Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να μελετηθεί η αποδοτικότητα δύο οργανωμένων μαθησιακών δραστηριοτήτων με τη χρήση τεχνολογίας wiki. Προκειμένου να μελετηθεί η επίδραση των δραστηριοτήτων υιοθετήθηκε σχεδιασμός pretest-posttest. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν σημαντική βελτίωση στα μαθησιακά αποτελέσματα, ειδικά για τους φοιτητές με χαμηλή αρχική επίδοση. Επιπρόσθετα, οι φοιτητές εκφράζουν θετικές απόψεις από τη χρήση wiki στις δραστηριότητες. / The aim of this study is to investigated the effectiveness of two framed wiki-based learning activities. A one-group pretest–posttest design was adopted to examine the impact of the activity. The results showed significant improvement in learning outcomes, in particular for students with low initial performance. In addition, a positive attitude towards using wikis in their project was expressed by the students.

Στην επιστημονική κοινότητα υπάρχει η τάση αποθήκευσης διδακτικών αντικειμένων σε αποθήκες περιεχομένου και η χρήση τους για την δημιουργία διαδικτυακών διδακτικών σεναρίων. Αυτή την στιγμή στην κοινότητα υπάρχει η τάση δημιουργίας αυτόνομων (modular) διαδικτυακών (web-based) εφαρμογών που να ερευνούν και να συλλέγουν διδακτικά αντικείμενα, καθώς επίσης και εφαρμογών που να δίνουν την δυνατότητα συνδυασμού διαφόρων αντικειμένων για την δημιουργία διδακτικών δραστηριοτήτων. Ένα πρόβλημα που έχει προκύψει είναι ο συνδυασμός της δυναμικής συλλογής διδακτικών αντικειμένων και της δημιουργίας εκπαιδευτικών σεναρίων. Η δημιουργία, αλλά και η αποθήκευση των διδακτικών αντικειμένων στις περισσότερες βάσεις, γίνεται ακολουθώντας συγκεκριμένα πρότυπα. Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατό να υπάρχει πολυχρηστικότητα και επαναχρησιμοποίηση των αντικειμένων από τον ίδιο τον δημιουργό ή άλλους χρήστες, στο ίδιο ή σε διαφορετικά διδακτικά σενάρια. Στην διπλωματική εργασία θα μελετήσουμε καταρχήν τη δυνατότητα δυναμικής και αυτοματοποιημένης εξεύρεσης και συλλογής διδακτικών αντικειμένων (Learning Objects), βάσει δεδομένων κριτηρίων αναζήτησης, τα οποία είναι αποθηκευμένα σε ηλεκτρονικές βάσεις αποθήκευσης διδακτικού περιεχομένου (Learning Objects Repositories - LOR) στο διαδίκτυο ακολουθώντας συγκεκριμένα πρότυπα/πρωτόκολλα (κυρίως το ΙΕΕΕ Learning Object Metadata). Επίσης, θα μελετήσουμε τη δυνατότητα δημιουργίας εκπαιδευτικών σεναρίων, βασισμένων σε επιστημονικά αποδεκτές διδακτικές στρατηγικές, μέσω λογισμικού με χρήση των παραπάνω διδακτικών αντικειμένων και αποθήκευσης τους ακολουθώντας το κοινά αποδεκτό πρότυπο SCORM. Αρχικά, θα παρουσιάσουμε τη διαθέσιμη τεχνολογία (πρωτόκολλα και πρότυπα) εξεύρεσης και συλλογής διδακτικών αντικειμένων, επικεντρώνοντας σε «ανοικτά» πρότυπα και πρωτόκολλα (κυρίως το Open Archives Metadata Harvesting Protocol μέσω HTTP request σε αντίστοιχη server εφαρμογή που είναι ενσωματωμένη στις πιο δημοφιλείς εφαρμογές LOR). Στη συνέχεια θα παρουσιάσουμε τις δημοφιλέστερες και επικρατούσες εκπαιδευτικές/παιδαγωγικές θεωρίες μάθησης με χρήση Τ.Π.Ε. Κατόπιν θα εφαρμόσουμε τα προηγούμενα θεωρητικά μοντέλα συνολικά σε μια αυτόνομη εφαρμογή και θα αναφερθούμε σύντομα στην πιθανή ενσωμάτωση της ως εργαλείο (Module) κάποιας υπάρχουσας εφαρμογής διαχείρισης. / All over scientific community today there is a trend to store learning objects in repositories and use them to create web-based teaching scenarios. Presently the scientific community trend is to create modular web-based applications in order to search and harvest learning objects, and moreover to create applications that provide the option of combining various learning objects in order to design teaching activities. A problem that occurred is to be able to, concurrently, dynamically harvest learning objects and create a teaching scenario. Creation, but also storage of learning objects in most databases, is performed following specific standards. In this way, multiple usage and usability is achieved for the author himself but also for other users, either in the same or in different teaching scenarios. In this thesis we will initially investigate the possibility of dynamic and automated search and harvesting of Learning Objects based on pre-defined search criteria, stored in Learning Objects Repositories (LORs) on the web, according to specific standards (mainly IEEE Learning Object Metadata). We will also investigate on the possibility of creating teaching scenarios, based on widely accepted teaching strategies, through software utilizing the aforementioned learning objects and their storage according to the widely accepted SCORM standard. Firstly, we will present the existing technology (protocols and standards) of searching and harvesting learning objects, focusing on open standards and protocols (mainly Open Archives Interconnection Metadata Harvesting Protocol via HTTP request towards a server application which is embedded in the most popular LOR implementations). Then, we will present the most popular and dominating teaching/educational theories through Informatics and Communications Technologies in Education (ICTE). Finally we will apply the previous theoretical models as a whole in an autonomous application and we will briefly mention the possibility of embedding it, as a module, in an existing content management platform.

