Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandar@gmail.com) on 2013-08-14T20:32:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Luciana Bastianelli Knop.pdf: 1536859 bytes, checksum: 7cfedb077faecccffed02fda3ab313f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-14T20:32:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Luciana Bastianelli Knop.pdf: 1536859 bytes, checksum: 7cfedb077faecccffed02fda3ab313f1 (MD5) / O avanço tecnológico das últimas décadas nas técnicas dos imunodiagnósticos permitiu o desenvolvimento de métodos capazes de detectar o complexo antígeno-anticorpo com elevada eficiência e confiabilidade. Contudo, essas ténicas ainda não alcançaram um patamar de baixo custo, fácil manuseio, de resultado imediato para amostras múltiplas e de pessoal sem qualificação técnica para a aplicação dos testes. A Precision Photonic Corporation (PPC), juntamente com a mBio Inc. e em parceria com a Universidade de San Diego (UCSD), EUA, criaram um leitor de circuito integrado (Biochip Reader), baseado em arranjos multiplex para a detecção de multimarcadores biológicos a um só tempo, com a utilização de sistemas ópticos de baixo custo e fluorescência, rápido e de fácil manuseio. O objetivo deste estudo piloto, realizado na Bahia, em parceria com a Universidade Federal da Bahia (UFBA), foi o de avaliar a operacionalidade do sistema de leitor de circuito integrado (Biochip Reader), dos protocolos encaminhados e dos resultados dos testes multiplex para detecção de anticorpos contra HIV e HCV. Foram testadas 65 amostras que apresentaram uma sensibilidade e especificidade de 100% quando comparadas com os resultados realizados por ELISA para HIV e HCV. Apesar disto, a análise sobre a operacionalidade do sistema, dos protocolos e dos resultados obtidos na Bahia apresentaram instabilidade das lâminas devido à suceptibilidade excessiva à umidade, formação de cristais e resíduos de trealose, excesso de etapas e manipulação das lâminas, e levarem a alterações dos protocolos. Portanto, apesar da similaridade dos resultados encontrados nos testes deste estudo-piloto quaondo comparado com os testes realizados por ELISA nos pacientes testados, o protótipo necessita de aprimoramento tecnológico, ampliação dos biomarcadores e mais experimentos de validação, a fim de que o sistema de biochip como uma ferramenta eficaz para o diagnóstico de doenças infecciosas seja inserido no mercado. / Salvador

Este trabalho tem como objetivo apresentar o sistema óptico desenvolvido para a câmera WFI (Wide Field Imaging Camera) que integrará os satélites CBERS 3 e 4 (China Brazil Earth Resources Satellite). O Brasil é responsável por duas das câmeras dos satélites CBERS 3 e 4, a WFI e a MUX (Multispectral Camera). Estas câmeras são destinadas a sensoriamento remoto orbital da Terra. É a primeira vez que câmeras destinadas a este tipo de aplicação são inteiramente desenvolvidas e construídas no país. Devido ao alto nível de vibração durante o vôo, à exposição a vácuo e a radiação espacial durante o período de vida útil em órbita, o desenvolvimento desta câmera exige um cuidadoso processo de análise e avaliação do desempenho óptico em terra de modo a garantir seu funcionamento a bordo. Em especial, serão apresentados as análises ópticas realizadas durante a fase de projeto preliminar e os testes ópticos realizados em terra dos requisitos: distância focal, campo de visada - FOV, função de transferência de modulação - MTF, distorção, sensibilidade à polarização, transmitância, sensibilidade à luz espalhada e degradação da transmitância com a radiação espacial. Os resultados obtidos comprovaram que o desempenho do sistema óptico atende os requisitos de projeto. / The purpose of this work is to present the optical system developed for the WFI camera (Wide Field Imaging Camera), which will be integrated to the CBERS 3 and 4 satellites (China Brazil Earth Resources Satellite). Brazil is responsible for two cameras of CBERS 3 and 4 satellites, WFI and MUX (Multispectral Camera). These cameras are used for orbital remote sensing of the Earth. It is the first time that cameras for this type of application are being entirely developed and built in our country. Due to the high vibration level during flight, the vacuum and space radiation exposure during the lifetime in orbit, the development of this camera requires a meticulous analysis process and evaluation of optical performance on the ground in order to ensure the effective operation on board. In particular, the optical analyses performed during the preliminary design and optical test requirements performed on ground will be presented, such as: focal length, field of view - FOV, modulation transfer function - MTF, distortion, polarization sensitivity, transmittance, stray light sensitivity and transmittance degradation with space radiation. The results obtained exhibit that the optical system performance satisfies all project requirements.

