Advanced adaptive compensation system for free-space optical communications

Massive amounts of information are created daily in commercial fields like earth observation, that must be downloaded to earth ground stations in the short time of a satellite pass. Today, much of the collected information must be dropped due to lack of bandwidth, and laser downlinks can offer tenths of gigabits throughput solving this bottleneck limitation. In a down-link scenario, the performance of laser satellite communications is limited due to atmospheric turbulence, which causes fluctuations in the intensity and the phase of the received signal leading to an increase in bit error probability. In principle, a single-aperture phase-compensated receiver, based on adaptive optics, can overcome atmospheric limitations by adaptive tracking and correction of atmospherically induced aberrations. However, under strong-turbulence situations, the effectiveness of traditional adaptive optics systems is severely compromised. In such scenarios, sensor-less techniques offer robustness, hardware simplicity, and easiness of implementation and integration at a reduced cost, but the state-of-the-art approaches still require too many iterations to perform the correction, exceeding the temporal coherence of the field and thus falling behind the field evolution. This thesis proposes a new iterative AO technique for strong turbulence compensation that reduces the correction time, bridging the limitation of similar systems in lasercom applications. It is based on the standard sensor-less system design, but it additionally uses a short-exposure focal intensity image to accelerate the correction. The technique combines basic principles of Fourier optics, image processing, and quadratic signal optimization to correct the wave-front. This novel approach directly updates the phases of the most intense focal-plane speckles, maximizing the power coupled into a single-mode fiber convexly. Numerical analyses show that this method has a robust and excellent performance under very strong turbulence. Laboratory results confirm that a focal speckle pattern can be used to accelerate the iterative compensation. This technique delivers nearly twofold bandwidth reduction compared with standard methods, and sufficient signal gain and stability to allow high throughput data transmission with nearly error-free performance in emulated satellite downlink scenarios. A property highlight is the in-advance knowledge of the required number of iterations, allowing on-demand management of the loop bandwidth in different turbulent regimes. Besides remaining conceptually and technically simple, it opens a new insight to iterative solutions that may lead to the development of new methods. With further refinement, this technique can surely contribute to making possible the use of iterative solutions in laser communicationsSatélites de observación de la tierra diariamente generan gigantescas cantidades de datos que deben ser enviados a estaciones terrenas. La mayoría de la información recolectada debe desecharse debido al reducido tiempo visible de un satélite en movimiento y el limitado ancho de banda de transmisión. Enlaces ópticos pueden solucionar esta limitación ofreciendo multi-gigabit de ancho de banda. Sin embargo, el desempeño de un downlink laser está limitado por la turbulencia atmosférica, la cual induce variaciones en la intensidad y la fase de la señal recibida incrementando la probabilidad de error en los datos recibidos. En principio, un receptor basado en una apertura simple utilizando óptica adaptativa puede corregir las aberraciones de fase inducidas por la atmósfera, mejorando el canal de transmisión. Sin embargo, la eficiencia de los sistemas de óptica adaptativa tradicionales se ve seriamente reducida en situaciones de turbulencia fuerte. En tales escenarios, técnicas iterativas ofrecen mayor robustez, simplicidad de diseño e implementación, así como también facilidad de integración a un costo reducido. Desafortunadamente, dicha tecnología aún requiere demasiadas iteraciones para corregir la fase distorsionada, excediendo el tiempo de coherencia del frente de onda. Esta tesis propone una nueva técnica iterativa de óptica adaptativa capaz de reducir el tiempo de convergencia en escenarios de turbulencia fuerte. La técnica utiliza el diseño tradicional de los sistemas de corrección iterativos, agregando el uso de una imagen focal de intensidad para acelerar el proceso de corrección del campo distorsionado. En dicha técnica se combinan principios básicos de óptica de Fourier, procesamiento de imagen, y optimización cuadrática de la señal para corregir el frente de onda. De esta forma, la fase de los puntos focales de mayor intensidad (speckles) puede modificarse directamente y con ello maximizar de forma convexa la potencia acoplada en fibra. Los análisis numéricos demuestran robustez y un excelente desempeño en escenarios de turbulencia fuerte. Los resultados de laboratorio confirman que el moteado de intensidad puede utilizarse para acelerar la corrección iterativa. Esta técnica utiliza la mitad del ancho de banda requerido con la técnica tradicional, al mismo tiempo que ofrece suficiente ganancia y estabilidad de la señal para lograr enlaces ópticos con muy baja probabilidad de error. Al mismo tiempo, la técnica propuesta permite conocer con anticipación el número total de iteraciones y posibilita la administración bajo demanda del ancho de banda requerido en diferentes escenarios de turbulencia. Esta tesis ofrece una mirada diferente a los métodos iterativos, posibilitando el desarrollo de nuevos conceptos y contribuyendo al uso de soluciones iterativas en comunicaciones laser por espacio libre.Postprint (published version

