OBJECTIVE: Ocular function is fundamental for environmental adaptation and survival capacity. Growth factors are necessary for a mature eyeball, needed for adequate vision. However, the consequences of the deficiency of circulating growth hormone (GH) and its effector insulin-like growth factor I (IGF-I) on the physical aspects of the human eye are still debated. A model of untreated isolated GH deficiency (IGHD), with low but measurable serum GH, may clarify this issue. The aim of this study was to assess the ocular aspects of adult IGHD individuals who have never received GH therapy. DESIGN: Cross sectional study. METHODS: Setting University Hospital, Federal University of Sergipe, Brazil. Patients: Twenty-five adult (13 males, mean age 50.1 years, range 26 to 70 years old) IGHD subjects homozygous for a null mutation (c.57+1G>A) in the GHRH receptor gene, and 28 (15 males, mean age 51.1 years, range 26 to 67 years old) controls were submitted to an endocrine and ophthalmological assessment. Forty-six IGHD and 50 control eyes were studied. Main outcome measures: Visual acuity, intraocular pressure (IOP), refraction (spherical equivalent), ocular axial length (AL), anterior chamber depth (ACD),lens thickness (LT), vitreous depth (VD), mean corneal curvature (CC) and central corneal thickness (CCT). RESULTS: IGHD subjects exhibited unmeasurable serum IGF-I levels, similar visual acuity, intraocular pressure and LT, higher values of spherical equivalent and CC, and lower measures of AL, ACD, VD and CCT in comparison to controls, but within their respective normal ranges. While mean stature in IGHD group was 78 % of the control group, mean head circumference was 92 % and axial AL was 96 %. CONCLUSIONS: These observations suggest mild ocular effects in adult subjects with severe IGF-I deficiency due to non-treated IGHD. / OBJETIVO: A função ocular é fundamental para a adaptação ambiental e a capacidade de sobrevivência. Fatores de crescimento são julgados necessáriospara alcançar um globo ocular maduro, e conseqüente visão adequada. No entanto, as consequências da deficiência isoladadohormônio de crescimento circulante (GH) edo seu efetor, o fator de crescimento semelhante à insulina I (IGF-I) nos aspectos físicos do olho humano ainda são debatidas. Um modelo de deficiência isolada de GH não tratada (DIGH) pode esclarecer esta questão. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos físicos do globo ocular de indivíduos adultos com DIGH que nunca receberam terapia com GH. DESENHO: Estudo transversal. MÉTODOS: Ambiente: Hospital Universitário, Universidade Federal de Sergipe, Brasil. Pacientes: 25 indivíduosadultos (13 homens,com média de idade de 50,1 anos, entre 26 e 70 anos), com DIGH homozigotos para uma mutação nula (c.57 + 1G> A) no gene do receptorGHRH do grupo DIGH e 28 controles (15 homens, com média de idade de 51,1 anos, entre 26 e 67 anos), pareados, foram submetidos à avaliação endócrina e oftalmológica. Principais medidas: acuidade visual(AV), pressão intraocular(PIO),refração (equivalente esférico, EE), comprimento axial ocular (CA), profundidade da câmara anterior(PCA), medida da espessura do cristalino(EC), profundidade do vítreo(PV), curvatura corneana média(CCM) e espessura central corneana(ECC). RESULTADOS:Indivíduos com DIGH apresentaram IGF-I sérico não mensurável, similarAV, PIO e EC, valores mais altos doEEe CCM, e menores valores do CA, PCA, PV e ECC em comparação com os controles, mas dentro das respectivas faixas normais. Enquanto a estaturamédia no grupo DIGH foi de 78% do grupo de controle, a média da circunferência da cabeça foi de 92% e a média docomprimento axial foi de 96%. CONCLUSÃO: Essas observações sugerem efeitos oculares discretosem indivíduos adultos com grave deficiência de IGF-I devido à DIGH não tratada.

