Abstract:

This diploma thesis is focused on investigation of temporal characteristics of laser pulses generated by oscillator with Ti:Sapphire active laser medium. In terms of properties of laserinduced plasmas the beam quality is crucial, in particular laser pulse contrast ratio. A new prototype of third order autocorrelator was designed. Pulse contrast ratio measurement is based on sum frequency generation between pulse of fundamental wavelength and its frequency doubled replica. Dynamic range of presented autocorrelator is estimated to be up to 8×10^12 which is more than currently available commercial devices can offer.

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Managh, Amy J. "Single-cell tracking of therapeutic cells using Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry." Thesis, Loughborough University, 2014. https://dspace.lboro.ac.uk/2134/16723.

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Abstract:

Cellular therapy is emerging as a clinically viable strategy in the field of solid organ transplantation, where it is expected to reduce the dependency on conventional immunosuppression. This has produced a demand for highly sensitive methods to monitor the persistence and tissue distribution of administered cells in vivo. However, tracking cells presents significant challenges. In many cases transplanted cells are autologous with the immune system of the transplant recipient, and hence are invisible to typical methods of detection. To enable their differentiation, the cells must be labelled with a suitable, non-toxic and long lifetime label, prior to their administration to patients. In addition, administered cells represent only a small fraction of the recipient's endogenous cells, which necessitates the use of an extremely sensitive detection method. Laser ablation – inductively coupled plasma – mass spectrometry (LA-ICP-MS) is an exquisitely sensitive analytical technique, capable of imaging trace elements in complex samples, at high spatial resolution.

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Soubeyrand, Marc. "Etude de la perfusion médullaire après lésion traumatique de la moelle épinière à dure-mère intacte." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA114837.

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Abstract:

Après un traumatisme de la moelle épinière (TM), l’ischémieest un facteur d’aggravation des lésions. Cette ischémie peut être aggravée par l’augmentation depression du liquide cérébro-spinal (LCS) par le biais d’un effet tamponnade. Or chez l’homme,après un TM avec préservation de l’intégrité de la dure-mère, la pression de LCS augmentesignificativement. On suppose donc que le maintien d’une pression de LCS à des valeursphysiologique pourrait être une méthode de limitation de l’ischémie post-traumatique et doncd’amélioration du pronostic fonctionnel. Afin de pouvoir réaliser une étude expérimentale de cesphénomènes, nous avons consacré la première partie expérimentale de cette thèse à la mise au pointd’un modèle de TM à dure-mère intacte chez le rat permettant la mesure simultanée de la pressionde LCS et de la perfusion médullaire. Nous avons confirmé expérimentalement que la pression deLCS augmente après TM. Dans la seconde partie expérimentale, nous avons mis au point unetechnique expérimentale de quantification spatiale et temporelle de la perfusion médullaire grâce àl’échographie de contraste. Cette technique permettait aussi un suivi en temps réel de l’évolution dusaignement intra-parenchymateux induit par le TM. Dans la troisième partie expérimentale, nousavons utilisé notre modèle couplé avec l’échographie de contraste et le laser Doppler pour évaluerles effets de la noradrénaline injectée à la phase aigüe d’un TM sur la perfusion médullaire et lesaignement intra-parenchymateux. Nous avons montré que la noradrénaline augmentait trèslégèrement le flux sanguin superficiel mais pas le flux sanguin profond et qu’elle augmentait lataille du saignement
After spinal cord injury (SCI), ischaemia aggravates lesions.Increase in cerebrospinal fluid (CSF) pressure can worsens ischaemia through a tamponnade effect.In humans, it has been shown that after SCI with intact dura mater, CSF pressure significantlyincreases. Therefore, preserving CSF pressure within a physiological range may limit post-traumaischaemia and improve neurological outcome. In order to experimentally study these phenomenon,we have dedicated the first part of that work to create a model of SCI in rats preserving dura’sintegrity and allowing simultaneous measurement of spinal cord blood flow (SCBF) and CSFpressure. We have confirmed that CSF pressure increases after SCI with intact dura. In the secondexperimental part, we have developed a technique allowing to perform spatial and temporalmeasurement of SCBF thanks to contrast enhanced ultrasonography (CEU). Moreover, thistechnique allows real-time measurement of the size of the parenchymal hemorrhage. In the thirdexperimental part, we have used our experimental model in association with CEU and LaserDoppler to assess the effects of early injection of norepinephrine on SCBF and parenchymalhemorrhage. We found that norepinephrine induces a slight increase in superficial SCBF while itdoesn’t modify deep SCBF and significantly increases the size of parenchymal hemorrhage

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Kabeya, David. "Montée en brillance des réseaux de lasers à fibre : Nouvelle approche par diagnostic à contraste de phase dans une boucle d’optimisation." Thesis, Limoges, 2016. http://www.theses.fr/2016LIMO0116/document.

