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Optical and noise studies for Advanced Virgo and filter cavities for quantum noise reduction in gravitational-wave interferometric detectors / Études optiques et de bruit pour Advanced Virgo et cavités de filtrage pour la réduction du bruit quantique dans les détecteurs interférométriques d’ondes gravitationnelles

Capocasa, Eleonora 13 November 2017 (has links)
L'astronomie gravitationnelle a débuté en septembre 2015 avec la première détection de la fusion de deux trous noirs par LIGO. Depuis lors, plusieurs fusions de trous noirs et une fusion d'étoiles à neutrons ont été observées. Advanced Virgo a rejoint les deux observatoires LIGO dans la prise de données en août 2017, augmentant fortement les capacités de localisation du réseau. Afin d'exploiter pleinement le potentiel scientifique de ce nouveau domaine, un énorme effort expérimental est nécessaire pour améliorer la sensibilité des interféromètres. Cette thèse, développée dans ce contexte, est composée de deux parties. La première concerne Advanced Virgo : nous avons développé un budget de bruit automatique pour le bruit de fréquence du laser et nous avons effectué des mesures de caractérisation optique pour les cavités de bras kilométriques. Des pertes aller-retour aussi faibles que 80 ppm ont été mesurées. Elles sont parmi les plus basses jamais mesurées avec un faisceau de cette taille. La deuxième partie concerne la conception et le développement d'une cavité de filtrage de 300 m, un prototype pour démontrer la production de lumière squeezing dépendante de la fréquence avec les propriétés nécessaires pour une réduction du bruit quantique à large bande dans KAGRA, Advanced Virgo et Advanced LIGO. Nous avons contribué à la fois aux phases de conception et d'intégration du projet. Nous avons d'abord fait le design optique de la cavité, y compris les spécifications pour l'optique de la cavité et une estimation détaillée des sources de dégradation pour le squeezing. Nous avons donc développé un système de contrôle pour les miroirs, assemblé les suspensions et finalement aligné et mis la cavité en résonance avec la lumière laser / Gravitational wave astronomy has started in September 2015 with the first detection of a binary black-hole merger by LIGO. Since then, several black-hole mergers and a binary neutron star merger have been observed. Advanced Virgo joined the two LIGO detector in the observation run, in August 2017, highly increasing the localization capabilities of the network. In order to fully exploit the scientific potential of this new-born field, a huge experimental effort is needed to bring the instruments at their design sensitivity and to further improve them. This thesis, developed in this context, it is composed of two parts. The first is about Advanced Virgo: we have developed an automatic noise budget for the laser frequency noise and we have performed optical characterization measurements for the kilometric arm cavities. Round trip Losses as low as 80 ppm have been measured. They are among the lowest ever measured for beams of these size. The second part is about the design and development of a 300 m filter cavity, a prototype to demonstrate the frequency dependent squeezing production with properties needed for a broadband quantum noise reduction in the future upgrades of KAGRA, Advanced Virgo and Advanced LIGO. We have contributed to the design and integration phases of the project. We have first made the optical design of the cavity, including the the specifications for the main cavity optics and a detailed estimation of the squeezing degradation sources. We have then developed a local control system for the mirrors, assembled the suspensions, and finally aligned and brought the cavity in resonance with the laser light
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Applications of Quantum Electro-Optic Control and Squeezed Light

Lam, Ping Koy, Ping.Lam@anu.edu.au January 1999 (has links)
In this thesis, we report the observations of optical squeezing from second harmonic generation (SHG), optical parametric oscillation (OPO) and optical parametric amplification (OPA). Demonstrations and proposals of applications involving the squeezed light and electro-optic control loops are presented. ¶ In our SHG setup, we report the observation of 2.1 dB of intensity squeezing on the second harmonic (SH) output. Investigations into the system show that the squeezing performance of a SHG system is critically affected by the pump noise and a modular theory of noise propagation is developed to describe and quantify this effect. Our experimental data has also shown that in a low-loss SHG system, intra-cavity nondegenerate OPO modes can simultaneously occur. This competition of nonlinear processes leads to the optical clamping of the SH output power and in general can degrade the SH