CAPES / Neste trabalho são apresentados os resultados numéricos e experimentais de refratômetros baseados em redes de Bragg produzidos em fibras óticas multimodo. O desempenho dessas redes é comparado com o desempenho de redes tradicionais gravadas em fibras óticas monomodo. Para que as redes apresentem sensibilidade ao índice de refração elas são submetidas à corrosão química e após esse processo a fibra ótica monomodo apresentou um diâmetro de (18,08 ± 0,01) m, enquanto que a fibra ótica multimodo apresentou um diâmetro de (17,10 ± 0,10) m. Os resultados deste estudo mostraram que as redes de Bragg gravadas em fibras óticas multimodo apresentaram maior sensibilidade ao índice de refração externo, bem como maior faixa dinâmica, em relação às redes gravadas em fibras óticas monomodo. Determinou-se experimentalmente uma sensibilidade de 41,9 nm/UIR para a rede gravada em fibra multimodo, contra uma sensibilidade de 1,3 nm/UIR para a rede gravada em fibra monomodo, sendo que tais sensibilidades foram obtidas para um índice de refração de 1,4656. O uso de fibras óticas multimodo conferiu maior sensibilidade ao sistema, além de ter proporcionado aumento da robustez mecânica em função dos maiores diâmetros empregados, quando comparados às fibras óticas monomodo com sensibilidade similares. Os dispositivos estudados foram aplicados na determinação da concentração de óleo vegetal na mistura óleo-biodiesel, que é um dos parâmetros de qualidade do processo de produção e distribuição do combustível. Os resultados obtidos mostram que utilizando o modo 1 é possível obter uma resolução de 2,11% v/v quando a concentração de óleo se aproxima de 0,00% e 0,28% v/v para 70% v/v de concentração de óleo. Caso a análise seja realizada utilizando o modo 2 a resolução obtida é de 1,37% v/v quando a concentração de óleo se aproxima de 0,00% e 0,13% v/v para 60,51% v/v de concentração de óleo. / In this work are reported the experimental and numerical results of a refractometer based on fiber Bragg gratings produced on multimode optical fibers. The performance of the gratings inscribed in multimode optical fibers is compared with the gratings inscribed in single mode optical fibers. In order to become sensitive to the external refractive index, the gratings were subdued to a chemical etching process, after which the single mode fiber presented a (18.08 ± 0.01) m diameter while the multimode fiber presented a (17.10 ± 0.10) m diameter. The results of this study showed that the gratings inscribed in multimode optical fibers presented a higher sensitivity to the external refractive index, and a broader dynamic range as well, when compared with the gratings inscribed in single mode optical fibers. Experimental results showed a 41.9 nm/RIU sensitivity for gratings inscribed in multimode optical fibers and a 1.3 nm/RIU sensitivity for gratings inscribed in single mode optical fibers, being both fibers exposed to a 1.4656 external refractive index. Multimode optical fibers provided an increase in the system sensitivity, and a mechanical robustness improvement as well, due to the higher optical fibers diameters employed when compared with single mode optical fibers with similar sensitivities. The devices were used to determine the vegetal oil concentration of oil-biodiesel blends, which stands as a quality parameter for the fuel production and distribution. The results showed that the mode 1 allowed a resolution of 2.11% v/v for 0.00 % of oil concentration and 0.28 % v/v when oil concentration was 70.00% v/v. Analysis performed with mode 2 showed a resolution of 1.37% v/v for 0.00 % of oil concentration and 0.13 % v/v when oil concentration was 60.51% v/v.