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Les méthodes de combinaison cohérente sont rapidement apparues comme très prometteuses dans la course à la puissance des sources lasers. Cela s’explique par le fait que la puissance autour de l’axe de propagation évolue selon une loi quadratique avec le nombre de faisceaux combinés. Mes premiers travaux ont porté sur la montée en puissance de pompage dans les systèmes de mise en phase passive par auto-organisation. Pour la première fois, nous avons mis en évidence à la fois expérimentalement et numériquement, qu’au-delà du seuil laser, le filtrage spectral intracavité dû à la structure interférométrique du système laser, est un des principaux facteurs limitant l’obtention de qualités de phasage élevées. L’augmentation du nombre d’émetteurs accentue la dégradation de l’efficacité de combinaison avec la montée en puissance, montrant l’incapacité de ce type de méthode à combiner efficacement un grand nombre d’émetteurs lasers de forte puissance. Par la suite, mes travaux ont porté sur l’étude d’une méthode innovante de phasage actif, mise au point à XLIM. Le principe de cette méthode associe un filtrage optique de type contraste de phase, à un algorithme d’optimisation réduisant les écarts de phases entre émetteurs. Les calculs et expériences ont mis en évidence la très faible sensibilité de la méthode au nombre d’émetteurs mis en jeu. Les démonstrations de combinaison cohérente de 7 à 37 émetteurs fibrés délivrant jusqu’à 5W chacun ont été faites. Ce dernier résultat constitue aujourd’hui un record en termes de nombre d’émetteurs combinés de manière active. L’efficacité de combinaison en champ lointain a été estimée à une valeur élevée de 94%, correspondant à une erreur de phase résiduelle d’environ λ/25. Le faible nombre d’itérations d’algorithme nécessaires pour converger a permis de corriger les fluctuations de phase sur une bande d’environ 1kHz
Coherent laser beam combining techniques rapidly appeared highly promising in the field of ultra-high power laser sources. Indeed, the combined intensity around the propagation axis follows a quadratic law with the number of combined emitters. The first part of my work has been focused on passive phasing techniques, based on self-organization properties of coupled lasers. We have shown, both numerically and experimentally, that the intracavity filtering function due to the interferometric nature of the set-up, is an intrinsic reason for combining efficiency decrease far above laser threshold. The decrease goes steeper when the number of combined laser increases, making that kind of system inappropriate for coherently combining a large number of lasers delivering high power. The second part of my work consisted in studying an innovative active phasing method that associates a phase-contrast like filter with an optimization algorithm reducing phase errors between emitters. Both simulations and experiments showed the weak sensitivity of this method to the number of combined emitters. We demonstrated the phasing of 7 to 37 fiber lasers, delivering up to 5W each. To the best of our knowledge, this last result is the highest number of fiber lasers combined with an active phasing method. The combining efficiency has been estimated around 94%, corresponding to a residual phase error of λ/25. The weak number of algorithm iterations needed to reach the in-phase regime offered a bandwidth of approximately 1kHz

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Lévy, Anna. "Accélération d'ions par interaction laser-matière en régime de ultra haut contraste laser." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00337151.

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Abstract:

Grâce au développement récent des lasers de puissance, le domaine de l'interaction laser-matière a beaucoup évolué, ouvrant depuis quelques années, entre autres, la possibilité de générer des faisceaux d'ions à des énergies de plusieurs MeV. Soumise à de très fortes intensités laser (> 1018 W/cm2), une cible solide est rapidement transformée en plasma. Une fraction de sa population électronique est accélérée à des vitesses relativistes et à l'origine de la génération d'ions à des énergies très élevées. Les faisceaux de particules ainsi produits affichent des caractéristiques particulièrement intéressantes pour différentes applications (diagnostics de plasmas denses, fusion inertielle, protonthérapie...). Cependant, malgré la montée en puissance des installations laser, pour nombre d'entre elles, les énergies atteintes restent aujourd'hui insuffisantes, suscitant un important effort de recherche visant à optimiser les processus d'accélération. En se plaçant dans un régime d'interaction de ultra-haut contraste, nous avons étudié l'influence de l'épaisseur de la cible sur l'accélération des ions et dégager l'intérêt de l'interaction avec des feuilles minces. Au-delà d'un accroissement de l'énergie et du nombre d'ions accélérés par réduction de l'épaisseur de la cible, nous avons mis en évidence les caractéristiques de chaque étape de l'interaction. De plus, en tirant parti de ces conditions optimales d'interaction, nous avons étudié l'influence d'un gradient ionique en face arrière de la cible sur l'accélération des ions, conditions dans lesquelles intervient un mécanisme fin de déferlement ionique.

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Hoštáková, Nina. "Detekce průtoku pomocí optických interferenčních metod." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2015. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-221336.

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Abstract:

The thesis deals with LSCI (Laser Speckle Contrast Imaging), an optical method utilizing laser speckle contrast for the estimation of blood flow changes. LSCI is non-invasive and technically not demanding approach, capabilities of which have not yet been fully exploited. The literature review part contains detailed description of the operating principle, imaging techniques, potential for medical applications with considering the limiting factors. The main aim of the thesis is to design and construct a complete LSCI system including appropriate phantoms able to simulate blood flow through the tissue. Imaging algorithms for the obtained data evaluation were implemented in Matlab® development enviroment. Finally, the created system was tested using different acquisition parameters as well as varying the image processing schemes. The resulting qualitative flow images were subsequently discussed and confronted with the theoretical assumptions.

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Chevallier, Christ-Yves. "Conception de miroirs à réseau sub-longueur d'onde pour application VCSEL dans le moyen infrarouge." Phd thesis, Supélec, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01024257.

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Abstract:

Les lasers à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL) à base d'antimoniures dans le moyen infrarouge permettent le développement et l'amélioration d'applications telles que la détection de gaz polluants. De nouveaux miroirs à réseaux à haut contraste d'indice (HCG) ont montré un pouvoir réflecteur comparable voire supérieur aux miroirs de Bragg conventionnels avec un gain d'épaisseur d'un facteur 10 tout en offrant un effet polarisant. L'insertion de ce nouveau type de miroir au sein d'une structure VCSEL présente ainsi des avantages prometteurs pour améliorer les propriétés de ces composants pour une émission dans le moyen infrarouge. Le travail présenté dans ce manuscrit de thèse concerne la conception de miroirs HCG qui répondent aux exigences d'une intégration VCSEL en prenant en compte les contraintes technologiques et la tolérance aux erreurs de fabrication. Pour cela, dans un premier temps, un algorithme d'optimisation global a été combiné à une méthode de simulation numérique de réseaux (RCWA) afin d'automatiser la conception de miroirs. L'étude précise des tolérances des paramètres géométriques du réseau a été menée pour pouvoir ensuite développer un algorithme d'optimisation robuste. Cet algorithme permet ainsi d'obtenir non seulement un miroir répondant aux exigences de réflectivités définies par l'utilisateur mais également de conserver ces performances pour de larges gammes de tolérances. Enfin, dans une dernière partie, l'intégration du miroir à réseau dans un VCSEL a été simulée par une méthode aux différences finies (FDTD) pour étudier le fonctionnement d'un composant complet.

