INANOE Repositorio (Inst- Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
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Characterization and modeling of passive components and interconnects using microwave techniques
Get PDFThis thesis is dedicated to characterizing, modeling, and analyzing passive components and
interconnects to help solving signal integrity problems occurring in advanced microwave
circuits and systems. This type of systems require ultra-wide bandwidth, low dispersion, and
low attenuation in the signal transmission to allow high-speed data processing and
transmission. In an actual system, however, the transmission of signals from source to destiny
suffers attenuation, dispersion and distortion, in addition to high-order effects like resonances,
crosstalk, reflection, mismatch, etc., which reduce the bandwidth and the quality of the signals.
In this regard, much of the signal power is lost in interconnects, passive devices, and the
corresponding interaction with the propagation media as well as with other devices. For this
reason, it is very important to understand and properly modeling this type of components in an
electronic circuit.
The passive elements characterized in this thesis are found at different integration levels.
Moreover, different functions are performed by these devices depending on the level at which
they are fabricated: interconnection between elements, implementation of matching networks,
filters, oscillators, etc. Thus, in order to provide valuable information for circuit designers, the
characterization process used in this project was based on the processing of S-parameters
measurements, which includes effects corresponding to the intrinsic nature of the passive
device, plus the interaction with the surrounding materials. This information allows to represent
the performance of passive devices and interconnects by using simple circuits that physically
represent their behavior. Bear in mind that using the S-parameters for characterization purposes
requires to take into consideration the parasitic effects of the text fixtures necessary to reach the
devices under test. In this regard, the impact of these fixtures was also studied in detail in this
work.
In addition, the potential of S-parameter measurements for characterizing and modeling the
properties of the materials used in microwave devices is also explored. This points out the fact
that these data is of great value when developing and optimizing circuit and devices since it is
possible to analyze the properties even at the level of the fabrication materials
Simulación clásica de interacción radiación materia
Get PDFIn this paper a nonlinear quantum optical model that generalizes the Rabi model was presented.
The proposed model is very general, but it was still possible to find some of their properties.
The model consists of a two-level atom interacts with a single mode of a quantum electromagnetic
field; the nonlinear interaction is proposed, except for certain values of the parameters; The Rabi
model and the Jaynes-Cummings model are included as special cases.
that the proposed model Hamiltonian commutes with the parity operator turns out to be of fundamental
importance, because it allows to divide the Hilbert space of the problem into two orthogonal
subspaces, subspaces parity. The wave function was developed in terms of the basis of each parity
space, this allowed to find a pair of systems of ordinary differential equations of first order coupled,
equivalent to the original Schrödinger equation.
By analogy between the propagation in time and propagation in space, the quantum system is
connected with a pair of arrays of dielectric waveguides, to identify the pair of quantum equations
systems with the system of differential equations governing light propagation in an array of waveguides.
This analogy allows to study quantum aspects from the classical point of view and vice
versa. The quantum dynamical variables can be observed and measured in terms of appropriate
variables of the array waveguides. Average number of photons, average energy of atomic excitation,
Berry's atomic phase, the temporal autocorrelation of function wave or fidelity and von Neumann
entropy are expressed in terms of the electric field intensity and the phase difference of light in
each of the waveguides
Multimodal microscopy for rapid diagnosis of pancreatic cancer
Get PDFMultimodal confocal mosaic images scan image wide surgical margins
(approximately 1 cm) with sub-cellular resolution and mimic the appearance of
conventional hematoxylin and eosin histopathology (H&E). The goal of this work is
to combine three confocal imaging modalities: acridine orange (AO) fluorescence for
labeling nuclei, eosin fluorescence (Eo) for labeling cytoplasm, and endogenous
reflectance (R) for marking collagen and keratin. Absorption contrast is achieved
by alternating the excitation wavelength: 488 nm (AO fluorescence) and 532 nm
(Eo fluorescence). Scattering contrast is achieved by the reflectance at either or
both of the wavelengths. Superposition and false-coloring of the images from these
three modalities mimics H&E, enabling detection of pancreatic cell carcinomas. The
sum of images Eo + R is false-colored pink to mimic the appearance of eosin, while
the AO mosaic is false-colored purple to mimic the appearance of hematoxylin in
H&E. In this study, mosaics of pancreatic cell carcinomas where processed. The
results suggest that confocal mosaics could be used for pancreatic cancer diagnosis
in the operating room, although the staining process with Eosin may be optimized
as the reflectance mode
Análisis y optimización de circuitos digitales nano-métricos en presencia de variaciones de proceso
No full textEl escalamiento tecnológico ha permitido circuitos con mayor densidad de integración
y alta complejidad, dando como resultado circuitos con un mejor desempeño
a menor costo. Sin embargo, la reducción en el tamaño de los transistores ha provocado
que las pequeñas variaciones en el proceso de fabricación impacten de manera
significativa el rendimiento de los sistemas. A pesar de los sofisticados procesos de
manufactura los circuitos sufren desviaciones en las características de diseño para las
cuales fueron fabricados.