Η αλματώδης εξέλιξη που σημειώθηκε και εξακολουθεί να σημειώνεται τα τελευταία χρόνια στις τεχνολογίες του παγκόσμιου ιστού, έχει οδηγήσει σε προσπάθεια ενσωμάτωσης του παγκόσμιου ιστού (Web) σε όλες τις πτυχές της ζωής, σε συνδυασμό με τις εξελίξεις στις τεχνολογίες επικοινωνιών και ιδιαίτερα με την παροχή αξιόπιστων και ταχύτατων ευρυζωνικών δικτύων επικοινωνίας, έχει μετεξελιχθεί σε μία πλατφόρμα παροχής προηγμένων δικτυακών υπηρεσιών οι οποίες καλύπτουν ένα ευρύτατο φάσμα εκπαιδευτικών αναγκών. Αυτό σε συνδυασμό με την σημασία που δίνεται παγκοσμίως στην εκπαιδευτική διαδικασία και η σχέση που θα προκύψει απ’το πάντρεμα εκπαίδευσης και παγκόσμιου ιστού θα εισηγηθούν την εξέλιξη και ανάπτυξη μαθησιάκων εργαλείων με την νόμιμη ενσωμάτωση τους στα πλαίσια της τυπικής εκπαίδευσης. Η ανάπτυξη όμως και η ευρεία αποδοχή των παραπάνω τεχνολογιών οδήγησε στην δημιουργία ενός τεράστιου όγκου πληροφορίας, ο οποίος, σε συνδυασμό με παράγοντες όπως οι διαφορετικές μορφές αναπαράστασης της, η πολυσημία-αμφισημία-συνωνυμία των λέξεων κ.ά., αναστέλλουν τις δυνατότητες που ανοίγονται απ’αυτές. Συνεπώς και τα μαθησιακά εργαλεία σαν πεδίο εφαρμογής των τεχνολογιών αυτών αντιμετωπίζουν προβλήματα όπως τα παραπάνω που προκύπτουν απ’τις τεχνολογίες αυτές. Τα προβλήματα αυτά στα μαθησιακά εργαλεία αφορούν την επιλογή κατάλληλου εκπαιδευτικού υλικού βασισμένο σε σημασιολογικό υπόβαθρο ώστε να επιτευχθεί ένα αποδοτικό μαθησιακό αποτέλεσμα. Για να ξεπεραστούν προβλήματα του ιστού όπως τα παραπάνω, που αφορούν στην διαχείριση της πληροφορίας του, έχουν προταθεί, απ’την αρχή της δεκαετίας του 2000, νέες τεχνολογίες που προχωρούν με γοργούς ρυθμούς στην ολοκλήρωση και επέκτασή τους και μας εντάσσουν στην εποχή του Web 3. Οι τεχνολογίες αυτές δημιουργούν ένα νέο ιστό, το σημασιολογικό ιστό, που στήνεται σαν πέπλο πάνω απ’τον υπάρχοντα ιστό και δίνει νόημα στο περιεχόμενο των σελίδων που διακινούνται σε αυτόν. Πεδίο μελέτης της συγκεκριμένης διπλωματικής είναι η ανάπτυξη ενός φροντιστηριακού συστήματος βασισμένο σε οντολογίες προσδίδοντας στο περιεχόμενό του νόημα και σημασία. Ο χώρος της εκπαίδευσης εφαρμόζει τις νέες τεχνολογίες στα μαθησιακά εργαλεία με σκοπό τη διανομή εκπαιδευτικού υλικού και στην παροχή πιο ενδιαφέρουσας και διαδραστικής διαδικασίας μάθησης. Σκοπός του συστήματος αυτού είναι η ενίσχυση της τυπικής εκπαιδευτικής διαδικασίας σε σημασιολογικά θεμέλια. Στην παρούσα διπλωματική παρουσιάζεται η έννοια του σημασιολογικού ιστού και η αρχιτεκτονική του, οι δυνατότητες των εργαλείων που προτάθηκαν για την υλοποίηση της σημασιολογικής πλατφόρμας μάθησης και πως αυτά συνέβαλλαν στη δημιουργία του. Καθώς, και ποιες είναι οι κατηγορίες της εκπαίδευσης, δίνοντάς μας να αντιληφθούμε την αναγκαιότητα για τον συνδυασμό τους. Συγκεκριμένος στόχος είναι η μελέτη των βελτιώσεων που μπορούν να επέλθουν από επιλεγμένες σημασιολογικές τεχνολογίες, όπως μεταδεδομένα και οντολογίες, στην εξατομικευμένη μάθηση. Για την υλοποίηση αυτού του στόχου 1) περιγράφεται η κατασκευή του εκπαιδευτικού αντικειμένου με οντολογίες, με τη βοήθεια του εργαλείου Protege, οι οποίες δίνουν σημασιολογία στις συσχετίσεις ανάμεσα σε αυτές τις έννοιες, 2) σχεδιάζεται η αρχιτεκτονική και το πλαίσιο λειτουργίας ενός τέτοιου εκπαιδευτικού συστήματος, με τη βοήθεια ενός άλλου εργαλείου, του Drupal, που επίσης υποστηρίζει τεχνολογίες του σημασιολογικού ιστού. Απώτερος σκοπός της προσπάθειας αυτής είναι να τεθούν τα θεμέλια ενός μαθησιακού εργαλείου το οποίο θα αποτελεί ένα δικτυακό υπερμεσικό σημασιολογικό εκπαιδευτικό περιβάλλον με στόχο τη διδασκαλία στην τάξη και τη προσωπική εκπαίδευση σε γνωστικά αντικείμενα όπως τα Μαθηματικά και το οποίο αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας σύγχρονες τεχνολογίες παγκοσμίου ιστού. Αυτό το εκπαιδευτικό εργαλείο θα εκπαιδεύσει μαθητές στη πρώτη και δεύτερη βαθμίδα εκπαίδευσης, μέσω θεωρίας, ασκήσεων, παραδειγμάτων και κριτηρίων αξιολόγησης σε ένα φάσμα της ύλης που επιλέχτηκε ώστε να ξετυλίγεται το διέπον νήμα των αριθμητικών συνόλων. Αξιοποιώντας τις δυνατότητες της πλατφόρμας θα επιτευχθεί καλύτερη μόρφωση, βελτιωμένο υπόβαθρο για τους χρήστες σε ένα αυξανόμενης ανταγωνιστικότητας πανελλαδικό εκπαιδευτικό περιβάλλον. / -