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Jullien, Aurélie. "Génération d'impulsions laser ultra brèves et ultra intenses à contraste temporel élevé." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2004. http://www.theses.fr/2006EPXX0013.

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Kersauson, Malo de. "Vers un laser germanium dopé N et contraint en tension." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112107/document.

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Abstract:

Dans ce travail de thèse, nous avons étudié différentes approches qui devraient permettre d’obtenir l’effet laser dans le germanium. Nous avons pu montrer expérimentalement l’influence du dopage et de la déformation sur la structure de bande du germanium, et l’adéquation avec les modèles concluants à l’existence de gain. Nous avons exploré les possibilités offertes par l’hétéro-épitaxie sur III-V pour obtenir une déformation en tension du germanium. Nous avons évalué la déformation résultante par des mesures croisées de rayons X, de diffusion Raman et de photoluminescence, et étudié l’évolution de la qualité des couches épitaxiées en fonction de la déformation et de l’épaisseur. Une nouvelle méthode de déformation du germanium, s’appuyant sur le dépôt par plasma de couches contraintes de nitrure, a été introduite et étudiée. L’effet laser a été recherché par la conception de guides ridges et microdisques déformés par ces dépôts. Plusieurs voies d’application de la déformation dans ces cavités ont été explorées à travers des simulations par éléments finis et la conception de structures de test. Cette optimisation préalable nous a permis d’observer sur les microdisques une déformation biaxiale de 1.11%. En uniaxial, nous avons pu appliquer au germanium une déformation de 1.07% et montrer expérimentalement l’importance de la direction de la déformation dans l’augmentation de la luminescence. Nous avons pu observer et mesurer un gain optique net de 80 cm⁻¹ dans des structures déformées uniaxialement à 0.8%
In this PhD work, we studied different approaches that should lead to a germanium laser. We have experimentally shown the influence of strain and doping on the germanium band structure, and the adequacy of the existing models. We explored the possibilities offered by heteroepitaxy on III-V compounds to apply stress. We investigated the resulting strain by cross-checking X-rays, Raman spectroscopy and photoluminescence measurements, and analysed the quality of the grown layers depending on strain and thickness. A new method to apply strain to the germanium, by means of plasma deposited stressed nitride layers, was introduced and studied. Lasing has been pursued by conceiving ridges and microdisks strained by this method. An optimization of the geometry was performed through finite element modeling and the production of test structures. This optimization allowed to achieve a maximum biaxial strain of 1.1%. For uniaxial strains, we observed a maximum of 1.07% and showed experimentally the importance of the crystalline orientation in the enhancement of the emission. We demonstrated a modal gain value of 80 cm⁻¹ in ridges uniaxially strained at 0.8%

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Santos, Susana Daniela Semedo. "O papel do laser pulsado de contraste no tratamento de cicatrizes: uma revisão sistemática." Bachelor's thesis, [s.n.], 2012. http://hdl.handle.net/10284/3470.

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Abstract:

Trabalho apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Licenciada em Fisioterapia
Objetivo: Esclarecer sobre a eficácia da aplicação do laser pulsado de contraste, no tratamento conservador das cicatrizes quelóides e hipertróficas, considerando as melhores evidências científicas disponíveis correntemente. Metodologia: Foi efetuada uma pesquisa computorizada nas bases de dados PubMed/Medline, B-On e PEDro para identificar estudos controlados e randomizados, que avaliassem os efeitos do Laser Pulsado de Contraste em diferentes tipos de cicatrizes. Resultados: Na presente revisão bibliográfica, foram incluídos 4 estudos randomizados controlados e 2 estudos não-randomizados controlados, com um total de 123 indivíduos. A aplicação do laser pulsado de contraste mostrou-se mais eficaz nos aspectos eritema, altura, prurido e aparência cosmética, sendo os mais referidos nos estudos incluídos nesta revisão. Quando comparados os vários parâmetros do laser, há uma maior tendência para menores intensidades e para comprimentos de onda na ordem dos 585nm. Conclusão: O laser pulsado de contraste parece ser eficaz no tratamento das cicatrizes hipertróficas e quelóides, mas apresenta as suas limitações. No entanto a revisão da literatura, reflete uma maior necessidade de estudos na área da laser-terapia, para se ponderar o uso terapias invasivas, como a cirurgia, com efeitos secundários e reincidência superiores. Objective: Clarify the effectiviness of the use of pulsed dye laser, at the conservative treatment of keloids and hypertrophic scars, considering the best scientific evidences available on now-a-days. Methodology: Research on computerized databases, such as, PubMed/Medline, B-On and PEDro, to identify controlled and randomized studies, which evaluate the effects of Pulsed Dye Laser in different types of scars. Results: In this review, were included 4 randomized controlled studies, and 2 non-randomized controlled studies, with a total of 123 patients. The application of pulsed dye laser was more effective in aspects like erythema, height, pruritis and cosmetic appearance, being the most reported in the studies included in this review. When comparing the various parameters of the laser, there is a greater tendency to lower intensities and wavelengths, around 585 nm. Conclusion: Pulsed dye laser seems to be effective in the treatment of hypertrophic scars and keloids, but has its limitations. However, the literature review reflects a greater need for studies in this field, to consider the use of invasive therapies such as surgery, with higher recurrence and side effects.

