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ITC/USA 2006 Conference Proceedings / The Forty-Second Annual International Telemetering Conference and Technical Exhibition / October 23-26, 2006 / Town and Country Resort & Convention Center, San Diego, California / The Edwards Air Force Base Clinic team at Harvey Mudd College designed, built, and tested a prototype for a laser-based telemetry system. The test data were encoded on a 500 mW 1550 nm laser aimed at a ground station by a computer-controlled gimbal. The system communicated from a terrestrial vehicle to a ground station over a distance of 900 m. The extrapolated results indicate a maximum range of greater than 3000 m. This project emphasized COTS parts to minimize cost. Suggestions for the next-generation design, with an air-to-ground link, higher throughput, and greater range, are presented.

ITC/USA 2007 Conference Proceedings / The Forty-Third Annual International Telemetering Conference and Technical Exhibition / October 22-25, 2007 / Riviera Hotel & Convention Center, Las Vegas, Nevada / The Edwards Air Force Base Undergraduate Clinic Team at Harvey Mudd College designed, built and tested a laser-based telemetry system for use on test aircraft at the EAFB Flight Test Center. The system was designed to communicate from an aircraft to a stationary, terrestrial receiver at a distance of up to 60 miles while traveling at speeds up to 230 mph. The transmitter system is restricted to the size of a standard 4’ tall 19" wide equipment rack. The transmitter is designed to maintain a constant laser footprint diameter of 100 meters at the receiver and use both coarse acquisition and closed-loop fine tracking systems. The minimum data rate is 10 Mbps. Sub-system testing and integration was not completed. Completed sub-systems included GPS/INS-based tracking (for coarse-tracking), position-sensitive-detector (PSD) optics (a finetracking system component), a transmitter gimbal assembly, software used to integrate and control hardware at the transmitter and receiver, and a complete receiver system. A PSD-based tracking system and an automatic collimation system were designed and constructed, but only partially tested.

published_or_final_version / abstract / toc / Physics / Master / Master of Philosophy

published_or_final_version / Chemistry / Master / Master of Philosophy

Les développements récents dans le domaine des technologies laser ont ouvert d'intéressantes perspectives en ce qui concerne l'étude de molécules en champ électromagnétique intense. Du point de vue de la théorie, seule la molécule la plus simple H₂ et son ion H₂⁺ ont été abondamment étudiés. Expérimentalement, il est cependant malaisé d'exposer un ion moléculaire à un champ laser intense et en particulier, d'en connaître et d'en contrôler l'état vibrationnel de départ. Un montage expérimental nous a permis de déterminer l'excitation vibrationnelle accompagnant l'ionisation de H₂ par impulsions brèves et intenses. Les résultats montrent une excitation beaucoup plus faible que celle supposée pendant plus de dix ans. Cette étude a démontré qu'il est possible de produire en abondance des ions moléculaires dans un état d'excitation vibrationnelle et rotationnelle bien précis grâce à une résonance avec un état intermédiaire à fort caractère de Rydberg. Des expériences nécessitant la sélection du niveau vibrationnel initial de l'ion sont alors réalisables. Nous avons ainsi pu mesurer, en injectant dans l'anneau de stockage TSR de Heidelberg les paquets d'ions produits par notre laser nanoseconde accordable, la section efficace de recombinaison dissociative et d'excitation dissociative de H₂⁺, dans les états quantiques v⁺=0 et 1, N⁺=1, 2 et 3, et d'en observer la désexcitation vibrationnelle par collision avec des électrons lents. Ces données sont du plus grand intérêt car elles peuvent être directement comparées à la théorie sans faire intervenir de moyenne thermodynamique. Nous pouvons aussi nous intéresser au comportement d'ions parfaitement caractérisés du point de vue de leur état quantique en présence d'un champ laser bref et intense, voire d'une séquence d'impulsions. Les expériences réalisées jusqu'ici ne concernent que des ions préparés par impact électronique dans une distribution vibrationnelle de type Franck-Condon. Seuls les effets dus aux niveaux élevés ont pu être mis en évidence, ce qui pourra être évité en produisant sélectivement H₂⁺ dans les niveaux de vibration v⁺=0 ou 1. Des résultats préliminaires ont été obtenus, et une technique de piégeage a été élaborée pour pouvoir réaliser de telles expériences dans l'avenir, combinant des lasers dont le taux de répétition diffère de plusieurs ordres de grandeur.

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