Made available in DSpace on 2015-02-24T19:48:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WashingtonLET_TESE.pdf: 9876489 bytes, checksum: b0b53c16cdf88ab9e63cb1b22c08ab0f (MD5) Previous issue date: 2013-06-17 / The monitoring of Earth dam makes use of visual inspection and instrumentation to identify and characterize the deterioration that compromises the security of earth dams and associated structures. The visual inspection is subjective and can lead to misinterpretation or omission of important information and, some problems are detected too late. The instrumentation are efficient but certain technical or operational issues can cause restrictions. Thereby, visual inspections and instrumentation can lead to a lack of information. Geophysics offers consolidated, low-cost methods that are non-invasive, non-destructive and low cost. They have a strong potential and can be used assisting instrumentation. In the case that a visual inspection and strumentation does not provide all the necessary information, geophysical methods would provide more complete and relevant information. In order to test these theories, geophysical acquisitions were performed using Georadar (GPR), Electric resistivity, Seismic refraction, and Refraction Microtremor (ReMi) on the dike of the dam in Sant Lloren? de Montgai, located in the province of Lleida, 145 km from Barcelona, Catalonia. The results confirmed that the geophysical methods used each responded satisfactorily to the conditions of the earth dike, the anomalies present and the geological features found, such as alluvium and carbonate and evaporite rocks. It has also been confirmed that these methods, when used in an integrated manner, are able to reduce the ambiguities in individual interpretations. They facilitate improved imaging of the interior dikes and of major geological features, thus inspecting the massif and its foundation. Consequently, the results obtained in this study demonstrated that these geophysical methods are sufficiently effective for inspecting earth dams and they are an important tool in the instrumentation and visual inspection of the security of the dams / O monitoramento do comportamento de barragens de terra faz uso da inspe??o visual e da instrumenta??o para identificar e caracterizar danos no barramento ou estruturas auxiliares. A primeira ? subjetiva possibilitando erros de interpreta??o ou omiss?o, mesmo assim, alguns problemas s? podem ser detectados tardiamente. A instrumenta??o tem se mostrado satisfat?ria, mas pode apresentar restri??es por quest?es t?cnicas ou operacionais. Assim, pode existir defici?ncia nas informa??es produzidas pela inspe??o visual e pela instrumenta??o. A Geof?sica disp?e de m?todos consolidados, n?o invasivos, n?o destrutivos, e de baixo custo, com forte potencial para atuar auxiliando a instrumenta??o convencional, podendo, no caso de inexist?ncia ou falha geral desta, fornecer informa??es mais completas e relevantes que a inspe??o visual. Para fundamentar essas afirma??es, foram realizadas aquisi??es geof?sicas de Resistividade El?trica, Georadar (GPR), S?smica de refra??o, e Refraction Microtremor (ReMi) no dique da barragem de Sant Lloren? de Montgai, localizada na prov?ncia de Lleida, a 145 Km de Barcelona Catalunha. Os resultados obtidos confirmaram que os m?todos geof?sicos utilizados respondem individualmente de forma satisfat?ria ?s condi??es construtivas do dique de terra, ?s anomalias presentes, e ? geologia encontrada (aluvi?o, rochas carbon?ticas e evapor?ticas). Pode se afirmar ainda que esses m?todos, quando utilizados de forma integrada, s?o capazes de diminuir as ambiguidades nas interpreta??es individuais e permitem o imageamento satisfat?rio do interior do dique e das principais fei??es geol?gicas e dessa forma inspecionar o maci?o e sua funda??o. Dessa forma, os resultados apresentados por essa pesquisa demonstram que os m?todos geof?sicos constituem uma importante ferramenta que pode ser utilizada na verifica??o das condi??es do maci?o de uma barragem de terra

CAPES / Neste trabalho são apresentados os resultados numéricos e experimentais de refratômetros baseados em redes de Bragg produzidos em fibras óticas multimodo. O desempenho dessas redes é comparado com o desempenho de redes tradicionais gravadas em fibras óticas monomodo. Para que as redes apresentem sensibilidade ao índice de refração elas são submetidas à corrosão química e após esse processo a fibra ótica monomodo apresentou um diâmetro de (18,08 ± 0,01) m, enquanto que a fibra ótica multimodo apresentou um diâmetro de (17,10 ± 0,10) m. Os resultados deste estudo mostraram que as redes de Bragg gravadas em fibras óticas multimodo apresentaram maior sensibilidade ao índice de refração externo, bem como maior faixa dinâmica, em relação às redes gravadas em fibras óticas monomodo. Determinou-se experimentalmente uma sensibilidade de 41,9 nm/UIR para a rede gravada em fibra multimodo, contra uma sensibilidade de 1,3 nm/UIR para a rede gravada em fibra monomodo, sendo que tais sensibilidades foram obtidas para um índice de refração de 1,4656. O uso de fibras óticas multimodo conferiu maior sensibilidade ao sistema, além de ter proporcionado aumento da robustez mecânica em função dos maiores diâmetros empregados, quando comparados