Este trabalho tem como objetivo apresentar o sistema óptico desenvolvido para a câmera WFI (Wide Field Imaging Camera) que integrará os satélites CBERS 3 e 4 (China Brazil Earth Resources Satellite). O Brasil é responsável por duas das câmeras dos satélites CBERS 3 e 4, a WFI e a MUX (Multispectral Camera). Estas câmeras são destinadas a sensoriamento remoto orbital da Terra. É a primeira vez que câmeras destinadas a este tipo de aplicação são inteiramente desenvolvidas e construídas no país. Devido ao alto nível de vibração durante o vôo, à exposição a vácuo e a radiação espacial durante o período de vida útil em órbita, o desenvolvimento desta câmera exige um cuidadoso processo de análise e avaliação do desempenho óptico em terra de modo a garantir seu funcionamento a bordo. Em especial, serão apresentados as análises ópticas realizadas durante a fase de projeto preliminar e os testes ópticos realizados em terra dos requisitos: distância focal, campo de visada - FOV, função de transferência de modulação - MTF, distorção, sensibilidade à polarização, transmitância, sensibilidade à luz espalhada e degradação da transmitância com a radiação espacial. Os resultados obtidos comprovaram que o desempenho do sistema óptico atende os requisitos de projeto. / The purpose of this work is to present the optical system developed for the WFI camera (Wide Field Imaging Camera), which will be integrated to the CBERS 3 and 4 satellites (China Brazil Earth Resources Satellite). Brazil is responsible for two cameras of CBERS 3 and 4 satellites, WFI and MUX (Multispectral Camera). These cameras are used for orbital remote sensing of the Earth. It is the first time that cameras for this type of application are being entirely developed and built in our country. Due to the high vibration level during flight, the vacuum and space radiation exposure during the lifetime in orbit, the development of this camera requires a meticulous analysis process and evaluation of optical performance on the ground in order to ensure the effective operation on board. In particular, the optical analyses performed during the preliminary design and optical test requirements performed on ground will be presented, such as: focal length, field of view - FOV, modulation transfer function - MTF, distortion, polarization sensitivity, transmittance, stray light sensitivity and transmittance degradation with space radiation. The results obtained exhibit that the optical system performance satisfies all project requirements.

Erros de alinhamento em sistemas ópticos não criam novas aberrações, mas alteram a dependência com o campo das aberrações já conhecidas. Neste trabalho, a sensibilidade teórica ao alinhamento, de sistemas ópticos reflexivos compostos por dois elementos, foi avaliada em função das constantes cônicas dos espelhos. Dentre as diferentes configurações consideradas nesta análise, uma específica apresenta menor sensibilidade à descentralização do espelho secundário. A utilização da teoria de aberração de onda aplicável a sistemas plano-simétricos revelou que a escolha apropriada da constante cônica do espelho secundário faz com que coma uniforme de terceira ordem seja compensado quando esse elemento encontra-se descentralizado, fazendo com que esse sistema seja livre da aberração mais importante causada a ele por desalinhamentos, tornando-o menos sensível. Este trabalho apresenta uma metodologia de alinhamento baseada na análise da frente de onda transmitida por sistemas ópticos, que utiliza redes neurais artificiais para a estimativa dos erros de alinhamento. A frente de onda transmitida por um sistema óptico carrega informações das aberrações desse sistema, que podem ser descritas em termos dos polinômios de Zernike. Esses polinômios podem ser usados para a análise dos efeitos de erros de alinhamento nas aberrações do sistema. Redes neurais artificiais são empregadas na análise dos coeficientes dos polinômios de Zernike visando avaliar o tipo de desalinhamento e a sua magnitude. As estimativas teóricas dos desalinhamentos tanto em sistemas reflexivos como em sistemas refrativos são satisfatórias quando o sistema é considerado perfeito, ou seja, as superfícies ópticas de seus elementos não apresentam erros de forma e não há ruído nos dados avaliados. Na presença de defeitos de fabricação ocorre degradação no desempenho do estimador. Além de descentralização e inclinação, redes neurais artificiais são capazes de fornecer uma estimativa de erros de posicionamento axial dos elementos do sistema. Com base nos estudos realizados, acredita-se que redes neurais artificiais constituem uma alternativa promissora no alinhamento de sistemas ópticos complexos. / Although misalignments in optical systems do not generate new aberration forms, they change the field-dependence of the known ones. In this research, the sensitivity of two-mirror optical systems due to misalignments is evaluated in function of the conic constants of the mirrors. Among the different configurations considered in this study, a specific one has shown low sensitivity due to decenter misalignments. The application of the wave aberration theory for plane-symmetric optical systems has revealed that the proper choice of the secondary mirror conic constant allows third-order uniform coma to be compensated, leading to a less sensitive system, free from the most important misalignment-induced aberration. This thesis also presents an alignment methodology based on the analysis of the transmitted wavefront utilizing artificial neural networks to estimate alignment errors in the components of the system. The transmitted wavefront carries information about the aberrations in the optical system, which can be described in terms of Zernike polynomials. Such polynomials are used for the analysis of the effects of misalignments on the aberrations of the system. Artificial neural networks are employed in the analysis of the coefficients of Zernike polynomials and used to evaluate both type and magnitude of the misalignments. Theoretical misalignments estimated in reflexive and refractive optical systems are satisfactory for perfect systems, i.e., systems with no surface errors, and noiseless data. When surface imperfections are considered, the performance of the estimator is reduced. Besides decenter and tilt misalignments, artificial neural networks can estimate axial positioning errors of the elements in the system, therefore they are believed to be a promising alternative for the alignment of complex optical systems.