In recent years laser technology has increasingly developed with the use of fiber lasers and this has provided the possibility to implement different techniques in the defense industry. LADAR is at the forefront of these techniques. Fiber lasers constitute a perfect source for LADAR systems due to their excellent robustness, compact size and high-power generation capability. In this study we will explore the development of a pulsed fiber laser source for a LADAR system that can obtain high resolution 3D images in eye-safe region. A high power, all fiber integrated erbium system with strictly single mode operation in eye-safe region based on MOPA (master oscillator power amplifier) configuration with seed source and amplifier part was developed. Both the use of an actively mode locked laser with erbium doped fiber and fiber coupled modulated distributed feedback diode laser were investigated as seed sources for the amplifier part. Both erbium doped single clad fiber and erbium-ytterbium doped double clad gain fiber were used in this amplifier system. After amplification of the actively mode locked laser, 12 W of average optical power was obtained through single mode fiber with 1ns pulse duration at 10 MHz which corresponds to 1.2 kW peak power. For the fiber coupled DFB diode laser, 9.5W average power was obtained with around 8 ns duration pulses at 100 kHz and about 9.2 W average power was also obtained with around 700 ps duration pulses at 1 MHz through strictly single mode fiber at the output of the same amplifier system as was used in the actively mode locked seed source. In both cases calculated peak power was around 10 kW v which is estimated as the highest peak power for an all fiber integrated system with single mode operation. The development of such a fiber system with high power capability, compact size and free of misalignment is expected to be useful for LADAR application as well as other areas such as eye surgery, 3D silicon processing or any other material processing applications.