Dicha problemática a obligado a los diseñadores a implementar optimizaciones las
cuales generan sistemas robustos a variaciones de proceso. A lo largo de los años se han
desarrollado diferentes técnicas orientadas a disminuir el impacto de las variaciones en
el retardo de los circuitos, ya que éste es un parámetro de suma importancia debido a
que delimita la frecuencia de operación y velocidad de conmutación. Dichas técnicas
toman como base el redimensionamiento de ciertos bloques o incluso circuitos completos
debido a su fácil implementación y buena respuesta. El desarrollo de sistemas
optimizados bajo esta técnica a traído consigo incrementos importantes en el área, por
lo cual la tendencia actual es realizar la optimización sin perder de vista el compromiso
variabilidad-área.
La presente tesis está orientada a definir una métrica que permita realizar el redimensionamiento
de forma selectiva de tal manera que la optimización impacte lo menos posible en el área.
De acuerdo a lo anterior, es necesario tener un compromiso
variabilidad-área óptimo, para lo cual se debe realizar una caracterización detallada del
comportamiento de dichas variaciones y su impacto en la variabilidad del retardo.
Esta métrica debe ser diseñada de acuerdo a las características propias de cada una
de las compuertas y con la cual sea posible decidir que compuertas son o no un candidato
para la optimización, eliminando así la necesidad de redimensionar circuitos
completos. La optimización se plantea bajo dos esquemas generales una optimización
de variabilidad con costo en área y optimización de área con especificación de variabilidad.
La optimización de variabilidad con costo en área se plantea con dos tipos de optimización, la
primera es la optimización de variabilidad sin restricción en área, donde el redimensionamiento
de las compuertas se basa en un proceso iterativo
Medición de temperaturas de la flama de una vela usando 4 interferómetros de difracción por punto.
Get PDFUn sistema óptico formado por 4 interferómetros de difracción por punto (IDP) es usado para medir la distribución de temperaturas de una flama de una vela. La fase de la luz después de interactuar con la flama es modelada mediante la transformada de Radon y después es procesada mediante un algoritmo iterativo tomografico para finalmente obtener la distribución de temperaturas. Los interferogramas resultantes presentan la asimetría de la flama de la vela, teniendo como consecuencia que es justificado el uso del algoritmo iterativo en vez de usar la transformada de Abel. Las distribuciones de temperatura obtenidas demuestra la utilidad del método propuesto
Sistema optimizado para la captura de imágenes de fondo de ojo
Get PDFEstá comprobado que el uso de óptica adaptiva para la compensación de aberraciones
de ojos humanos in - vivo, mejora la resolución lateral de imágenes de fondo de ojo. Un
esquema de óptica adaptiva está compuesto básicamente por tres componentes; un dispositivo
de medición de aberraciones, un dispositivo de compensación de aberraciones y
un sistema de control que sincronice los dos primeros en un bucle de medición – compensación.