às fibras óticas monomodo com sensibilidade similares. Os dispositivos estudados foram aplicados na determinação da concentração de óleo vegetal na mistura óleo-biodiesel, que é um dos parâmetros de qualidade do processo de produção e distribuição do combustível. Os resultados obtidos mostram que utilizando o modo 1 é possível obter uma resolução de 2,11% v/v quando a concentração de óleo se aproxima de 0,00% e 0,28% v/v para 70% v/v de concentração de óleo. Caso a análise seja realizada utilizando o modo 2 a resolução obtida é de 1,37% v/v quando a concentração de óleo se aproxima de 0,00% e 0,13% v/v para 60,51% v/v de concentração de óleo. / In this work are reported the experimental and numerical results of a refractometer based on fiber Bragg gratings produced on multimode optical fibers. The performance of the gratings inscribed in multimode optical fibers is compared with the gratings inscribed in single mode optical fibers. In order to become sensitive to the external refractive index, the gratings were subdued to a chemical etching process, after which the single mode fiber presented a (18.08 ± 0.01) m diameter while the multimode fiber presented a (17.10 ± 0.10) m diameter. The results of this study showed that the gratings inscribed in multimode optical fibers presented a higher sensitivity to the external refractive index, and a broader dynamic range as well, when compared with the gratings inscribed in single mode optical fibers. Experimental results showed a 41.9 nm/RIU sensitivity for gratings inscribed in multimode optical fibers and a 1.3 nm/RIU sensitivity for gratings inscribed in single mode optical fibers, being both fibers exposed to a 1.4656 external refractive index. Multimode optical fibers provided an increase in the system sensitivity, and a mechanical robustness improvement as well, due to the higher optical fibers diameters employed when compared with single mode optical fibers with similar sensitivities. The devices were used to determine the vegetal oil concentration of oil-biodiesel blends, which stands as a quality parameter for the fuel production and distribution. The results showed that the mode 1 allowed a resolution of 2.11% v/v for 0.00 % of oil concentration and 0.28 % v/v when oil concentration was 70.00% v/v. Analysis performed with mode 2 showed a resolution of 1.37% v/v for 0.00 % of oil concentration and 0.13 % v/v when oil concentration was 60.51% v/v.

Neste trabalho, são estudadas as alterações das propriedades ópticas lineares e não lineares de soluções de azocompostos devidas aos mecanismos de isomerização e às alterações das propriedades estruturais com a temperatura. A dependência da transição pipi* com a estrutura linear dos azocompostos é notada já nas medidas dos espectros de absorção em função da temperatura para o isômero trans. Através do conhecimento dos níveis de energia e dos tempos de relaxação via isomerização, foi possível obter a dinâmica entre os isômeros cis e trans. As medidas não lineares forneceram propriedades interessantes associadas aos estados de energia dos compostos. Por exemplo, através de experimentos de varredura-z e de excitação e prova, foi possível ver que os azocompostos apresentam uma alta transparência quando excitados, a qual desaparece com o término da isomerização. Medidas em função do comprimento de onda mostraram que a transparência observada está presente em toda a banda pipi* e não ocorre na banda npi* . Também foi observado que o tempo de isomerização muda de acordo com o comprimento de onda de excitação, o que pode estar relacionado com a superposição das duas bandas. Os resultados obtidos em femtossegundos foram essenciais para descrever o processo dinâmico de fotoisomerização, observado, por completo, através de medidas com varredura-Z em picossegundos e nanossegundos. Essas medidas forneceram os valores das seções de choque dos isômeros cis, que são difíceis de serem quantificadas devido ao curto tempo de vida desse isômero. Além dos resultados ressonantes, foram feitos experimentos de absorção de dois fótons em femtossegundos usando a técnica de varredura-Z. Esses estudos mostraram a dependência das seções de choque de absorção de dois fótons com características estruturais das moléculas, tais como comprimento de conjugação, grupos push-pull e planaridade. Os resultados ressonantes e não ressonantes obtidos em femtossegundos serviram de base para a calibração da técnica de varredura-Z com pulsos de luz branca. Essa técnica se mostrou adequada para a obtenção dos espectros das não linearidades ópticas ressonantes e não ressonantes em uma única medição (de 5 minutos), diminuindo assim flutuações do laser durante o experimento. / This work reports on the temperature dependence of linear and nonlinear properties of azocompounds solutions due to isomerization mechanisms. The dependence of pipi* transitions on the linear structure of azocompounds is already noticeble in the measurements of absorption spectra as function of the temperature for the trans isomer. Knowing the energy levels and the relaxation times through isomerization, it was possible to obtain the exchange dynamics between cis and trans conformations. Nonlinear measurements provided interesting properties associated with the energy levels of de