Fiber lasers represent the state-of-the-art in laser technology and hold great promise for a wide range of applications because they have a minimum of exposed optical interfaces, very high efficiency, and are capable of exceptional beam quality. In the near future, the most important markets such as micromachining, automotive, biomedical and military applications will begin to use this technology. The scope of this thesis is to design and develop a short picosecond pulsed fiber laser using rare-earth doped fiber as a gain medium. The proposed master oscillator power amplifier (MOPA) will be used to generate pulses with high repetition rates. In this study, first we explain the basic theoretical background of nonlinear optics and fiber laser. Then, the numerical simulation will be introduced to explain how the laser system design and optimization. The simulation is based on nonlinear Schr&ouml / dinger equation with the method of split-step evaluation. The brief theoretical background and simulation results of the laser system will be shown. Finally, the experimental study of the developmental fiber laser system that comprises an oscillator, preamplifier and power amplifier will be discussed.

In this study, the mapped Galerkin method was applied to solve the vector wave equation based on H&amp / #8722 / field and to obtain the propagation constant in x &amp / #8722 / y space. The vector wave equation was solved by the transformation of the infinite x &amp / #8722 / y plane onto a unit square. Two-dimensional Fourier series expansions were used in the solutions. Modal fields and propagation constants of dielectric waveguides were calculated. In the first part of the study, all of the calculations were made in step index fibers. Transverse magnetic fields were obtained in the u &amp / #8722 / v and x &amp / #8722 / y space through the solution of the matrix eigenvalue equation. Some graphics were plotted in the light of the results obtained. The results are found to be in accord with the results of other numerical techniques and exact solutions. After that, the propagation constant in x&amp / #8722 / y space was calculated with ease using the solution of the modal field components. In the second part of the study, the similar calculations were made in graded index fibers.