En éste trabajo de investigación se presenta un arreglo experimental para la
captura de imágenes in - vivo de fondo de ojo, en un esquema optimizado en tamaño y
número de lentes, tal que las aberraciones del sistema óptico de formación de imágenes
debido a las lentes se ve reducido. Éste sistema usa un sensor de frente de onda de tipo
Shack–Hartmann y un espejo deformable para su brazo de óptica adaptiva. Se presentan
resultados experimentales de medición de aberraciones y fondo de ojo utilizando un ojo
modelo y ojos in-vivo capturadas con el arreglo experimental implementado. La seguridad
de los ojos voluntarios se garantizó siguiendo la norma ANSI z136.1-2000 la cual
especifica la potencia máxima que se puede irradiar sobre ojos humanos in - vivo
Caracterización de las propiedades fotoeléctricas de semiconductores orgánicos basados en mezcla de polímero: sensitizador
No full textRecientemente en el INAOE, se estableció la técnica de deposito de películas
delgadas para celdas solares orgánicas basadas en la mezcla de dos semiconductores
orgánicos, polímero P3HT (Poly 3- hexylthiophene) como material donador de electrones
y sensitizador PCBM (Phenyl-C61-butyric acid methyl ester) como aceptor
de electrones. Han sido pocas las investigaciones que se han hecho acerca de como
el grosor y la razón de concentración en masa entre los componentes de la película
activa influye en la generación de corriente eléctrica al ser expuesta a la luz.
En este trabajo se presentan los resultados de la caracterización de grosores y
espectros de absorción para diferentes películas delgadas domesticas basadas en la
mezcla de polímero y sensitizador P3HT:PCBM. Posteriormente se caracterizaran
sus propiedades fotoeléctricas usando las técnicas de fotocorriente modulada en intensidad
y foto-FEM no estacionaria. De los resultados obtenidos en las diferentes
dependencias por ambas técnicas de medición será posible obtener: tiempos característicos
como el de fotoconductividad y relajación dieléctica, movilidad, longitud
de difusión y el producto μτ . Estos parámetros son importantes para el desarrollo
de dispositivos fotovoltaicos, así que la aplicación de estas técnicas nos conducirá al
futuro desarrollo de investigaciones de celdas solares orgánicas en el INAOE
Automatic tariff generation for electricity markets using reinforcement learning
Get PDFThe most widely used energy sources rely on oil and therefore are not going to
supply energy to industrial processes and people's lives forever. Most of the electric
energy produced nowadays comes from thermoelectrical plants, which are industrial
complexes with a furnace at its heart burning oil to generate steam. The large
amounts of electrical energy is then transmitted over the electrical grid to factories,
offices and houses. This centralized scheme has several disadvantages. The first one
is its oil dependency, because the oil's price increases constantly. The second one is
the transmission grid by itself. Furthermore, this grid is very old, and because of
its nature, a localized problem has the potential to start a snowball effect massive
blackout. An alternative to address both the dependency on oil of current energy
generation and its centralized nature is a technology called smartgrid. Smartgrid
enables an electrical network with communications, sensing, self-healing and digital
capabilities. These features transform the old, centralized energy network into a
distributed network, which can integrate small producers and consumers (or hybrids
that can be both, consumers and producers) on almost any point of the network
at any time. With this scheme, large power suppliers will have its place on the
network, but also an increasing amount of small green-energy producers, which by
aggregation, will supply large amounts of power to consumers, creating a liberalized
energy market. The idea of this market is for it to be driven by brokers, which are
entities that can buy energy from producers and sell it to consumers, by means of
contracts called tariffs, which are regulated by constraints set by a regulator entity
Mejoramiento de decimadores basados en filtros comb a través de filtros sin multiplicadores
Get PDFEn esta tesis se proponen dos estructuras decimadoras que mejoran la respuesta
en frecuencia del filtro comb. La primera de ellas utiliza filtros correctores
FIR, que tienen como finalidad mejorar la respuesta en banda de paso y rechazo
del filtro comb. La segunda estructura se basa en una Función de Cambio de
Amplitud (ACF) y se enfoca en la banda de rechazo del comb. Ninguna de las
dos propuestas requiere de multiplicadores para su implementación.
Antes de presentar las propuestas, se introducen los conceptos fundamentales
del proceso de decimación. En segundo lugar, se describe al filtro comb,
enumerando sus ventajas, desventajas y diversas formas de implementación. Finalmente,
se presentan algunos métodos que se encargan de mejorar banda de
paso, banda de rechazo o ambas bandas del filtro comb. Estos tres capítulos
desembocan en las dos propuestas antes citadas.
