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Fluorescence microscopy allows for spatial and temporal resolution of systems which are inherently fluorescent or which can be selectively labeled with fluorescent molecules. Temporal resolution is crucial for imaging real time processes in living samples. A common problem in fluorescence microscopy of biological samples is autofluorescence, fluorescence inherent to the system, which interferes with detection of fluorescence of interest by decreasing the signal to noise ratio. Two current methods for improved imaging against autofluorescence are two-photon excitation and total internal reflection microscopy. Two-photon excitation occurs when two longer wavelength photons are absorbed quasi-simultaneously by a single fluorophore. For this to take place there must be a photon density on the order of 1030 photons/(cm2)(s), which is achieved through use of a femtosecond pulsed laser and a high magnification microscope objective. Two-photon excitation then only occurs at the focal spot, significantly reducing the focal volume and therefore background autofluorescence. The second method, total internal reflection, is based on evanescent wave excitation, which decreases exponentially in intensity away from the imaging surface. This allows for excitation of a thin (~200 nm) slice of a sample. Since only a narrow region of interest is excited, an optical slice can be imaged, decreasing excitation of out-of-focus autofluorescence, and increasing the signal to noise ratio. By coupling total internal reflection with two-photon excitation, an entire cell can be imaged while still maintaining the use of lower energy photons to irradiate the sample and achieve two-photon excitation along the length traveled by the evanescent wave. This system allows for more sensitive detection of fluorescence of interest from biological systems as a result of a significant decrease in excitation volume and therefore a decrease in autofluorescence signal. In the two-photon total internal reflection microscopy setup detailed in this work, an excitation area of 20 μm by 30 μm is achieved, and used to image FITC-stained actin filaments in BS-C-1 cells

This work addresses the issue of transverse combustion instabilities in annular gas turbine combustor geometries. While modern low-emissions combustion strategies have made great strides in reducing the production of toxic emissions in aircraft engines and power generation gas turbines, combustion instability remains one of the foremost technical challenges in the development of next generation combustor technology. To that end, this work investigates the response of a swirling flow and swirl-stabilized flame to a transverse acoustic field is using a variety of high-speed laser techniques, especially high-speed particle image velocimetry (PIV) for detailed velocity measurements of this highly unsteady flow phenomenon. A description of the velocity-coupled transverse instability mechanism is explained with companion measurements describing each of the velocity disturbance pathways. Dependence on acoustic frequency, amplitude, and field symmetry is discussed. Significant emphasis is placed on the response of a swirling flow field to a transverse acoustic field. Details of the dynamics of the vortex breakdown bubble and the shear layers are explained using a wide variety of measurements for both non-reacting and reacting flow cases. This thesis concludes with an overview of the impact of this work and suggestions for future research in this area.

Cette thèse est consacrée à l'étude des «blobs à haute excitation»<br />(HEBs), phase caractéristique de la formation des étoiles massives,<br />encore mal connue. Ces objets sont des régions HII compactes des<br />Nuages de Magellan, observables dans le domaine optique. Par le biais d'observations à haute résolution angulaire (HST, ainsi que<br />restoration d'images de téléscopes au sol), j'ai mis en évidence les différentes populations stellaires associées aux blobs. Des<br />observations proche-IR (VLT) m'ont également permis de sonder<br />l'environnement extrêmement hétérogène de ces objets. De plus, une<br />étude spectroscopique m'a permis de définir une nouvelle catégorie de ces objets : les blobs à faible excitation (LEBs). Cet ensemble de données m'a permis de mener une étude détaillée de plusieurs<br />propriétés physiques de ces objets et souligne l'intérêt de leur étude avec les instruments en cours de réalisation (ALMA, JWST, etc.).