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Doumy, Gilles. "Interaction laser matière à haut flux et fort contraste temporel." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012038.

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Abstract:

Les progrès continus des installations laser ont permis l'obtention d'impulsions ultra-brèves atteignant des intensités focalisées très élevées (I>1018 W/cm²). A ces intensités, la matière présente des comportements non-linéaires nouveaux, les électrons atteignant des vitesses relativistes. L'accès expérimental à ce régime d'interaction sur des cibles solides a longtemps été interdit en raison de la présence autour de l'impulsion femtoseconde d'un piédestal (dû notamment à l'émission spontanée amplifiée (ASE) présente dans la chaîne laser) suffisamment intense pour modifier l'état de la cible.
Dans cette thèse, nous avons tout d'abord caractérisé, expérimentalement et théoriquement, un dispositif améliorant le contraste temporel de l'impulsion : le Miroir Plasma. Celui-ci consiste à focaliser l'impulsion sur une cible diélectrique de sorte que le piédestal est transmis, alors que l'impulsion principale est réfléchie par le plasma surcritique formé à la surface. Son installation sur le laser UHI 10 (CEA Saclay –10 TW– 60 fs) nous a alors permis d'étudier l'interaction d'impulsions ultra-intenses à fort contraste temporel avec des cibles solides.
Dans un premier temps, nous avons réussi à générer des plasmas denses résultant de l'interaction directe de l'impulsion principale avec des cibles minces (100 nm). Leur caractérisation a été réalisée au moyen d'une source XUV obtenue par génération d'harmoniques d'ordre élevé dans un jet de gaz rare.
Dans un second temps, nous avons étudié expérimentalement le phénomène de génération d'harmoniques d'ordre élevé sur cible solide, encore mal compris, mais qui potentiellement fournira une nouvelle source XUV ultra-courte et intense.

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Prost, Mathias. "Injection électrique pour un laser en germanium contraint." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112027/document.

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Abstract:

L’utilisation du germanium dopé de type n et contraint en tension ouvre la possibilité d’obtenir une source laser monolithique pour la photonique sur silicium. Mes travaux étudient l’injection électrique dans le germanium pour sonder la réalisation d’un laser contraint. J’ai dimensionné les performances des futurs dispositifs en fonction de la contrainte et du dopage. Pour cela, j’ai simulé le transport des porteurs au travers de doubles hétérostructures afin d’obtenir l’inversion de population dans la couche de germanium a été mis en évidence. Un régime de fonctionnement qui permet de réduire de deux ordres de grandeur le courant de seuil d’inversion de population. En appliquant une déformation de 0.9%, avec un dopage de 4×〖10〗^19 cm-3, on peut obtenir des densités de courant de seuil inférieures à 10 kA/cm2. La formation d’hétérostructure avec le germanium est critique. Afin d’étudier expérimentalement l’électroluminescence du germanium, j’ai dû établir des méthodes alternatives d’injection des porteurs à la double hétérostructure GaAs-p/Ge-n/GaAs-n. On utilise des contacts redresseurs (Schottky) sur des couches de germanium dopées de type n. Cette méthode a été optimisée par la passivation de la surface du germanium avec une couche d’oxyde, qui permet l’amélioration des propriétés électriques et d’émission radiative. On a aussi développé une approche permettant de former des couches de SiGe sur germanium par épitaxie induite par recuit laser pour obtenir une double hétérostructure. J’ai réalisé plusieurs types de cavités en germanium qui permettent de combiner le transfert de la contrainte avec l’injection électrique. J’ai établi le procédé de fabrication pour des structures en guide d’onde et en micropilier en utilisant un transfert de déformation par des couches de SiN contraintes. Un niveau de déformation biaxial de 0.72% pour des cavités en micropilier sous injection électrique a été atteint. L’évaluation de la déformation à partir des spectres d’électroluminescence a été confrontée à des simulations de déformation mécanique par éléments finis, tout en considérant l’injection électrique des porteurs dans la structure
Tensile strained and n-doped germanium can be used as an active material for the realization of an optical source for silicon photonics. I have investigated electroluminescence of device as a function of tensile strain and n-doping. For that, I have performed modeling of the carrier transport through double heterostructures to obtain population inversion in the germanium layer. An operating point that reduces by two orders of magnitude the population inversion current threshold has been evidenced. For a germanium layer doped at 4×〖10〗^19 cm-3 with a 0.9% biaxial strain, the current density threshold could be reduced below the 10 kA/cm2 range. The germanium interface properties are critical. To experimentally investigate electroluminescence in germanium, I had to establish different methods of carrier injection to offer an alternative to the double heterostructure p-GaAs/n-Ge/n-GaAs. We first propose to use a Schottky heterostructure to inject carriers in n-doped germanium. We show that carrier injection and electroluminescence devices can be optimized by depositing a thin interfacial oxide layer on top of n-doped germanium. We have also developed an approach to form SiGe layers on germanium by epitaxial laser induced annealing in order to obtain a double heterostructure. I have developed several clean room processes to fabricate germanium cavities which can combine electrical injection and strain transfer, including waveguides and micropilars structures. We show that a biaxial tensile strain up to 0.72% can be transferred in micropilar cavities under electrical pumping. The evaluation of strain level was confronted to finite element simulations of mechanical deformation, taking into account the electrical carrier injection

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Lingott, Jana. "Untersuchungen zur Aufnahme und Verteilung von gadoliniumbasierten Kontrastmitteln in biologischen Proben mittels Laserablation mit induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektrometrie." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, 2016. http://dx.doi.org/10.18452/17412.