Cada una de las dos propuestas presenta comparaciones con diversos métodos
presentes en la literatura, ejemplos de diseño e implementación
Estabilización digital de secuencias de imágenes con precisión subpixel en sistemas de visión catadióptricos
Get PDFNowadays, there is number of applications where the primary objective is to monitor or track any object or person in a particular environment. For an environment with favorable conditions in these types of systems in imaging, we need at least two conditions: coverage and a system without vibrations. Coverage involves covering the largest possible area with fewer cameras, because the higher the number of cameras the greater the number of technical difficulties such as camera calibration, longer processing time and other problems generated by a large number of cameras. The other condition relates to the elimination of vibrations that affect the monitoring system, these may be caused by the environment in which our system is, such as vibrations caused by vehicles, blasts of air or some other external movement.
To solve the problems discussed above, in this work we propose using a catadioptric imaging system, which consists of a conventional camera, one lens and one mirror, whose main characteristic is that the field of view of the camera is extended by the mirror system. The main disadvantage of these systems compared to conventional systems is the deformation suffered by the mirror image. However, this deformation can be reversed by a transformation representing the catadioptric system. Usually, these systems have fields of view between the range of 180 ° and 360 ° around one of its axes.
The main objective of our research is to eliminate the vibrations that affect catadioptric systems, because they affect the performance of the tasks of vision systems, such as tracking or search for an object or person in particular. In our work we use the SURF algorithm to track certain characteristic points along the image sequence, with the aim of obtaining a pattern of motion of images in order to perform the compensation of vibrations which has affected the vision system. Our experimental results show that our algorithm for image stabilization has good performance in various conditions of the videos, such as lighting changes, moving objects and so on. The performance of our algorithm is measured by the Peak Signal Noise to Ratio (PSNR) between consecutive images, this metric is a measure of similarity between images, whereby a stabilized sequence must have a higher index of PSNR than a sequence that is not stabilized. The increase in the PSNR from the sequences of stabilized images averaged 12% over the original sequences.En la actualidad existe un gran número de aplicaciones donde el objetivo primordial es vigilar o rastrear algún objeto o persona en un ambiente en particular. Para obtener un ambiente con condiciones favorables en estos tipos de sistemas en la captura de imágenes, necesitamos por lo menos dos condiciones: la cobertura y un sistema ajeno a vibraciones. La cobertura implica cubrir la mayor área posible con el menor número de cámaras, debido a que mientras mayor sea el número, nos tendremos que enfrentar a una mayor cantidad de dificultades técnicas como es la calibración de cámaras, mayor tiempo de procesamiento y otros problemas generados por un elevado número de cámaras. La otra condición se refiere a eliminar las vibraciones que afectan el sistema de vigilancia, estas pueden ser provocadas por el medio en el que se encuentra nuestro sistema como pueden ser vibraciones ocasionadas por vehículos, ráfagas de aire o algún otro movimiento ajeno al sistema.
Para resolver los problemas expuestos anteriormente, en este trabajo proponemos el uso de un sistema catadióptrico de imágenes, el cual está formado por una cámara convencional, un lente y un espejo, cuya principal característica es que el campo de visión de la cámara es ampliado por el espejo del sistema. La principal desventaja que presentan estos sistemas comparado con los sistemas convencionales es la deformación que sufre la imagen por el espejo. Sin embargo, dicha deformación puede ser revertida mediante una transformación que represente al sistema catadióptrico. Por lo general, estos sistemas poseen campos de visión de entre el rango de 180° y 360° alrededor de uno de sus ejes.
El objetivo principal de nuestro trabajo de investigación es eliminar las vibraciones que afectan a los sistemas catadióptricos, debido a que afectan el desempeño de las tareas de los sistemas de visión, como pueden ser el seguimiento o búsqueda de algún objeto o persona en particular. En nuestro trabajo utilizamos el algoritmo SURF para rastrear ciertos puntos característicos a lo largo de la secuencia de imágenes, con el objetivo de obtener un patrón del movimiento de las imágenes para realizar la compensación de las vibraciones con las que se ha afectado al sistema de visión. Nuestros resultados experimentales muestran que nuestro algoritmo para lograr la estabilización de imágenes tiene un buen desempeño en diversas condiciones de los videos, como pueden ser cambios de iluminación, objetos en movimiento, etc