Nanofiber-based optical trapping of cold neutral atoms

We present experimental techniques and results related to the optimization and characterization of our nanofiber-based atom trap [Vetsch et al., Phys. Rev. Lett. 104, 203603 (2010)]. The atoms are confined in an optical lattice which is created using a two-color evanescent field surrounding the optical nanofiber. For this purpose, the polarization state of the trapping light fields has to be properly adjusted. We demonstrate that this can be accomplished by analyzing the light scattered by the nanofiber. Furthermore, we show that loading the nanofiber trap from a magneto-optical trap leads to sub-Doppler temperatures of the trapped atomic ensemble and yields a sub-Poissonian distribution of the number of trapped atoms per trapping site

How to decompress the Pressure - The moderating Effect of IT Flexibility on the negative Impact of Governmental Pressure on Business Agility

In times of digital transformation banks need to behave agile and increase their speed in IT. At the same time, they are bound by an increasing number of regulatory rules at an increasing pace that force them to act carefully. Since governments frequently introduce new regulatory terms, especially in the finance sector, regulation is a changing phenomenon itself, which forces banks to adjust and change their systems constantly. To manage these challenges, we argue that successful businesses need to have a flexible IT architecture in place. This should enable them to update and reconfigure their systems in a cost effective and prompt manner. By doing this, they should be able to compensate for the regulatory pressure and remain agile. Based on an analysis of 119 survey results, we find that business agility is indeed lower for higher regulatory pressure and that this effect is mitigated by a flexible IT

Herstellung und Eigenschaften von Oberflächenwellen-Strukturen in Cu-Damaszentechnologie

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit stehen Bauelemente, die auf der Basis von sog. akustischen Oberflächenwellen, in der Fachsprache üblicherweise mit dem Begriff SAW (surface acoustic wave) bezeichnet, arbeiten. In den vergangenen ca. 40 Jahren haben SAW-Bauelemente einen außerordentlich starken Aufschwung erlebt. Den Beginn markierte ein neuartiger Zwischenfrequenz-Filter für Fernsehgeräte am Ende der 1960er Jahre. Heute finden sich unterschiedliche Arten dieser Bauelemente in nahezu jedem Bereich unseres täglichen Lebens wieder. Als Beispiele können hier allgemein die draht-, funk- und fasergestützte Daten- und Signalübertragung und im Speziellen Mobil- und Schnurlostelefone oder Fernbedienungen genannt werden. Inzwischen sind auch neue Anwendungen in der Sensorik sowie der Identifikationstechnik hinzugekommen. Es gibt für SAW-Bauelemente eine Entwicklung hin zu höheren Arbeitsfrequenzen, steigenden Leistungen, erhöhter Zuverlässigkeit, weiterer Miniaturisierung und zunehmender Modulintegration, wobei alle Anforderungen bei gleichzeitig sinkenden Herstellungskosten realisiert werden müssen. Dabei zeichnet sich ab, dass mit den herkömmlichen Herstellungstechnologien nicht alle Bedürnisse erfüllt werden können. So ist z.B. die Lift-off-Technik, mit der ein Großteil der Bauelemente hergestellt wird, nicht auf beliebig kleine Strukturen anwendbar. Eine Alternative bildet die sog. Damaszentechnologie, die auch zur Herstellung modernster Mikroprozessoren eingesetzt wird. Dabei werden die Metallelektroden anstatt auf dem Substrat aufzuliegen, in das Substrat eingelassen, woraus sich für zukünftige SAWBauelemente Vorteile ergeben können, wie z.B. eine erhöhte Leistungsbeständigkeit, kostengünstige Abscheideverfahren, eine Reduktion der Strukturgrößen und eine planare Oberfläche. Das Ziel der vorliegenden Arbeit liegt darin, die Damaszentechnologie erstmalig auf SAW-Strukturen anzuwenden und mit den Vorteilen der Cu-Technologie zu kombinieren. Als inhaltliche Schwerpunkte wurden die Herstellung von Demonstratorbauelementen und die Bewertung der Prozessschritte, die Eigenschaftsbestimmung der Strukturen sowie deren Schädigungsverhalten bei Leistungsbelastung definiert

Analyse der intrafraktionellen Bewegung während der Bestrahlung von Brustkrebs mittels optischer Methoden