squeezing. We model this competition and show that it imposes a limit to the observable SH squeezing. Proposals for minimizing the effect of competition are presented. ¶ In our OPO setup, we report the observation of 7.1 dB of vacuum squeezing and more than 4 dB of intensity squeezing when the OPO is operating as a parametric amplifier. We present the design criteria and discuss the limits to the observable squeezing from the OPO.We attribute the large amount of squeezing obtained in our experiment to the high escape efficiency of the OPO. The effect of phase jitter on the squeezing of the vacuum state is modeled. ¶ The quantum noise performance of an electro-optic feedforward control loop is investigated. With classical coherent inputs, we demonstrate that vacuum fluctuations introduced at the beam splitter of the control loop can be completely cancelled by an optimum amount of positive feedforward. The cancellation of vacuum fluctuations leads to the possibility of noiseless signal amplification with the feedforward loop. Comparison shows that the feedforward amplifier is superior or at least comparable in performance with other noiseless amplification schemes. When combined with an injection-locked non-planar ring Nd:YAG laser, we demonstrate that signal and power amplifications can both be noiseless and independently variable. ¶ Using squeezed inputs to the feedforward control loop, we demonstrate that information carrying squeezed states can be made robust to large downstream transmission losses via a noiseless signal amplification. We show that the combination of a squeezed vacuum meter input and a feedforward loop is a quantum nondemolition (QND) device, with the feedforward loop providing an additional improvement on the transfer of signal. In general, the use of a squeezed vacuum meter input and an electro-optic feedforward loop can provide pre- and post- enhancements to many existing QND schemes. ¶ Finally, we proposed that the quantum teleportation of a continuous-wave optical state can be achieved using a pair of phase and amplitude electro-optic feedforward loops with two orthogonal quadrature squeezed inputs. The signal transfer and quantum correlation of the teleported optical state are analysed. We show that a two dimensional diagram, similar to the QND figures of merits, can be used to quantify the performance of a teleporter.
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Spin-nematic squeezing in a spin-1 Bose-Einstein condensate

Hamley, Christopher David 17 January 2012 (has links)
The primary study of this thesis is spin-nematic squeezing in a spin-1 condensate. The measurement of spin-nematic squeezing builds on the success of previous experiments of spin-mixing together with advances in low noise atom counting. The major contributions of this thesis are linking theoretical models to experimental results and the development of the intuition and tools to address the squeezed subspaces. Understanding how spin-nematic squeezing is generated and how to measure it has required a review of several theoretical models of spin-mixing as well as extending these existing models. This extension reveals that the squeezing is between quadratures of a spin moment and a nematic (quadrapole) moment in abstract subspaces of the SU(3) symmetry group of the spin-1 system. The identification of the subspaces within the SU(3) symmetry allowed the development of techniques using RF and microwave oscillating magnetic fields to manipulate the phase space in order to measure the spin-nematic squeezing. Spin-mixing from a classically meta-stable state, the phase space manipulation, and low noise atom counting form the core of the experiment to measure spin-nematic squeezing. Spin-nematic squeezing is also compared to its quantum optics analogue, two-mode squeezing generated by four-wave mixing. The other experimental study in this thesis is performing spin-dependent photo-association spectroscopy. Spin-mixing is known to depend on the difference of the strengths of the scattering channels of the atoms. Optical Feshbach resonances have been shown to be able to alter these scattering lengths but with prohibitive losses of atoms near the resonance. The possibility of using multiple nearby resonances from different scattering channels has been proposed to overcome this limitation. However there was no spectroscopy in the literature which analyzes for the different scattering channels of atoms for the same initial states. Through analysis of the initial atomic states, this thesis studies how the spin state of the atoms affects what photo-association resonances are available to the colliding atoms based on their scattering channel and how this affects the optical Feshbach resonances. From this analysis a prediction is made for the extent of alteration of spin-mixing achievable as well as the impact on the atom loss rate.