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Abstract:

Gadoliumbasierte Kontrastmittel werden in der Magnetresonanztomographie verwendet und gelangen nach der Exkretion durch behandelte Patienten in Oberflächengewässer, da sie von Klärwerken nur unzureichend entfernt werden. Das Verhalten der Kontrastmittel in der Umwelt und deren Wechselwirkung mit Organismen wurde in dieser Arbeit aufgrund der Toxizität des freien Gd-Ions und der damit verbundenen möglichen Gefahren, wie der Anreicherung in der menschlichen Nahrungskette, näher untersucht. Die bildgebenden elementanalytischen Methoden Laserablation mit induktiv gekoppelter Plasmamassenspektrometrie (LA-ICP-MS) und Röntgenfluoreszenzanalyse mit Synchrotronstrahlung (SRXRF) wurden genutzt, um verschiedene biologische Systeme hinsichtlich ihrer Aufnahme, Verteilung und Abgabe von Gd-basierten Kontrastmitteln zu untersuchen. Zuvor wurden beide Methoden für diese Anwendung analytisch charakterisiert und verglichen. Die Nachweisgrenzen von Gadolinium wurden mittels LA-ICP-MS (0.78 pg) und SRXRF (89 pg) unter jeweils optimierten Bedingungen durch die Kalibrierung über Rückstände eingetrockneter Elementstandardtropfen bestimmt. Anhand von Fadenalgen konnte die Aufnahme und Abgabe der Gd-basierten Kontrastmittel gezeigt werden. Die Abhängigkeit von der Konzentration des Kontrastmittels in der Expositionslösung und die Unabhängigkeit der zeitlichen Aufnahme innerhalb eines Zeitraums von 1-7 Tagen wurden an Wasserlinsen studiert. Gadolinium konnte in einem Kresseblatt quantifiziert werden. Die Verifizierung der LA-ICP-MS-Ergebnisse erfolgte mit der SRXRF und der ICP-MS nach Aufschluss. Auch die Aufnahme und Abgabe von Gd in Wasserflöhen wurde beobachtet. Die Lokalisierung des Gds wurde mittels 3D µ-Computertomographie durch den Vergleich mit einem unbelasteten Wasserfloh aufgeklärt. In allen Untersuchungen wurde Gadolinium in den exponierten Modellorganismen nachgewiesen, woraus geschlussfolgert werden kann, dass die Kontrastmittel aus der Umgebung aufgenommen werden.
Gadolinium based contrast agents are used for magnetic resonance imaging. After their excretion by medicated patients they reach surface water passing waste water treat-ment plants where they are not removed sufficiently. The behavior of the contrast agents in the environment and the interaction with organisms was investigated in this work due to the toxicity of the free Gd3+ ion and the associated risks, such as accumulation in the human food chain. In this work, the two elemental analytical imaging methods laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) and synchrotron radiation X-ray fluorescence analysis (SRXRF) have been used to investigate the uptake, distribution, and excretion of Gd-based contrast agents by various biological systems. Both methods were analytically characterized and compared for this application. The detection limits of gadolinium were determined under optimized conditions by LA-ICP-MS and SRXRF. With calibration by remains of dried elemental standard droplets detection limits of 0.78 pg absolute amount of gadolinium (LA-ICP-MS), respectively 89 pg (SRXRF) were reached. Based on filamentous algae as water plants the uptake and the excretion of Gd-based contrast agents were revealed. The dependence on concentration of the contrast agent in the exposition solution and the independence of temporal uptake within one to seven days were studied for duckweed. By LA-ICP-MS gadolinium was quantified in a leaf of cress plant. The verification of the results was performed by SRXRF and ICP-MS after digestion. Furthermore, the uptake and distribution of Gd-based contrast agents in higher organisms (water flea) were observed. The exact location of gadolinium was resolved by three-dimensional μ-computed tomography by the comparison of an exposed with a Gd-free water flea. In all studies, gadolinium was detected in the investigated exposed model organisms. It can be concluded that the contrast agents were taken from the environment.

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Palavicini, Cham Carlos Alberto. "Analyse de composants photoniques par réfléctométrie à faible cohérence sensible à la phase." Paris, ENST, 2004. http://www.theses.fr/2004ENST0002.

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Abstract:

L'émergence des amplificateurs à fibre et l'inévitable accroissement du débit ont drastiquement augmenté la complexité des systèmes de transmission optiques, imposant une évolution des composants photoniques. Des techniques de caractérisation fiables et précises sont alors indispensables pour mener une analyse appropriée des caractéristiques et des performances desdits composants. La réflectometrie à faible cohérence sensible à la phase est une technique bien adaptée à la detection, localisation et quantification des paramètres et des performances des composants photoniques. Dans le cadre de cette thèse, elle a été appliquée à l'analyse de différents composants photoniques innovants, tels que les réseaux de bragg à fibre, les fibres optiques spéciales et les lasers à semi-conducteurs soumis àa une injection externe. Les résultats obtenus situent cette technique comme un véritable outil d'investigation qui s'avère très performant pour l'assistance et l'aide à la conception des nouvelles générations de composants photoniques
The emergence of erbium-doped fiber amplifiers and the inevitable increasing of bit rate have drastically augmented the complexity of optical transmission systems, imposing an evolution of photonic devices. Precise and reliable characterization techniques are therefore required to carry out an adequate analysis of these devices. Optical low-coherence reflectometry is a technique allowing for detection, localization and quantification of the parameters and performances of photonic devices. During this phd research, this technique has been applied to the analysis of several advanced photonic devices, such as fiber bragg gratings, specialty optical fibers and optical-injected semiconductor lasers. The results obtained position this technique as an accurate and reliable investigation tool permitting for assistance and support for the design and implementation of innovative photonic devices

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Jullien, Aurélie. "Génération d'impulsions laser ultra-brèves et ultra-intenses à contraste temporel élevé." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00077486.