Diffraction Enhanced Imaging (DEI) is an X-ray imaging technique providing specific information about the molecular structure of a tissue by means of coherently scattered photons. A Controlled Drift Detector (CDD) is a novel 2D silicon imager developed to be used in X-ray imaging techniques. In this work a final (complete and detailed) analysis of DEI data taken with the CDD in the ELETTRA synchrotron light source facility in Trieste (Italy) in 2005, is presented and the applicability of both this new technique and the novel detector are discussed.

The goal of this thesis is to describe development of compact terahertz time-domain spectrometer driven by a mode-locked Ti:Sapphire laser. The terahertz radiation was generated by photoconductive antenna method and detected by electro-optic detection method. In this thesis, several terahertz generation and detection method, working principle of terahertz time-domain spectroscopy and its applications are discussed. We mainly focused on working principle of terahertz time-domain spectroscopy and characterization of detected terahertz power using electro-optic detection method.

Trapping centres and their distributions in as-grown TlGaSeS layered single crystals were studied using thermally stimulated current (TSC) measurements. The investigations were performed in the temperature range of 10&ndash / 160 K with various heating rates between 0.6&ndash / 1.2 K/s. Experimental evidence has been found for the presence of three electrons trapping centres with activation energies 12, 20, and 49 meV and one hole trapping centre located at 12 meV. Their capture cross-sections and concentrations were also determined. It is concluded that in these centres retrapping is negligible as confirmed by the good agreement between the experimental results and the theoretical predictions of the model that assumes slow retrapping. The optical properties of TlGaSeS layered single crystals have been investigated by measuring the transmission and the reflection in the wavelength region between 400 and 1100 nm. The optical indirect transitions with a band gap energy of 2.27 eV and direct transitions with a band gap energy of 2.58 eV were found by analyzing the absorption data at room temperature. The rate of change v of the indirect band gap with temperature was determined from the transmission measurements in the temperature range of 10&ndash / 300 K. The oscillator and the dispersion energies, the oscillator strength, and the zero-frequency refractive index were also reported. The parameters of monoclinic unit cell and the chemical composition of TlGaSes crystals were found by X-ray powder diffraction and energy dispersive spectroscopic analysis, respectively.

Optical imaging techniques have improved much over the last fifty years since the invention of the laser. With a high brightness source many imaging applications which were once inaccessible to researchers have now become a reality. Among these techniques, the most beneficial one is the use of lasers for both wide-field and confocal imaging systems. The aim of this study was to design a laser imaging system based on the concept of laser scanning confocal microscopy. Specifically the optical system was based on optical fibers allowing the user to image remote areas such as the inner surface of rifled gun barrels and/or pipes with a high degree of precision (+/- 0.01 mm). In order to build such a system, initially the theoretical foundation for a confocal as well as a wide-field imaging system was analyzed. Using this basis a free-space optical confocal system was built and analyzed. The measurements support the fact that both the objective numerical aperture and pinhole size play an important role in the radial and axial resolution of the system as well as the quality of the images obtained. To begin construction of a confocal, optical-fiber based imaging system first an all fiber wide-field imaging system was designed and tested at a working wavelength of 1550 nm. Then an all fiber confocal system was designed at a working wavelength of 808 nm. In both cases results showed that while lateral resolution was adequate, axial resolution suffered since it was found that the design of the optical system needs to take into account under-filling of the objective lens, a result common with the use of laser beams whose divergence is not at all like that of a point source. The work done here will aid technology that will be used in the elimination process of faulty rifling fabrication in defense industry. The reason why the confocal technique is preferred to the conventional wide-field one is the need for better resolution in all directions. Theoretical concepts and mathematical background are discussed as well as the experimental results and the practical advantages of such a system.