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Aplicação do formalismo de dois modos de um condensado de Bose-Einstein em um sistema de ressonância magnética nuclear / Aplication of the two mode Bose-Einstein condensate formalism to a nuclear magnetic resonance system

Arthur Gustavo de Araujo Ferreira 30 April 2014 (has links)
Neste trabalho exploramos propriedades físicas dos cristais líquidos liotrópicos na sua fase lamelar e dentro desse utilizamos um sistema de spins quadrupolares para a criação e manipulação de estados coerentes de spin nuclear com técnicas de RMN. Os spins nucleares utilizados eram provenientes do núcleo de césio-133, com spin 7/2, presentes em uma molécula de pentadecafluoroctanoato de césio com estrutura líquido-cristalina. Sobre esse núcleo, aplicamos um novo conceito de pulsos fortemente modulados suaves para gerar os estados pseudo-puros correspondentes aos estados coerentes de spin nuclear. Com esses estados pudemos realizar experimentos de compressão de estado coerente, um conceito quântico muito importante quando vinculado ao conceito de emaranhamento. Outro estudo foi a observação de dinâmica clássica e efeitos de bifurcação nesse sistema quântico. Em ambas aplicações se destaca o controle dos spins nucleares no desenvolvimento dos protocolos tanto na implementação do conceito de estado coerente em sistemas de spin nuclear, quanto nas leituras dos estados quânticos via tomografia de estado quântico. / In this work we use a quadrupolar spin system inside a lyotropic liquid crystal in the lamellar phase and explore its physical properties to create and manipulate nuclear spin coherent states with NMR techniques. The nuclear spins come from the cesium-133 nucleus, spin 7/2, contained in the cesium-pentadecafluoroctanoate with liquid crystalline structure. On this nucleus, we apply a new concept of smooth strongly modulating pulses to create the pseudo-pure states corresponding to nuclear spin coherent states. With these coherent states we were able to perform coherent state squeezing, an important concept closely related to entanglement. In another study we observed the classical dynamics and bifurcation on this quantum system. Both applications highlight the quantum control of the nuclear spins in developing the protocols for the creation of nuclear spin coherent states as well as for performing the readout using the quantum state tomography procedure.
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Le Comportement de la bulle et des particules, l’écoulement pulsatile et le flux péristaltique / The Behavior of Bubble and Particle, Pulsatile and Peristaltic Flow

Mingalev, Stanislav 13 December 2013 (has links)
Dans cette thèse on cherche à étudier le flux péristaltique des liquides dans un canal à onde de pression déterminée aux confins. Dans la plupart des recherches de systèmes de transportation péristaltiques la variation des coordonnées de la paroi est prédéfinie pour les raisons de commodité. Cependant les parois d’organes creux (comme oesophage intestin grêle, côlon urètre, vaisseaux lymphatiques) dont le fonctionnement consiste à transmettre des produits par la voie péristaltique, sont dotées de barorécepteurs – capteurs qui perçoivent la pression dans la couche limite de fluides et servent à réguler le calibre des vaisseaux. Pour créer le modèle du comportement des systèmes biologiques pareils il nous semble plus adéquat de prédéfinir l’onde de pression aux confins des vaisseaux. Cette approche réalisée dans notre thèse permet de découvrir et décrire des effets nouveaux, inexplorés auparavant. Dans cette thèse nous étudions aussi l’influence des pulsations transversales des parois du canal sur la transmission du produit dues aux chutes de pression. Cet objectif est apparu lors de la détermination de la viscosité du liquide utilisant la méthode des canaux compressibles (squeezing flow viscometry). Des problèmes similaires sont assez répandus dans l’étude d’une variété des systèmes biologiques, en particulier, des mouvements de lubrification des articulations ou des micro-vaisseaux des muscles. Nous avons aussi étudié l’influence du son sur l’interaction d’une particule solide tombante et d’une bulle de gaz montante dans le liquide. La pertinence de ce travail est liée à l’importance de recherche des solutions possibles pour augmenter l’efficacité de flottation, méthode d’enrichissement basée sur l’accrochage des particules minérales par des bulles de gaz / The thesis studies the peristaltic flow of fluid in a channel with the specified pressure wave at the boundary. The law of wall’s coordinate variation isn’t determined a priori. It is found from the initially definite law of pressure-variation on the wall. This way is based on the fact that some hollow organs change diameter under the signals of baroreceptors (sensors that detects the pressure). We studied the effects of various parameters on flow rate and structure of flow. Besides we studied the influence of vibration on the peristaltic flow under long wave approximation. The paper also considers the influence of the wall transverse pulsation on the fluid transport under the pressure drop. This problem arises in defining the liquid viscosity by squeezing flow viscometry. The same problems occur in analyzing different biological systems, including the lubricant movement in joints or in the microvessels of working muscles. The influence of sound on the interaction of a solid particle and a gas bubble in fluid is studied as well.
