Optimized state feedback regulation of 3DOF helicopter system via extremum seeking

In this paper, an optimized state feedback regulation of a 3 degree of freedom (DOF) helicopter is designed via extremum seeking (ES) technique. Multi-parameter ES is applied to optimize the tracking performance via tuning State Vector Feedback with Integration of the Control Error (SVFBICE). Discrete multivariable version of ES is developed to minimize a cost function that measures the performance of the controller. The cost function is a function of the error between the actual and desired axis positions. The controller parameters are updated online as the optimization takes place. This method significantly decreases the time in obtaining optimal controller parameters. Simulations were conducted for the online optimization under both fixed and varying operating conditions. The results demonstrate the usefulness of using ES for preserving the maximum attainable performance

Manipulating light in two-dimensional layered materials

Graphene and layered two-dimensional (2D) materials have set a new paradigm in modern solid-state physics and technology. In particular their exceptional optical and electronic properties have shown great promise for novel applications in light detection. However, several challenges remain to fully exploit such properties in commercial devices. Such challenges include the limited linear dynamic range (LDR) of graphene-based photodetectors (PDs), the efficient extraction of photoexcited charges and ultimately the environmental stability of such atomically-thin materials. In order to overcome the aforementioned limits, novel approaches to tune the properties of graphene and semiconducting \ce{HfS2} are explored in this work, using chemical functionalisation and laser-irradiation. Intercalation of graphene with \ce{FeCl3} is shown to lead to a highly tunable material, with unprecedented stability in ambient conditions. This material is used to define photo-active junctions with an unprecedented LDR via laser-irradiation. Intercalation with \ce{FeCl3} is also used to demonstrate the first all-graphene position-sensitive photodetector (PSD) promising for novel sensing applications. Finally, laser-irradiation is employed, to perform controlled oxidation of ultra-thin \ce{HfS2}, which leads to induced strain in the material and a consequent spatially-varying bandgap. Such structure is used to demonstrate, for the first time, efficient extraction of photogenerated carriers trough the so-called ``charge-funnel'' effect, paving the way to the development of ultra-thin straintronic devices.European Commissio

Characterisation of propagating modes and ultrafast dynamics in plasmonic devices

Oberflächenplasmonen sind kollektive Schwingungen der Leitungsbandelektronen an einer Metall-Dielektrikum Grenzfläche, die typischerweise durch kurze Lichtpulse angeregt werden. Plasmonische Bauelemente besitzen das Potential, hohe spektrale Bandbreiten auf der Nanoskala zu implementieren. Die Herstellung und Charakterisierung von plasmonischen Bauelementen stellen wegen ihrer geringen Größe, ihrer Empfindlichkeit gegenüber ihrer Umgebung und der kurzen Lebensdauer der Plasmonen noch viele Herausforderungen an die Fabrikationstechniken wie auch die Materialeigenschaften. Diese Prozesse erfordern eine Beobachtung der Anregung, Ausbreitung und Wechselwirkung der Plasmonen auf angemessene räumlichen und zeitlichen Skalen (jeweils Nanometer und Femtosekunden). In einigen Fallen wird es auch notwendig, die Oberflächenqualität auszuwerten und zu modifizieren. In dieser Arbeit wurden plasmonische Nanoantennen, Wellenleiter und Arrays von Nanolöchern entwickelt und hergestellt. Die lokalisierten und sich ausbreitenden Oberflächenplasmon-Polaritonen wurden dann mit nichtlinearer 2-Photononen Photoemissionsmikroskopie (2P-PEEM) und Femtosekunden-Pump-Probe-Spektroskopie charakterisiert. Diese Experimente wurden durch Finite-Difference Time-Domain (FDTD) Simulationen ergänzt. Zwei-Photonen PES und Simulationen von Silbernanoantennen (in Form von Doppelellipse- und Schmetterlingsantennen) haben gezeigt, dass Stellen mit hoher Feldverstärkung durch die Veränderung der Polarisationsrichtung der Laserstrahlquelle selektiv angeregt werden können. Plasmonische Streifenwellenleiter mit Spitze aus Silber wurden entwickelt, um einfallendes Licht von der Laserquelle in ausbreitenden Moden zu koppeln und den Einfluss von der Geometrie der Einkopplungsgitter, der Streifenlänge und -breite und der Kegelwinkel zu untersuchen. Die Anregung der sich ausbreitenden Oberflächenplasmon-Polaritonen wurde durch das Vorhandensein von Interferenzstreifen der hohen Photoemissionsintensität entlang der Längsachse der Wellenleiter nachgewiesen. Diese Intensitätsbanden ergeben sich aus der Interferenz zwischen sich ausbreitende Oberflächenplasmonen miteinander und mit dem einfallenden Licht. Diese Wechselwirkung wurde mit Simulationen modelliert. Durch Experimente und Simulationen wurde demonstriert, dass die Regelmäßigkeit der Oberfläche, die Streifenbreite und der Einfallswinkel jeweils die Zahl der Bande beeinflussen können. Es wurde gezeigt, dass eine Oberflächenbehandlung mit niederenergetischen Argon-Ionen-Beschuss die Sichtbarkeit der Interferenzbanden auf dem Wellenleiter erhöhen kann. In einem weiteren Experiment wurde die Übertragung ultrakurzer fs-Laserpulse durch periodische Löcherarrays as Gold mittels Simulationen sowie Pump-Probe-Experimenten untersucht. Der Einfluss der plasmonischen Felder an den Grenzflächen auf die transiente Transmission durch die Locharrays wurde durch Simulationen demonstriert, wobei die Lochgröße, Gitterkonstante, Schichtdicke, und dielektrische Umgebung systematisch verändert wurden. Durch die Einführung eines zweiten Probepulses mit veränderlicher Zeitverzögerung konnte ein Zusammenhang zwischen Plasmonendynamik und Transmissionsdynamik in Simulationen etabliert werden. Die ersten Ergebnisse von Pump-Probe-Experimenten haben die Modulation der Übertragung mittels der vorherigen Anregung der plasmonischen Felder als optischer Schalter nachgewiesen

The deep space network, volume 15

The DSN progress is reported in flight project support, TDA research and technology, network engineering, hardware and software implementation, and operations. Topics discussed include: DSN functions and facilities, planetary flight projects, tracking and ground-based navigation, communications, data processing, network control system, and deep space stations

Publications of the Jet Propulsion Laboratory - July through December 1970

Bibliography of technical literature resulting from aerospace research and development at Jet Propulsion Laboratorie