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Abstract:

Ce travail de thèse a porté sur la conception et la caractérisation d'un dispositif efficace pour l'amélioration du contraste d'impulsions laser femtosecondes ultra-intenses. La notion de contraste désigne le rapport d'intensité entre l'impulsion proprement dite et son piédestal, de durée nanoseconde. Ce piédestal est constitué par l'émission spontanée amplifiée (ASE pour Amplified Spontaneous Emission), inhérent au mécanisme d'amplification laser et particulièrement néfaste pour les interactions laser-matière sur cible solide.
Le travail présenté consiste en l'étude théorique et expérimentale d'un filtre temporel basé sur un effet non linéaire du troisième ordre, agissant sur la polarisation de l'impulsion. Nous avons étudié plusieurs déclinaisons de ce principe. Le dispositif finalement retenu repose sur la génération d'une onde polarisée orthogonalement (XPW) dans des matériaux cristallins dont la susceptibilité non linéaire d'ordre trois est anisotrope. Ce filtre non linéaire a été testé sur différents systèmes femtosecondes et permet l'amélioration du contraste sur plusieurs ordres de grandeur, comme le confirment les mesures de profils temporels sur une grande dynamique réalisées après filtrage. Nous avons également conçu un dispositif pour optimiser l'efficacité de conversion du processus non linéaire, c'est-à-dire la transmission du filtre. Cette méthode consiste à générer des interférences constructives entre les signaux XPW émis dans des cristaux distincts. Dans ces conditions, l'efficacité de transmission théorique (supérieure à 20%) est atteinte expérimentalement et dans le même temps la stabilité du système est assurée. Nous avons enfin démontré que le filtre préserve, voire améliore, les qualités spectrales et spatiales de l'impulsion.
Ces résultats sont donc particulièrement prometteurs et permettent d'envisager l'implémentation définitive du filtre dans les systèmes femtosecondes.

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Clady, Raphaël. "Conception d'une chaîne laser terawatt hybride à fort contraste dans le bleu-vert." Aix-Marseille 2, 2006. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2006AIX22006.pdf.

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De, Kersauson Malo. "Vers un laser germanium dopé N et contraint en tension." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00864954.

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Abstract:

Dans ce travail de thèse, nous avons étudié différentes approches qui devraient permettre d'obtenir l'effet laser dans le germanium. Nous avons pu montrer expérimentalement l'influence du dopage et de la déformation sur la structure de bande du germanium, et l'adéquation avec les modèles concluants à l'existence de gain. Nous avons exploré les possibilités offertes par l'hétéro-épitaxie sur III-V pour obtenir une déformation en tension du germanium. Nous avons évalué la déformation résultante par des mesures croisées de rayons X, de diffusion Raman et de photoluminescence, et étudié l'évolution de la qualité des couches épitaxiées en fonction de la déformation et de l'épaisseur. Une nouvelle méthode de déformation du germanium, s'appuyant sur le dépôt par plasma de couches contraintes de nitrure, a été introduite et étudiée. L'effet laser a été recherché par la conception de guides ridges et microdisques déformés par ces dépôts. Plusieurs voies d'application de la déformation dans ces cavités ont été explorées à travers des simulations par éléments finis et la conception de structures de test. Cette optimisation préalable nous a permis d'observer sur les microdisques une déformation biaxiale de 1.11%. En uniaxial, nous avons pu appliquer au germanium une déformation de 1.07% et montrer expérimentalement l'importance de la direction de la déformation dans l'augmentation de la luminescence. Nous avons pu observer et mesurer un gain optique net de 80 cm⁻¹ dans des structures déformées uniaxialement à 0.8%.

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Margoto, Jean-Baptiste. "Développement de dispositifs de diagnostics ultra-haute dynamique mono-coup avec une grande excursion temporelle et caractérisation spatio-temporelle au foyer de lasers femtosecondes ultra intenses." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLX107.

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Abstract:

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du développement international de sources laser ultrarapides à fortes puissances crêtes (TW et PW) qui repoussent les limites en termes de puissances surfaciques obtenues sur cible après focalisation (>10^19W/cm^2). La technique d’amplification par dérive de fréquence (CPA) pour amplifier l’ énergie d’impulsions femtosecondes introduit des couplages spatio-temporels (CST) en cas d’alignement imparfait élémentsclés de la chaîne d’amplification, tels que l’ étireur ou le compresseur. Affectant la forme de l’impulsion, ces distorsions spatio-temporelles réduisent fortement la puissance crête au foyer. Or, le contrôle du profil temporel de l’impulsion sur plusieurs dizaines de picosecondes et une large dynamique est nécessaire afin de connaître précisément les conditions d’interaction del’impulsion avec la matière lors d’expériences.Plusieurs techniques de caractérisation spatio-temporelle ont été étudiées durant cette thèse. La technique TERMITES a montré ses limites de par lesconditions expérimentales inhérentes aux lasers TW et PW (fluctuations d’énergie tir-à-tir, pointé) et de par la dynamique intrinsèque maximale de mesure. La deuxième technique est l’interférométrie spectrale auto-référencée à excursion temporelle étendue (SRSI-ETE) qui a pour ambition de caractériser enmono-coup spatio-temporellement selon une dimension transverse l’impulsion, ainsi que son contraste temporel. Cette technique repose sur le filtrage spatio-temporel d’une réplique de l’impulsion par l’effet non-linéaire du troisième ordre de génération d’onde polarisée croisée (XPW). Le filtrage n’est efficaceque pour de faibles distorsions et des mesures expérimentales n’ont pas permis de reconstruire la forme spatio-temporelle de l’impulsion en sortie de compresseur. Toutefois, la mesure mono-coup du contraste temporel de l’impulsion sur ±37 ps et une dynamique de 10^8 a été validée en comparant avec un autocorrélateur du troisième ordre.La nouvelle technique proposée, appelée CROISSANT, repose sur l’observation de l’intensité spatio-spectrale de l’impulsion générée par l’effet XPW. Des mesuresexpérimentales ont permis de caractériser en mono-coup la forme spatio-temporelle d’impulsions femtosecondes avec une grande sensibilité. La méthodepour identifier les distorsions et les corriger est donnée pour les CST du premier et du deuxième ordre
This thesis has been carried out in the framework of the international development of high peak power ultrafast laser sources (TW to PW) that push forward the limits in terms of focused light intensity on target (>10^19 W/cm²). The chirped-pulse amplification (CPA) technique commonly used to amplify femtosecond laser pulses introduces spatio-temporal couplings (STC) in the event of imperfect alignment in the stretcher or compressor elements inside the amplification chain. These STC greatly reduce the peak power at focus. Controlling the temporal contrast of the pulse over several tens of picoseconds and with a high dynamic range is necessary in order to accurately know the laser-matter interaction conditions during experiments.Several techniques for spatio-temporal characterization of femtosecond pulses were studied during this thesis. The TERMITES technique showed its limits due to the experimental conditions inherent to TW and PW lasers (shot-to-shot and pointing fluctuations) and the maximum intrinsic dynamic range.The second technique is the extension of the Self-Referenced Spectral Interferometry with extended time excursion (SRSI-ETE) that aims at characterizing in single-shot both the spatio-temporal shape (in one transverse dimension) and the temporal contrast of the incident pulse. This technique is based on the spatio-temporal filtering by the cross-polarized wave (XPW) generation. Filtering is only effective for weak distortions and experimental measurements could not reconstruct the spatio-temporal shape of the pulse at the compressor output. However, the single-shot measurement of the temporal contrast of the pulse on ±37 ps and a dynamic range of 10^8 were validated by comparing results with a third order autocorrelator.The novel proposed technique, named CROISSANT, relies on the observation of the spatio-spectral intensity of the XPW pulse. Experimental results could characterize in a single laser shot the spatio-temporal shape of the pulse with high sensitivity. The method for identifying the specific STC and its correction method is given for both first- and second-order STC

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De, Pellegrin Ana. "Os contrastes do ambiente urbano : espaço vazio e espaço de lazer." [s.n.], 1999. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/274853.

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Abstract:

Orientador: Antonio Carlos Bramante
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação Fisica
Made available in DSpace on 2018-07-25T03:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DePellegrin_Ana_M.pdf: 6771520 bytes, checksum: cd5d013ea7dca95f967a788ae118259c (MD5) Previous issue date: 1999
Resumo: Esta pesquisa teve como ponto de partida a problemática do espaço urbano, de um modo geral, procurando focalizar dois aspectos desse universo: o espaço vazio e o espaço de lazer. A partir disso, destacou-se a importância das relações de apropriação e uso desses espaços por parte da população, nas suas diferentes formas e processos. O trabalho teve por objetivo investigar: (l) a importância do espaço vazio no ambiente urbano, (2) a inserção do lazer no processo de ocupação do espaço urbano, (3) a tendência de saturação do espaço nos espaços e equipamentos de lazer, em sua construção e utilização, (4) o papel do poder público municipal com relação ao espaço de lazer e (5) as relações de grupos específicos no lazer com o espaço que ocupam, dando um destaque para os interesses fisico-esportivos, por estarem em íntima relação com a Educação Física. Em termos metodológicos, tratou-se de um estudo comparativo de casos, constituído de uma combinação de pesquisa bibliográfica, documental e exploratória. A pesquisa bibliográfica foi realizada junto ao Sistema de Bibliotecas da Unicamp, enquanto a pesquisa documental foi desenvolvida junto à Prefeitura Municipal de Campinas. A pesquisa exploratória se realizou em quatro bairros (pertencentes a diferentes zonas administrativas da cidade, a saber: norte, sul, leste e oeste), escolhidos de forma não probabilística, intencional e por critério de acessibilidade. A construção do trabalho se deu à luz do referencia! teórico proposto por Remi Lefebvre, tendo como finalidade obter uma visão ampla da cidade acerca de sua organização espacial para que fosse possível fornecer subsídios para uma política de adaptação, transformação e preservação do espaço urbano e, em especial, do espaço de lazer
Abstract: This research had as starting point the problem ofthe urban space, in a general way, seeking to focus two aspects inside that universe: empty space and leisure space. Starting from this scenario, we stood out the importance of appropriation and use relationships of those spaces by the population, in its different forms and processes. This work had as objective to investigate: (1) the importance of the empty space in the urban enviroment, (2) the insert of leisure in the occupation process of urban space, (3) the space saturation tendency in leisure spaces and equipments, in their construction and use, (4) the role of public administration towards the leisure space and (5) the relationships between specific groups in leisure and the spaces they occupy, giving a prominence for the physical interests, due to the fact that they are very dose to Physical Education. In methodological terros, it was a comparative study of cases, constituted of a combination of bibliographical, documental and exploratory research. The bibliographical research was accomplished through the System of Libraries at Unicamp while the documental research was developed at the City Hall of Campinas, SP. The exploratory research took place in four districts (belonging to different administrative zones ofthe city: north, south, east and west), chosen in a nonprobabilistic and intentional way, through accessibility approach. This research was based on the theoretical framework proposed by Remi Lefebvre, and has as purpose to obtain a broad vision of the city conceming its space organisation, so that it would be possible to offer subsidies for adaptation, transformation and preservation policies for urban space, specially, for leisure space
Mestrado
Mestre em Educação Física

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Floquet, Vincent. "Génération d'ions rapides par impulsions laser ultra intenses et ultra courtes." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00755702.