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Comportement des tunnels en terrain poussant / Tunnelling in squeezing ground

Tran Manh, Huy 05 December 2014 (has links)
Le comportement poussant fait référence au phénomène de grande déformation différée et souvent anisotrope observée lors de l'excavation du tunnel en terrain tectonisé. Il est à l'origine de difficultés d'avancement ce qui exige une adaptation de la méthode de creusement et de la conception des soutènements. Le présent travail vise à étudier le comportement des tunnels en terrain poussant en portant une attention particulière à l'anisotropie du massif rocheux par des approches à la fois analytique et numérique. Après un état de l'art sur le creusement des tunnels en terrain poussant, on interprète les données d'auscultation récoltées pendant l'excavation de la descenderie de Saint-Martin-La-Porte dans la cadre du projet Lyon-Turin. Des solutions analytiques pour tunnel creusés en milieu anisotrope sont ensuite développées en prenant en compte la complexité géométrique de la section, l'interaction entre deux tunnels parallèles, l'interaction terrain-soutènement et aussi les grandes déformations. Enfin, un modèle différé anisotrope qui comprend des joints rocheux avec une orientation fixe, imbriqués dans une matrice viscoplastique est proposé et implémenté dans FLAC3D. Les résultats de la simulation numérique réalisée avec ce modèle sont comparés aux mesures de convergence réalisées pendant l'excavation du tunnel. De plus, l'approche numérique a été étendue pour analyser le comportement d'un soutènement déformable en prenant en compte l'effet de l'anisotropie de la masse rocheuse / Squeezing behavior is characterized by large time-dependent and often anisotropic deformation during and well after excavation of tunnel and may lead to tremendous operational difficulties. The present thesis aims to deal with tunneling in squeezing ground with a special emphasis on the anisotropic behavior combining analytical and numerical approach. Following an overview on the squeezing behavior, the attention moves on the interpretation of the data monitored during the excavation of Saint-Martin-La-Porte within the Lyon-Turin railway project. The closed-formed solutions for tunnel excavated in anisotropic ground are then developed considering the complexity of tunnel cross-section, the interaction between two tunnels, the interaction ground/support and also the large strain calculation. Finally, an anisotropic creep model which includes weak planes of specific orientation embedded in a viscoplastic medium is proposed and implemented in FLac3D in order to back analyze the convergence data of Saint-Martin-La-Porte access gallery. The numerical model is also applied to the analysis of the behavior of the yield-control support systems taking account the effect of anisotropy of rock mass
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Tunneling under squeezing conditions : Effect of the excavation method / Comportement des tunnels profonds creusés dans des terrains poussants : Effet de la méthode de creusement

De la Fuente Mata, Manuel 19 November 2018 (has links)
L’excavation d’un tunnel profond dans des terrains poussants pose des difficultés particulières de conception et d’exécution. Ce type de terrain est caractérisé par des fortes convergences en paroi du tunnel de nature différée et souvent anisotrope. Le comportement d’un tunnel excavé en terrain poussant est très influencé par la technique d’excavation utilisée. Le cas d’étude du tunnel routier du Fréjus et de sa galerie de sécurité permet d’illustrer ce phénomène. Il s’agit de deux tunnels parallèles qui montrent une configuration très intéressante étant donné qu’ils traversent des conditions géotechniques similaires et qu’ils sont creusés avec des techniques d’excavation différentes : le tunnel routier a été creusé par méthode conventionnelle à l’explosif tandis que la galerie de sécurité a été creusée avec un tunnelier à bouclier simple. Les mesures d’auscultation réalisées pendant l’excavation des deux tunnels ont été analysées et comparées. Des modélisations numériques pour simuler la réponse des deux tunnels ont été développées avec le logiciel Flac3D. Le comportement du terrain est simulé avec un modèle visco-elasto-plastique et anisotrope. L’anisotropie liée à la schistosité du terrain est introduite dans le modèle par la présence de plans de faiblesse d’orientation donnée (ubiquitous joint model) insérés dans une matrice