Intensity-based adaptive optics with sequential optimization for laser communications

Wavefront distortions of optical waves propagating through the turbulent atmosphere are responsible for phase and amplitude fluctuations, causing random fading in the signal coupled into single-mode optical fibers. Wavefront aberrations can be confronted, in principle, with adaptive optics technology that compensates the incoming optical signal by the phase conjugation principle and mitigates the likeliness of fading. However, real-time adaptive optics requires phase wavefront measurements, which are generally difficult under typical propagation conditions for communication scenarios. As an alternative to the conventional adaptive optics approach, here, we discuss a novel phase-retrieval technique that indirectly determines the unknown phase wavefront from focal-plane intensity measurements. The adaptation approach is based on sequential optimization of the speckle pattern in the focal plane and works by iteratively updating the phases of individual speckles to maximize the received power. We found in our analysis that this technique can compensate the distorted phasefront and increase the signal coupled with a significant reduction in the required number of iterations, resulting in a loop bandwidth utilization well within the capacity of commercially available deformable mirrors.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

La Musa lúdica. Los caligramas de la Antología Palatina

El libro XV de la Antología Palatina ha conservado seis epigramas cuyos textos pretenden figurar determinados objetos, entre ellos, las alas de una estatuilla del dios Eros, un hacha de doble hoja, un huevo de ruiseñor, una siringa, y un par de altares sacrificiales. Esta pequeña compilación poética constituye el antecedente más antiguo dentro de la cultura occidental de lo que hoy se conoce en términos generales como poesía visual. En efecto, estos poemas tienen sus orígenes en el fructífero ambiente artístico y literario de Alejandría bajo el mecenazgo ptolemaico, hacia principios del s. III a. C., y abarcan, además, un arco de más de cinco siglos hasta llegar a la primera mitad de s. II d. C., en pleno Imperio Romano, cuyo gobierno se encuentra en manos de un nuevo mecenas de la cultura griega, el emperador Adriano. El objetivo de nuestro trabajo es hacer una presentación traducida y brevemente comentada de estos poemas figuras (conocidos como technopaígnia) con el fin de describir las características estilísticas, formales y temáticas propias del género. Nos proponemos además considerar como hipótesis la posibilidad de un diálogo metaliterario entre las composiciones de la colección. Ciertamente, estas formas poéticas, que en sus orígenes pretenden emular epigramas grabados sobre objetos votivos, poco a poco comienzan a abandonar sus pretensiones de verosimilitud para reivindicar finalmente y de manera explícita el carácter artificioso y lúdico del género

Evolutionary relationships, hybridization and diversification under domestication of the locoto chile (Capsicum pubescens) and its wild relatives