compounds. For exemple, through Z-scan and pumpprobe experiments, it was possible to verify that azocompounds present a high transparency when excited and that this transparency disapears when the izomerization ends. The wavelength change has shown that the observed transparency is present along the complete pipi* band, but not in the npi* band. It was also observed that the isomerization time changes with the exciting wavelength, which may be related to the superposition of both bands. The results obained with femtoseconds pulses were essential to completily describe the photoisomerization process observed with Z-scan measurements using picoseconds and nanoseconds pulses. These measurements provided values of the crosssection of the cis conformation, which are difficult to be quantified due to the short lifetime of this isomer. Besides ressonant results, experiments of two-photon absorption in the femtosecond regime using the Z-scan technique were made. These studies shown the dependence of the two photons absorption cross-section on structural features of molecules such as conjugation length, push-pull groups and planarity. The ressonant and nonressonant results obteined with femtoseconds have provide the calibration of the Z-scan technique with white light pulses. This technique has been found able to obtain the spectra of ressonat and nonressonant nonlinearities in a single measurement (about 5 minutes), diminishing laser fluctuation during the experiment.

OBJECTIVE: Ocular function is fundamental for environmental adaptation and survival capacity. Growth factors are necessary for a mature eyeball, needed for adequate vision. However, the consequences of the deficiency of circulating growth hormone (GH) and its effector insulin-like growth factor I (IGF-I) on the physical aspects of the human eye are still debated. A model of untreated isolated GH deficiency (IGHD), with low but measurable serum GH, may clarify this issue. The aim of this study was to assess the ocular aspects of adult IGHD individuals who have never received GH therapy. DESIGN: Cross sectional study. METHODS: Setting University Hospital, Federal University of Sergipe, Brazil. Patients: Twenty-five adult (13 males, mean age 50.1 years, range 26 to 70 years old) IGHD subjects homozygous for a null mutation (c.57+1G>A) in the GHRH receptor gene, and 28 (15 males, mean age 51.1 years, range 26 to 67 years old) controls were submitted to an endocrine and ophthalmological assessment. Forty-six IGHD and 50 control eyes were studied. Main outcome measures: Visual acuity, intraocular pressure (IOP), refraction (spherical equivalent), ocular axial length (AL), anterior chamber depth (ACD),lens thickness (LT), vitreous depth (VD), mean corneal curvature (CC) and central corneal thickness (CCT). RESULTS: IGHD subjects exhibited unmeasurable serum IGF-I levels, similar visual acuity, intraocular pressure and LT, higher values of spherical equivalent and CC, and lower measures of AL, ACD, VD and CCT in comparison to controls, but within their respective normal ranges. While mean stature in IGHD group was 78 % of the control group, mean head circumference was 92 % and axial AL was 96 %. CONCLUSIONS: These observations suggest mild ocular effects in adult subjects with severe IGF-I deficiency due to non-treated IGHD. / OBJETIVO: A função ocular é fundamental para a adaptação ambiental e a capacidade de sobrevivência. Fatores de crescimento são julgados necessáriospara alcançar um globo ocular maduro, e conseqüente visão adequada. No entanto, as consequências da deficiência isoladadohormônio de crescimento circulante (GH) edo seu efetor, o fator de crescimento semelhante à insulina I (IGF-I) nos aspectos físicos do olho humano ainda são debatidas. Um modelo de deficiência isolada de GH não tratada (DIGH) pode esclarecer esta questão. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos físicos do globo ocular de indivíduos adultos com DIGH que nunca receberam terapia com GH. DESENHO: Estudo transversal. MÉTODOS: Ambiente: Hospital Universitário, Universidade Federal de Sergipe, Brasil. Pacientes: 25 indivíduosadultos (13 homens,com média de idade de 50,1 anos, entre 26 e 70 anos), com DIGH homozigotos para uma mutação nula (c.57 + 1G> A) no gene do receptorGHRH do grupo DIGH e 28 controles (15 homens, com média de idade de 51,1 anos, entre 26 e 67 anos), pareados, foram submetidos à avaliação endócrina e oftalmológica. Principais medidas: acuidade visual(AV), pressão intraocular(PIO),refração (equivalente esférico, EE), comprimento axial ocular (CA), profundidade da câmara anterior(PCA), medida da espessura do cristalino(EC), profundidade do vítreo(PV), curvatura corneana média(CCM) e espessura central corneana(ECC). RESULTADOS:Indivíduos com DIGH apresentaram IGF-I sérico não mensurável, similarAV, PIO e EC, valores mais altos doEEe CCM, e menores valores do CA, PCA, PV e ECC em comparação com os controles, mas dentro das respectivas faixas normais. Enquanto a estaturamédia no grupo DIGH foi de 78% do grupo de controle, a média da circunferência da cabeça foi de 92% e a média docomprimento axial foi de 96%. CONCLUSÃO: Essas observações sugerem efeitos oculares discretosem indivíduos adultos com grave deficiência de IGF-I devido à DIGH não tratada.