rocheuse caractérisée par un comportement visco-elasto-plastique isotrope. Une rétro-analyse a été réalisée sur les mesures de convergence obtenues lors du creusement du tunnel routier du Fréjus. Le comportement du terrain identifié dans le tunnel routier est ensuite extrapolé pour prédire la réponse de la galerie de sécurité. L’objectif est de reproduire l’état des contraintes observé dans les voussoirs de la galerie de sécurité et d’extrapoler les sollicitations à long terme. L’influence que la technique d’excavation, en particulier sur le comportement différé du terrain a été prise en compte dans les simulations numériques. On a mis en évidence que les déformations différées du terrain sont réduites lorsque l’excavation est réalisée au tunnelier.Par ailleurs, une synthèse critique de la méthode convergence-confinement et de ses variantes a été réalisée. Une discussion a été menée sur l’applicabilité des méthodes convergence-confinent quand elles sont utilisées pour le dimensionnement des tunnels circulaires excavés en section pleine avec l’installation d’un soutènement raide près du front d’excavation comme c’est le cas lors d’une excavation au tunnelier. Dans ce contexte, un ensemble de formules empiriques sont proposées. Elles permettent d’obtenir avec une bonne précision l’état d’équilibre entre le terrain et le soutènement et peuvent être utilisées dans la phase de pré-dimensionnement des ouvrages / During the excavation of deep tunnels, squeezing ground conditions are often encountered. The squeezing behavior of the ground is characterized by large time-dependent and usually anisotropic convergences that take place at the tunnel wall. The technique of excavation has a strong influence on the tunnel response when it is excavated under squeezing conditions. This phenomenon is illustrated throughout the case study of the Fréjus road tunnel excavated with conventional drill and blast methods and of its safety gallery excavated with a single shield tunneling boring machine. They exhibit a very interesting configuration of two tunnels excavated in parallel under the same geotechnical conditions but with different excavation techniques. Monitored geotechnical data from both tunnels are analyzed and compared. Numerical simulations of both tunnels have been carried out with Flac3D. An anisotropic creep model which includes weakness planes of given orientation embedded in a visco-elasto-plastic matrix has been used for describing the behavior of the ground. A back-analysis of convergence measurements of the Fréjus road tunnel has been carried out. The behavior of the ground identified from the Fréjus road tunnel is extrapolated to predict the response of the Fréjus safety gallery in terms of the stress state in the lining. The influence of the technique of excavation on the time-dependent parameters of the ground is taken into account in the computations and its effects are discussed. It is shown that the long term ground deformation are significantly reduced with TBM excavation as compared to traditional blast and drill method.Furthermore, the convergence-confinement methods are reviewed and their applicability is discussed when they are applied to full face circular tunnels excavated in rock masses with a stiff support system near the face. In this context, a set of empirical formula are proposed which allows to accurately predict the equilibrium state between the ground and the lining in circular tunnels excavated in full section. These formula are useful in the preliminary phase of tunnel design
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Spontaneous spin squeezing in a spinor Bose-Einstein condensate trapped on an atom chip / Étude du phénomène de compression de spin dans un condensat de Bose-Einstein piégé sur microcircuit

Laudat, Théo 04 October 2017 (has links)
Dans ce manuscrit, nous présentons une étude expérimentale du phénomène de compression de spin dans un condensat de Bose-Einstein de $^{87}Rb$, résultant d'une interaction non-linéaire provenant de collisions entre les deux états internes $|F=1, m_F=-1>$ et $|F=2, m_F=1>$ de l'état fondamental $5^2S_{1/2}$. Les atomes sont refroidis dans un piège magnéto-optique, puis piégés magnétiquement à l'aide de notre puce à atomes jouant le rôle de parois supérieure pour notre enceinte à vide. La puce est aussi utilisée pour émettre le champ radiofréquence permettant le refroidissement évaporatif conduisant à la condensation de Bose-Einstein, ainsi que le champ micro-onde qui réalise le