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Abstract:

Pour accélérer des ions/protons il est possible d'utiliser une impulsion laser de courte durée temporelle (quelques dizaines de femtosecondes) focalisée sur quelques micromètres sur une cible solide (aluminium, carbone, plastique...). L'intensité du champ électromagnétique atteinte sur cible (> 1018 W.cm-2) nous permet de former un plasma chaud et dense. La dynamique des électrons de ce plasma génère des champs électriques intenses aux interfaces plasma-vide par séparation de charge. Ce champ électrique est alors responsable de l'accélération des ions situés sur la couche superficielle des cibles où se sont déposés des polluants organiques (dont des protons). Ce mécanisme d'accélération connu sous le nom de Target Normal Sheath Acceleration (TNSA), a constitué l'objet des travaux exposés dans cette thèse.Nos efforts au cours des différentes campagnes expérimentales se sont concentrés sur l'augmentation de l'énergie maximale des protons. En effet, les applications potentielles des particules de hautes énergies requièrent des énergies de l'ordre de la centaine de MeV. Pour ce faire, nous avons étudié différentes configurations permettant l'augmentation du couplage entre une impulsion laser et un plasma, ceci afin de transmettre avec le meilleur rendement possible, l'énergie du laser aux ions accélérés. C'est principalement en utilisant des configurations particulières de cibles (cibles avec microsphères, réseaux, cibles en mousses) que nous avons procédé. Des expériences utilisant une pré-impulsion comme contrôle de l'expansion du plasma ont également été réalisée. Du point de vue des applications et utilisations des ions accélérés, une étude des matériaux de fluorescence (CdWO4) a été menée dont le but était d'explorer le dépôt d'énergie des ions dans la matière, à des débits de flux jusqu'alors inaccessible avec les accélérateurs conventionnels.

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Mermillod-Blondin, Alexandre. "Analysis and optimization of ultrafast laser-induced bulk modifications in dielectric materials." Saint-Etienne, 2007. http://www.theses.fr/2007STET4004.

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Abstract:

By focusing an ultrashort pulse of light in the volume of a transparent dielectric, free carrier generation takes place via nonlinear ionization. A substantial part of the laser energy is deposited into the free carrier gas, transferred into the bulk, and a material with new optical properties emerges upon energy relaxation. Phase contrast (PCM) and optical transmission microscopy (OTM) techniques are employed to characterize the morphology of the laser-induced refractive index change in the bulk of amorphous silica and N-BK7. The experimental results are correlated with a theoretical estimation of the energy deposited in the vicinity of the focal plane based on the resolution of the nonlinear Schrödinger equation. In fused silica, the formation of a void is connected with the appearance of a high energy exposure upon nonlinear propagation. A time-resolved study of the laser generated refractive index modifications with sub-picosecond and sub-micrometer resoltion is performed. This analysis points out the importance of the thermal mechanisms and of the subsequent thermochemical transformations in laser modification of bulk dielectrics. By using an adaptative pulse shaping apparatus, we demonstrate that optical structures that do not normally appear in standard ultrafast irradiation conditions can be generated. In particular, we report the onset of large positive refractive index regions in BK7. Finally, the flexibility offered by temporal pulse manipulation is exploited for microprocessing purposes. We demonstrate writing of embedded waveguiding structures at optical frequencies in the bulk of BK7
En focalisant une impulsion lumineuse ultra brève dans la masse d'un matériau diélectrique transparent, un mécanisme d'ionisation non-linéaire peut conduire à la création de porteurs libres. L'énergie lumineuse est alors efficacement déposée. Après relaxation de l'énergie, un matériau avec de nouvelles propriétés optiques est obtenu. Les propriétés optiques de ce matériau transformé ainsi que la morphologie de la zone altérée sont caractérisés en microscopie à contraste de phase et en microscopie optique classique. Les échantillons étudiés sont principalement la silice pure et le N-BK7. Les observations expérimentales sont corrélées avec une estimation théorique de la densité d'énergie déposée obtenue en résolvant l'équation de Schrödinger non-linéaire. Dans la silice pure, l'apparition d'une micro-cavité est ainsi associée à une région de forte exposition à l'énergie lumineuse. Une étude basée sur un dispositif de microscopie de phase et de microscopie classique caractérisée par une résolution spatiale submicrométrique et une résolution temporelle subpicoseconde est également présentée. Cette analyse révèle l'importance des phénomènes thermiques et des effets thermomécaniques. En optimisant la forme temporelle de l'impulsion, nous démontrons la possibilité de conduire le matériau de manière permanente dans des états inaccessibles lorsqu'on se limite à une irradiation ultra brève classique. En particulier, nous montrons l'existence de régions de densités élevées dans le BK7 après irradiation. Enfin, la souplesse offerte par la mise en forme temporelle est employée afin de réaliser l'écriture de guides d'ondes enterrés dans le BK7

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Dissertations / Theses on the topic 'Laser contrast'

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