Orientadores: Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro, Marcos Antonio Ruggieri Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-22T12:56:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PinillaPachon_EdwinGerman_M.pdf: 12541930 bytes, checksum: 74a0367c344ded9c8891d11280568b6b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesta dissertação se estudou por simulação numérica o efeito de interferência multimodal (MMI, do inglês "multimode interference") em guias de onda, com atenção especial a fibras ópticas, e a resposta óptica do dispositivo MMI a parâmetros externos como temperatura, curvatura e índice de refração. Dispositivos baseados em MMI são formados, em geral, por três guias de onda concatenados sendo as extremidades compostas de guias monomodo e a parte central composta de um guia que permite a propagação de muitos modos, tipicamente, mais do que três. Nesta situação, na seção multimodo, são formadas reimagens que aproximadamente replicam fase e amplitude do campo óptico de entrada. A observação do espectro de transmissão correspondente à primeira reimagem, em dispositivos MMI, permite desenvolver sensores de índice de refração, temperatura e curvatura. A sensibilidade dos sensores foi avaliada frente às variações do mensurando, ou seja, variações no índice de refração, temperatura e curvatura da estrutura MMI em fibra óptica. / Abstract: In this work the effect of multimodal interference (MMI) in waveguides was studied by numerical simulation. Special attention was given to optical fibers and its the optical response when external parameters such as temperature, curvature or refractive índex were varied. MMI devices are usually formed by connecting three waveguides being the input and output ones single mode waveguides while the middle one is a waveguide that allows the propagation of many optical modes, typically more than three. In this situation re-images that replicate both the phase and the amplitude of the input optical field are formed periodically within the multimode section. The analysis of the transmission spectrum of the first re-image in MMI devices were realized in order to get information about the fiber environment, in particular the surrounding refractive índex, radius of curvature and temperature. The sensors sensitivity was evaluated. / Mestrado / Física / Mestre em Física

La plasmonique vise à utiliser des nanostructures métalliques très petites devant la longueur d’onde pour manipuler la lumière. Les structures métalliques sont particulières parce qu’elles contiennent un plasma d’électrons libres qui conditionne complètement leur réponse optique. Notamment, lorsque la lumière se propage à proximité des métaux, sous forme de mode guidés comme les plasmons et les gap-palsmons, elle est souvent lente, présentant une vitesse de groupe faible. Dans ce travail, nous présentons une analyse physique qui permet de comprendre cette faible vitesse en considérant le fait que l’énergie se déplace à l’opposé de la lumière dans les métaux. Nous montrons que la vitesse de groupe est égale à la vitesse de l’énergie pour ces modes guidés, et proposons la notion de ralentissement plasmonique. Finalement, nous étudions comment cette « trainée plasmonique » rend une structure aussi simple qu’un coupleur à prisme sensible à la répulsion entre les électrons du plasma. / The field of plasmonics aims at manipulating light using deeply subwavelength nanostructures. Such structures present a peculiar optical response because of the free electron plasma they contain. Actually, when light propagates in the vicinity of metals, usually under the form of a guided mode, it presents a low group velocity. Such modes, like plasmons and gap-plasmons, are said to be slow. In this work we present a general physical analysis of this phenomenon by studying how the energy propagates in metals in a direction that is opposite to the propagation direction of the mode. We show that the group velocity and the energy velocity are the same, and finally introduce the concept of plasmonic drag. Finally, we study how slow guided modes make structures as simple as prism couplers sensitive to the repulsion between electrons inside the plasma.