transfert cohérent des atomes d'un état interne à un autre.L'ensemble atomique est décrit par le Hamiltonien "textit{one-axis-twisting}" qui contient un terme quadratique en la composante selon l'axe $z$ du vecteur de spin atomique $S_z$. L'amplitude de cette interaction non-linéaire, initialement très faible, dépend des longueurs de diffusion des états internes considérés, et peut être grandement augmentée en réduisant le recouvrement des fonctions d'onde. C'est pourquoi le système est placé dans une configuration particulière (grand nombre d'atomes et piège anisotrope de type "cigare") pour laquelle les deux états vont alterner des phases de séparation et recombinaison spatiale. L'impact de cette dynamique spatiale sur l'interaction de champ moyen et la cohérence du système est analysé expérimentalement à travers l'étude du contraste et de la fréquence centrale d'un interféromètre de Ramsey.Théoriquement, lorsque les deux états sont séparés, la distribution de spin se transforme d'une distribution circulaire régie par le bruit de projection quantique, en une ellipse dont le petit axe est inférieur à la limite quantique standard, sous l'effet de l'interaction en $S_z^2$. Ceci est vérifié expérimentalement en réalisant la tomographie de l'état atomique au moment où les deux modes internes se recombinent. Un paramètre de compression de spin $xi^2 = -1.3 pm 0.4$ dB est ainsi obtenu pour 5000 atomes et un contraste de 90%. L'étude des différentes sources d'instabilités a permis d'identifier les pertes atomiques comme limitation principale de la compression de spin et du contraste de l'interféromètre.Ce travail s'inscrit dans le contexte de la métrologie quantique et représente un pas vers la production d'états comprimés en spin permettant la réalisation d'interféromètres atomiques fonctionnant sous la limite quantique standard. La question de la cohérence d'un condensat bimodal soumis à de nombreuses collisions élastiques et inélastiques est aussi adressée. / In this manuscript, we present an experimental study of spin squeezing in a spinor Bose-Einstein condensate of $^{87}Rb$, arising from a non-linear interaction originating from collisions between the two internal states $|F=1, m_F=-1>$ and $|F=2, m_F=1>$ of the $5^2S_{1/2}$ manifold. The atoms are cooled down in a magneto-optical trap and magnetically trapped thanks to our atom-chip which acts as a top wall for our vacuum cell. The chip is also used to emit the radio-frequency field that perform the evaporative cooling leading to Bose-Einstein condensation, and the microwave field used to coherently transfer the atoms from one internal state to another.The atomic ensemble in a coherent superposition is well described by the so-called textit{one-axis-twisting} Hamiltonian that contains a term quadratic in the $z$-component of the spin vector $S_z$. the strength of this non-linear interaction, initially very weak, depends on the intra- and inter-state s-wave scattering lengths, and can be greatly enhanced by reducing the wave-function spatial overlap between the two states. We therefore place the system in a configuration (high atom number and cigar-shaped trap) for which the two states experience spontaneous relative spatial separation and recombination phases. The impact of this spatial dynamics on the mean field interaction and coherence of the system is experimentally analyzed through the study of the contrast and central frequency of a Ramsey interferometer.Theoretically, when the two states are separated, the spin noise distribution evolves from a uniform circular distribution defined by the quantum projection noise, to an elliptic one whose small axis is smaller than the standard quantum limit, under the action of the $S_z^2$ interaction. This is verified experimentally by performing the tomography of the atomic state, when the two internal modes recombine. A squeezing parameter $xi^2=-1.3 pm 0.4$ dB is reached for 5000 atoms and a 90% contrast. The study of the different instability sources highlights the atomic-density-dependent losses as the main limitation for both the noise reduction and the contrast of the interferometer.This work has been initiated in the context of quantum metrology and represents a step towards the production of spin squeezed states enabling the realization of atom interferometers working below the standard quantum limit. It also addresses the fundamental question of coherence of spinor Bose-Einstein condensates undergoing many elastic and inelastic collisions.