Ce travail s'intéresse à l'étude des machines synchrones à double excitation (MSDE) et au dimensionnement de machines synchrones à aimants permanents (MSAP) dans le cadre des applications de type véhicule hybride. Celle ci se place dans le cadre général de la réduction des rejets de substances polluantes des véhicules. Le véhicule hybride, associé aux MSAP et aux MSDE constitue de ce point de vue une solution intéressante pour résoudre ces problèmes. Nous avons mis au point plusieurs modèles électromagnétiques analytiques (linéaires ou non) de MSAP basés sur la transformation de Park et sur l'utilisation de réseaux réluctants destinés à être intégré dans des structures à double excitation. Ceux ci permettent de concilier précision, rapidité et simplicité. Nous avons dimensionné et réalisé une MSDE au laboratoire SATIE répondant à un cahier des charges de véhicule hybride fourni par le groupe PSA. Celle ci a pu répondre aux contraintes des spécifications à la fois en terme d'encombrement et de performances.

L'observation et l'étude des nuages moléculaires du milieu interstellaire nécessitent la connaissance <br />de données physiques fondamentales qui permettront d'avoir accès aux caractéristiques physiques de ce milieu, notamment les températures et les densités.<br />Ces régions ne sont généralement pas à l'équilibre thermodynamique et la détermination des populations des niveaux rotationnels, qui sont liées aux caractéristiques physiques du milieu, nécessite la connaissance des taux de tous les processus de peuplement radiatifs et collisionnels. De nombreux travaux ont été réalisés sur les coefficients d'Einstein et les taux de collisions d'un certain nombre de molécules. Pour les processus collisionnels, les perturbateurs principaux du milieu interstellaire sont H2, H et He.<br />De nouveaux instruments, permettant d'obtenir des résolutions spatiales et spectrales excellentes, verront bientôt le jour. Il s'agit de l'observatoire spatiale HERSCHEL et du futur interféromètre millimètrique ALMA. L'interprétation des futures observations réalisées grâce à ces instruments nécessite de connaître avec suffisamment de précision les taux de collision des molécules, voire de déterminer pour la première fois ces taux.<br />L'ammoniac NH3 étant un des principaux outils d'étude du milieu interstellaire moléculaire, nous nous sommes intéressés à la détermination des taux de collision avec He et H2 de cette molécule. Nous avons bénéficié de l'existence de surfaces de potentiel intermoléculaire récentes et plus précises qu'auparavant pour les systèmes NH3-He et NH3-H2. A l'aide du code de collision moléculaire MOLSCAT, nous avons pu déterminer les sections efficaces intégrales de collision de ces systèmes. De ces sections efficaces, il est possible d'en déduire les taux de collision des systèmes étudiés. <br />Les isotopomères deutérés de l'ammoniac NH2D, ND2H et ND3 ont, tous les trois, été détectés dans le milieu moléculaire. Cette découverte a eu lieu récemment pour les deux derniers (2000 et 2003). Jusqu'à aujourdh'ui, aucune valeur de taux de collision avec He de ces espèces deutérées n'avait été calculée. Les espèces deutérées ayant un grand intérêt dans l'étude de la chimie interstellaire et de son évolution, nous avons déterminé les premiers taux de collision de ces espèces avec l'hélium et avons ainsi publié les premiers résultats sur ce sujet.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'étude des excitations électroniques dans des matériaux fortement corrélés, ici les monoxydes de métaux de transition CoO, NiO et CuO, le cuprate La2CuO4 et le nickelate La2NiO4. Nous avons utilisé la diffusion inélastique résonante des rayons X (RIXS) pour étudier la dynamique des excitations de basse énergie (quelques eV) dans ces isolants de transfert de charge. Cette étude a été possible grâce à un développement instrumental permettant une amélioration de la résolution expérimentale d'un facteur 3 pour atteindre 300 meV. <br /><br /> Dans les monoxydes, nous avons étudié les excitations localisées du champ cristallin. Dans La2CuO4, et La2NiO4, nous avons plus particulièrement étudié les excitations de transfert de charge. Un exciton (état lié électron-trou) a été observé dans les deux matériaux avec cependant une dynamique différente. Dans La2CuO4, l'exciton a un comportement dispersif alors que dans La2NiO4, il est localisé par les corrélations antiferromagnétiques. Un modèle invoquant la formation d'un singulet de Zhang et Rice dans le cuprate a été proposé pour expliquer cette dynamique excitonique dans le réseau antiferromagnétique sous-jacent.