This thesis focuses on 3D computer graphics and the continuous maximisation of rendering quality and performance. Its main focus is the critical analysis of numerous real-time rendering algorithms and the construction of an empirically derived system for the high-speed rendering of shader-based special effects, lighting effects, shadows, reflection and refraction, post-processing effects and the processing of physics. This critical analysis allows us to assess the relationship between rendering quality and performance. It also allows for the isolation of key algorithmic weaknesses and possible bottleneck areas. Using this performance data, gathered during the analysis of various rendering algorithms, we are able to define a selection engine to control the real-time cycling of rendering algorithms and special effects groupings based on environmental conditions. Furthermore, as a proof of concept, to balance Central Processing Unit (CPU) and Graphic Processing Unit (GPU) load for and increased speed of execution, our selection system unifies the GPU and CPU as a single computational unit for physics processing and environmental mapping. This parallel computing system enables the CPU to process cube mapping computations while the GPU can be tasked with calculations traditionally handled solely by the CPU. All analysed and benchmarked algorithms were implemented as part of a modular rendering engine. This engine offers conventional first-person perspective input control, mesh loading and support for shader model 4.0 shaders (via Microsoft’s High Level Shader Language) for effects such as high dynamic range rendering (HDR), dynamic ambient lighting, volumetric fog, specular reflections, reflective and refractive water, realistic physics, particle effects, etc. The test engine also supports the dynamic placement, movement and elimination of light sources, meshes and spatial geometry. Critical analysis was performed via scripted camera movement and object and light source additions – done not only to ensure consistent testing, but also to ease future validation and replication of results. This provided us with a scalable interactive testing environment as well as a complete solution for the rendering of computationally intensive 3D environments. As a full-fledged game engine, our rendering engine is amenable to first- and third-person shooter games, role playing games and 3D immersive environments. Evaluation criteria (identified to access the relationship between rendering quality and performance), as mentioned, allows us to effectively cycle algorithms based on empirical results and to distribute specific processing (cube mapping and physics processing) between the CPU and GPU, a unification that ensures the following: nearby effects are always of high-quality (where computational resources are available), distant effects are, under certain conditions, rendered at a lower quality and the frames per second rendering performance is always maximised. The implication of our work is clear: unifying the CPU and GPU and dynamically cycling through the most appropriate algorithms based on ever-changing environmental conditions allow for maximised rendering quality and performance and shows that it is possible to render high-quality visual effects with realism, without overburdening scarce computational resources. Immersive rendering approaches used in conjunction with AI subsystems, game networking and logic, physics processing and other special effects (such as post-processing shader effects) are immensely processor intensive and can only be successfully implemented on high-end hardware. Only by cycling and distributing algorithms based on environmental conditions and through the exploitation of algorithmic strengths can high-quality real-time special effects and highly accurate calculations become as common as texture mapping. Furthermore, in a gaming context, players often spend an inordinate amount of time fine-tuning their graphics settings to achieve the perfect balance between rendering quality and frames-per-second performance. Using this system, however, ensures that performance vs. quality is always optimised, not only for the game as a whole but also for the current scene being rendered – some scenes might, for example, require more computational power than others, resulting in noticeable slowdowns, slowdowns not experienced thanks to our system’s dynamic cycling of rendering algorithms and its proof of concept unification of the CPU and GPU. / Thesis (PhD)--University of Pretoria, 2012. / Computer Science / unrestricted

This diploma thesis deals with the use of glass fiber geogrids and geocomposites in road construction. The reinforcement elements are inserted between the wearing and binder asphalt layer. This diploma thesis summarizes the knowledge connected with reinforcing of asphalt roads using glass fiber. It examines the effect of reinforcing fiberglass elements on the resistance of asphalt layers loaded with traffic. At the same time, it deals with the application of a various amount of tack coat and subsequent behavior of the asphalt layers. In this work, laboratory tests of bond strength between layers on cores and four-point bending were performed.