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Non-isothermal characterization of squeezed thin films in the presence of biofluids and suspended ultrafine particles

Khaled, Abdul Rahim Assaad, Mr. January 2003 (has links)
No description available.
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Parameter Study of Arc Squeezing DC Breaker : The impact of the geometry on counter force, pressure, and arc voltage / Parameterstudie av ljusbågssläckning : Geometrins betydelse för motkraften, trycket, och ljusbågsspänningen

Olsson, Johanna January 2022 (has links)
The sustainable future in our already electrified world includes solar power generation, battery storage, and electric vehicles all which requires DC systems. DC breakers play a key role in operation and protection within the DC system. Current interruption in DC systems is more challenging than in AC systems due to the absence of natural zero crossing. Some existing interruption techniques are current injection, the use of semiconductors, and arc voltage increase. This thesis project investigates how ventilation geometry, radius, and current level affect the pressure and counterforce in a cylindrical design of a current interruption device based on arc squeezing technology that uses polymer ablation to increase the arc voltage. The purpose is to collect useful data for future product development in this relatively new technology area. The project consists of a pre-study about arc interruption, polymer ablation, and test circuit theory, the test object design phase, the experiments, and this report. The results experiments show that ventilation at the center of the cylindrical arc chamber reduces the pressure by three times compare to a non-ventilated center at the highest test current level. The radius variations did not affect the pressure, it was however seen that the thicker tube, with a higher mass, had a lower initial speed and a slightly higher counterforce. The pressure measurement implemented in the design allow for an additional quantity to analyze in relation to the previously available quantities. Further testing with other design parameter variations such as the length of the stroke, or size of the ventilation holes is the next step for future work. / Dagens samhälle strävar mot en hållbar framtid där elektrifiering är en stor del. Redan idag finns lösningar så som förnybara energikällor till exempel solenergi, smarta energilagringslösningar bland annat batterilager och elbilar. Fler och fler av dessa system är baserade på likström. Oavsett system är säkerhet, pålitlighet och manövrering av högsta prioritet. Systemen kräver strömbrytare som är säkra och effektiva. Likström är svårare att bryta jämfört med växelström som majoriteten av dagens apparater och system använder. Anledningen är att likströmmen saknar den naturliga nollgenomgången som växelströmmen har. Nollgenomgången måste skapas aktivt genom att exempelvis injicera ström, använda halvledare eller öka ljusbågsspänningen. Det här examensarbetet täcker en parameterstudie av hur ventilationsgeometrin och radien påverkar trycket och motkraften i en cylinderformad strömbrytare som använder sig av ljusbågssläckning skapad av ablerande polymermaterial som ökar ljusbågsspänningen. Syftet med studien är att samla in användbar data för framtida produktutveckling inom denna relativt nya brytningsteknik. Examensarbetet består av en förstudie om ljusbågsbrytning, polymerablation and provkretsteori, en designfas, en serie experiment och slutligen denna rapport. Resultaten från experimenten visar att ventilation av ljusbågskammarens centrum minskar trycket som byggs upp emellan kammaren och tuben. För den högsta testströmnivån är skillnaden tre gånger så högt tryck för ett oventilerat centrum jämfört med ett ventilerat centrum. Radien, och därmed tjockleken av tuben, har ingen tydlig påverkan på tryckuppbyggnaden i ljusbågskammaren. Däremot påverkar tjockleken vikten av tuben som i sin tur påverkar hastigheten tuben förs in i kammaren med. En tjockare tub har en lägre initial hastighet och även en något högre motkraft. Den implementerade tryckmätningen öppnar upp för ytterligare en mätstorhet att analysera och relatera till övriga tidigare mätta storheter. Framtida studier inom området är att variera andra parametrar så som tubens slaglängd and storleken på ventilationshålen.

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