<p> The aim of this thesis was to evaluate the use of dynamic excitation as a method for stiffness and strength grading of wet side boards of narrow dimensions. The need for such an investigation has previously been identified in an ongoing research project in which the possibility to use side boards as lamellae in wet glued glulam beams is investigated.</p><p>     The assessment of the dynamic excitation method was carried out by means of experimental work and measurements.. The approach was quantitative in the sense that the data was collected through experiments performed on a rather large population and that the results were analyzed using statistical methods.</p><p>     To investigate the effect of moisture content on stiffness of narrow dimension, side boards, the stiffness was measured in three states:</p><ul><li>- in wet state, before splitting the boards,</li><li>- in wet state, after splitting the boards, and </li><li>- in dry state (splitted boards).</li></ul><p>     The conclusion, after calculations and analysis of all the results, was that the natural frequency and stiffness of wet boards could, with a high degree of reliability, be predicted by use of the dynamic excitation method. There was a strong correlation in stiffness between wet state split boards and dry state split boards, with a coefficient of determination of 0.93.</p>

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Studies on the perfused rabbit ear artery preparation showed that withdrawal of Mg 2+ from extracellular fluid potentiated the responses to histamine and ATP but not to catecholamines. Similar results were obtained in [2xCa2+] Krebs solution. Increases in [Mg 2+] decreased responses to the three agonists to a similar extent. In subsequent experiments attempts were made to alter the availability of calcium for contraction induced by these agonists either by changing the [Ca 2+] of the Krebs solution or by using Ca 2+ influx inhibitors, ouabain and ryanodine. The effects of these agonists were compared to those observed when Mg2+ was altered. In general, the results obtained in perfused rabbit ear artery supported the hypothesis that changes in extracellular [Mg2+] affect the availability of calcium for contraction but were not consistent with the suggestion that Mg2+ alters Ca2+ influx. In a second type of preparation tension responses of superfused rings of ear artery were studied. Responses to changes in extracellular [Ca2+] and[ Mg2+] were found to differ slightly from those obtained in the perfused artery. A simultaneously perfused and superfused arterial preparation showed that responses to changes in [ Mg2+] and[Ca2+] were different if the agonist was administered to the adventitial surface of the vessel rather than via the intimal surface. The effects of alterations in extracellular [Mg 2+] were studied in mesenteric arteries from weight matched normotensive and spontaneously hypertensive rats (SHR). No differences in response to NA or ATP when extracellular [Mg 2+ ] was either increased or reduced were observed in the SHR compared to the normotensive animal. However, a difference in calcium dependence was demonstrated between the two types of vessels to NA. In contrast to mesenteric arteries, experiments on aortae from normotensive rats and SHR showed no differences in the calcium dependence of NA responses between normotensive and SHR vessels, whereas, [4xMg2+ ] Krebs solution reduced the responses of normotensive aorta to NA more than SHR. These results in the rat were not consistent with the hypothesis that alteration in [Mg 2+] can be explained in terms of altered calcium availability. Attempts to increase intracellular cyclic AMP with theophylline showed that the response to ED50 NA in both mesenteric arteries and aortae from normotensive were reduced more than SHR. It is concluded that the effect of changes in extracellular [Mg2+] on the reactivity of vascular muscle varies depending on the type of vessel and species of animal from which the vessel is taken. In addition when all the experimental results are considered, it is not possible to explain all the actions of altered [ Mg2+ ] simply in terms of changed calcium availability.