Patterns of genetic variation in crops are the result of multiple processes that have occurred during their domestication and improvement, and are influenced by their wild progenitors that often remain understudied. The locoto chile, Capsicum pubescens, is a crop grown mainly in mid-highlands of South-Central America. This species is not known from the wild and exists only as a cultigen. The evolutionary affinities and exact origin of C. pubescens have still not been elucidated, with hypotheses suggesting its genetic relatedness and origin to two wild putative ancestral Capsicum species from the Central Andes, C. eximium and C. cardenasii. In the current study, RAD-sequencing was applied to obtain genome-wide data for 48 individuals of C. pubescens and its wild allies representing different geographical areas. Bayesian, Maximum Likelihood and coalescent-based analytical approaches were used to reconstruct population genetic patterns and phylogenetic relationships of the studied species. The results revealed that C. pubescens forms a well-defined monotypic lineage closely related to wild C. cardenasii and C. eximium, and also to C. eshbaughii. The primary lineages associated with the diversification under domestication of C. pubescens were also identified. Although direct ancestor-descendant relationship could not be inferred within this group of taxa, hybridization events were detected between C. pubescens and both C. cardenasii and C. eximium. Therefore, although hybrid origin of C. pubescens could not be inferred, gene flow involving its wild siblings was shown to be an important factor contributing to its contemporary genetic diversity. The data allowed for the inference of the center of origin of C. pubescens in central-western Bolivia highlands and for better understanding of the dynamics of its gene pool. The results of this study are essential for germplasm conservation and breeding purposes, and provide excellent basis for further research of the locoto chile and its wild relatives

Experimental Study for the Stripping of PTFE Coatings on Al-Mg Substrates Using Dry Abrasive Materials

Polytetrafluoroethylene (PTFE) coatings are used in many applications and processing industries. With their use, they wear out and lose properties and must be replaced by new ones if the cost of the element so advises. There are different stripping techniques, but almost all of them are very difficult and require strict environmental controls. It is a challenge to approach the process through efficient and more sustainable techniques. In the present work, we have studied the stripping of PTFE coatings by projection with abrasives (1 step) as an alternative to carbonization + sandblasting procedures (2 steps). For this purpose, different types of abrasives have been selected: brown corundum, white corundum, glass microspheres, plastic particles, and a walnut shell. The tests were performed at pressures from 0.4 to 0.6 MPa on PTFE-coated aluminium substrates of EN AW-5182 H111 alloy. Stripping rates, surface roughness, and substrate hardness have been studied. Scanning electron microscopy (SEM) images of sandblasted specimens have also been obtained. All abrasives improved mechanical and surface properties in one-step vs. two-step processes. The abrasives of plastic and glass microspheres are the most appropriate for the one-step process, which increases the hardness and roughness level Ra in the substrate. Corundum abrasives enable the highest stripping rates

Efectos del entrenamiento de fuerza integrado dos veces por semana en jóvenes

La aptitud física es uno de los factores más importante para prevenir las enfermedades cardiovasculares La fuerza es uno de los componentes más influyentes sobre la aptitud física. Objetivo: Se estudió un grupo de 21 varones (V) y 11 mujeres (M) jóvenes, al cual se aplicó un programa de entrenamiento de fuerza integrado durante 7 semanas, con una frecuencia de 2 días semanales. Método: Se evaluó la fuerza máxima a través de una repetición máxima (1RM) en los ejercicios de press de banca (PB) y ¿ sentadilla (SEN). El entrenamiento consistió en aplicar intensidades del 45 al 90% y volúmenes de 10 a 18 repeticiones por ejercicio, saltos y pliometría. Resultados: Se encontraron diferencias significativas p< 0.01 pre y post entrenamiento, PB en V 57.9 + 7.2 vs 65 + 8.2 Kg; SEN en V 84.1 + 15.3 vs 101.1 + 16.1 Kg; PB en M 38.5 + 8.6 vs 47.4 + 6.7 Kg SEN en M 61.8 + 15.1 vs 80.3 + 13.7 Kg. Conclusión: El entrenamiento de dos veces a la semana con un programa de fuerza integrado, durante 7 semanas incrementa la fuerza en forma significativa en jóvenes sanos de ambos

Aplicaciones de gobierno móvil en Argentina: un estudio de usabilidad

Las aplicaciones de Gobierno Móvil se desarrollan en función de las necesidades y los objetivos de los usuarios que acceden a información y servicios de gobierno. El desarrollo de estas aplicaciones móviles puede ser exitoso al proporcionar una experiencia de usuario (UX) diseñada para satisfacer las expectativas de sus ciudadanos. Este trabajo, nos enfocamos en analizar aplicaciones móviles de Gobierno para identificar aspectos de usabilidad que permitan mejorar la UX. Con este objetivo, aplicamos la técnica Evaluación heurística a un conjunto de aplicaciones de Gobierno Móvil de Argentina. Como resultado de esta evaluación, identificamos algunos problemas que afectan de manera negativa a la experiencia de los ciudadanos al interactuar con dichas aplicaciones. En futuros trabajos, profundizaremos este análisis aplicando otras técnicas de evaluación de UX, así como también, diseñaremos soluciones específicas a los problemas identificados.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Revisiting the North Chile seismic gap segmentation using GPS-derived interseismic coupling