Erros de alinhamento em sistemas ópticos não criam novas aberrações, mas alteram a dependência com o campo das aberrações já conhecidas. Neste trabalho, a sensibilidade teórica ao alinhamento, de sistemas ópticos reflexivos compostos por dois elementos, foi avaliada em função das constantes cônicas dos espelhos. Dentre as diferentes configurações consideradas nesta análise, uma específica apresenta menor sensibilidade à descentralização do espelho secundário. A utilização da teoria de aberração de onda aplicável a sistemas plano-simétricos revelou que a escolha apropriada da constante cônica do espelho secundário faz com que coma uniforme de terceira ordem seja compensado quando esse elemento encontra-se descentralizado, fazendo com que esse sistema seja livre da aberração mais importante causada a ele por desalinhamentos, tornando-o menos sensível. Este trabalho apresenta uma metodologia de alinhamento baseada na análise da frente de onda transmitida por sistemas ópticos, que utiliza redes neurais artificiais para a estimativa dos erros de alinhamento. A frente de onda transmitida por um sistema óptico carrega informações das aberrações desse sistema, que podem ser descritas em termos dos polinômios de Zernike. Esses polinômios podem ser usados para a análise dos efeitos de erros de alinhamento nas aberrações do sistema. Redes neurais artificiais são empregadas na análise dos coeficientes dos polinômios de Zernike visando avaliar o tipo de desalinhamento e a sua magnitude. As estimativas teóricas dos desalinhamentos tanto em sistemas reflexivos como em sistemas refrativos são satisfatórias quando o sistema é considerado perfeito, ou seja, as superfícies ópticas de seus elementos não apresentam erros de forma e não há ruído nos dados avaliados. Na presença de defeitos de fabricação ocorre degradação no desempenho do estimador. Além de descentralização e inclinação, redes neurais artificiais são capazes de fornecer uma estimativa de erros de posicionamento axial dos elementos do sistema. Com base nos estudos realizados, acredita-se que redes neurais artificiais constituem uma alternativa promissora no alinhamento de sistemas ópticos complexos. / Although misalignments in optical systems do not generate new aberration forms, they change the field-dependence of the known ones. In this research, the sensitivity of two-mirror optical systems due to misalignments is evaluated in function of the conic constants of the mirrors. Among the different configurations considered in this study, a specific one has shown low sensitivity due to decenter misalignments. The application of the wave aberration theory for plane-symmetric optical systems has revealed that the proper choice of the secondary mirror conic constant allows third-order uniform coma to be compensated, leading to a less sensitive system, free from the most important misalignment-induced aberration. This thesis also presents an alignment methodology based on the analysis of the transmitted wavefront utilizing artificial neural networks to estimate alignment errors in the components of the system. The transmitted wavefront carries information about the aberrations in the optical system, which can be described in terms of Zernike polynomials. Such polynomials are used for the analysis of the effects of misalignments on the aberrations of the system. Artificial neural networks are employed in the analysis of the coefficients of Zernike polynomials and used to evaluate both type and magnitude of the misalignments. Theoretical misalignments estimated in reflexive and refractive optical systems are satisfactory for perfect systems, i.e., systems with no surface errors, and noiseless data. When surface imperfections are considered, the performance of the estimator is reduced. Besides decenter and tilt misalignments, artificial neural networks can estimate axial positioning errors of the elements in the system, therefore they are believed to be a promising alternative for the alignment of complex optical systems.