International audienceNo major earthquake occurred in North Chile since the 1877 M w 8.6 subduction earthquake that produced a huge tsunami. However, geodetic measurements conducted over the last decade in this area show that the upper plate is actually deforming, which reveals some degree of locking on the subduction interface. This accumulation of elastic deformation is likely to be released in a future earthquake. Because of the long elapsed time since 1877 and the rapid accumulation of deformation (thought to be 6–7 cm/yr), many consider this area is a mature seismic gap where a major earthquake is due and seismic hazard is high. We present a new Global Positioning System (GPS) velocity field, acquired between 2008 and 2012, that describes in some detail the interseismic deformation between 18°S and 24°S. We invert for coupling distribution on the Nazca-South America subduction interface using elastic modelling. Our measurements require that, at these latitudes, 10 to 12 mm yr−1 (i.e. 15 per cent of the whole convergence rate) are accommodated by the clockwise rotation of an Andean block bounded to the East by the subandean fold-and-thrust belt. This reduces the accumulation rate on the subduction interface to 56 mm yr−1 in this area. Coupling variations on the subduction interface both along-strike and along-dip are described. We find that the North Chile seismic gap is segmented in at least two highly locked segments bounded by narrow areas of weak coupling. This coupling segmentation is consistent with our knowledge of the historical ruptures and of the instrumental seismicity of the region. Intersegment zones (Iquique, Mejillones) correlate with high background seismic rate and local tectonic complexities on the upper or downgoing plates. The rupture of either the Paranal or the Loa segment alone could easily produce a Mw 8.0–8.3 rupture, and we propose that the Loa segment (from 22.5◦S to 20.8◦S) may be the one that ruptured in 1877

Aplicaciones de gobierno móvil en Argentina: un estudio de usabilidad

Las aplicaciones de Gobierno Móvil se desarrollan en función de las necesidades y los objetivos de los usuarios que acceden a información y servicios de gobierno. El desarrollo de estas aplicaciones móviles puede ser exitoso al proporcionar una experiencia de usuario (UX) diseñada para satisfacer las expectativas de sus ciudadanos. Este trabajo, nos enfocamos en analizar aplicaciones móviles de Gobierno para identificar aspectos de usabilidad que permitan mejorar la UX. Con este objetivo, aplicamos la técnica Evaluación heurística a un conjunto de aplicaciones de Gobierno Móvil de Argentina. Como resultado de esta evaluación, identificamos algunos problemas que afectan de manera negativa a la experiencia de los ciudadanos al interactuar con dichas aplicaciones. En futuros trabajos, profundizaremos este análisis aplicando otras técnicas de evaluación de UX, así como también, diseñaremos soluciones específicas a los problemas identificados.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Aplicaciones de gobierno móvil en Argentina: un estudio de usabilidad

Las aplicaciones de Gobierno Móvil se desarrollan en función de las necesidades y los objetivos de los usuarios que acceden a información y servicios de gobierno. El desarrollo de estas aplicaciones móviles puede ser exitoso al proporcionar una experiencia de usuario (UX) diseñada para satisfacer las expectativas de sus ciudadanos. Este trabajo, nos enfocamos en analizar aplicaciones móviles de Gobierno para identificar aspectos de usabilidad que permitan mejorar la UX. Con este objetivo, aplicamos la técnica Evaluación heurística a un conjunto de aplicaciones de Gobierno Móvil de Argentina. Como resultado de esta evaluación, identificamos algunos problemas que afectan de manera negativa a la experiencia de los ciudadanos al interactuar con dichas aplicaciones. En futuros trabajos, profundizaremos este análisis aplicando otras técnicas de evaluación de UX, así como también, diseñaremos soluciones específicas a los problemas identificados.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