Die intrafraktionelle Bewegung ist ein relevantes Thema in der modernen Strahlentherapie. Bisher gibt es nur wenige Daten über den zeitlichen Verlauf und das Ausmaß der intrafraktionellen Bewegung bei Brustkrebs-Patientinnen. Ein Oberflächen-Scanverfahren mit sichtbarem Licht in Echtzeit bietet neuerdings die Möglichkeit, die Bewegungen der Patienten im dreidimensionalen Raum ohne zusätzliche Strahlenbelastung zu überwachen. Ziel der vorliegenden Studie war es, die Unsicherheiten einer möglichen intrafraktionellen Bewegung während der Bestrahlung der Brust zu quantifizieren. 104 Patienten, die nach einer brusterhaltenden Operation oder Mastektomie eine postoperative Strahlentherapie erhielten, wurden im Rahmen dieser prospektiven Studie während 2028 Bestrahlungssitzungen evaluiert. Während jeder Behandlungssitzung wurde die Bewegung der Patienten mit dem optischen Oberflächenscanner CatalystTM (Firma C-RAD AB, Schweden) kontinuierlich gemessen und mit einem zu Beginn jeder Sitzung aufgenommenen Referenzscan verglichen. Das Catalyst-System arbeitet mittels einer optischen Oberflächenabtastung mit LED-Licht (blau: λ = 450 nm) und einer CCD-Kamera (grün: λ = 528 nm; rot: λ = 624 nm), die eine Positionskontrolle während der Behandlung ermöglicht. Für die 3D-Oberflächenrekonstruktion verwendet das System einen Algorithmus für nicht starre Körper, um den Abstand zwischen der Oberfläche und dem Isozentrum nach dem Prinzip der optischen Triangulation zu berechnen. Dreidimensionale Abweichungen und relative Positionsdifferenzen über den gesamten Behandlungszeitraum wurden vom System erfasst, in Folge weiterverarbeitet und statistisch ausgewertet. Insgesamt ergab die maximale Amplitude des Abweichungsvektors (bezogen auf ein definiertes Isozentrum) während des gesamten Beobachtungszeitraums einen Mittelwert von 1,93 mm ± 1,14 mm (Standardabweichung [SD]) (95%-Konfidenzintervall: [0,48 - 4,65] mm) und einen mittleren Wert von 1,63 mm während der reinen Dosisanwendung (nur Beam-on-Zeit). Entlang der longitudinalen und lateralen Achse waren die Veränderungen relativ ähnlich (0,18 mm ± 1,06 mm vs. 0,17 mm ± 1,32 mm), auf der vertikalen Achse betrug die mittlere Änderung 0,68 mm ± 1,53 mm. Die mittlere Bestrahlungszeit je Sitzung betrug 154 ± 53 (SD) Sekunden. Basierend auf weiterführenden statistischen Tests, waren die Ergebnisse der t-Tests zur Analyse der mittleren Abweichungen im Vergleich zu einem Wert von Null, für alle drei räumliche Achsen (lateral, longitudinal und vertikal) statistisch signifikant (p<0,01). Dies bedeutet, dass ein Drift des Isozentrums während der Behandlung entlang aller Achsen deutlich größer als Null vorliegt. In der Post-Hoc-Analyse gab es jedoch keine Ähnlichkeiten zwischen zwei der drei möglichen Raumachsen. Zusammenfassend lässt sich schlussfolgern, dass das optische Oberflächenscan-System ein präzises, nicht-invasives und einfach zu benutzendes Werkzeug für das Echtzeit-Bewegungsmanagement in der Strahlentherapie von Brustkrebs darstellt. Die intrafraktionelle Bewegung lag letztlich innerhalb von fünf Millimetern in alle Richtungen. Daher scheint die intrafraktionelle Bewegung in unserer Serie von 2028 Behandlungssitzungen von geringer klinischer Relevanz für die postoperative Strahlentherapie bei Brustkrebs zu sein

Analyse der intrafraktionellen Bewegung während der Bestrahlung von Brustkrebs mittels optischer Methoden

Die intrafraktionelle Bewegung ist ein relevantes Thema in der modernen Strahlentherapie. Bisher gibt es nur wenige Daten über den zeitlichen Verlauf und das Ausmaß der intrafraktionellen Bewegung bei Brustkrebs-Patientinnen. Ein Oberflächen-Scanverfahren mit sichtbarem Licht in Echtzeit bietet neuerdings die Möglichkeit, die Bewegungen der Patienten im dreidimensionalen Raum ohne zusätzliche Strahlenbelastung zu überwachen. Ziel der vorliegenden Studie war es, die Unsicherheiten einer möglichen intrafraktionellen Bewegung während der Bestrahlung der Brust zu quantifizieren. 104 Patienten, die nach einer brusterhaltenden Operation oder Mastektomie eine postoperative Strahlentherapie erhielten, wurden im Rahmen dieser prospektiven Studie während 2028 Bestrahlungssitzungen evaluiert. Während jeder Behandlungssitzung wurde die Bewegung der Patienten mit dem optischen Oberflächenscanner CatalystTM (Firma C-RAD AB, Schweden) kontinuierlich gemessen und mit einem zu Beginn jeder Sitzung aufgenommenen Referenzscan verglichen. Das Catalyst-System arbeitet mittels einer optischen Oberflächenabtastung mit LED-Licht (blau: λ = 450 nm) und einer CCD-Kamera (grün: λ = 528 nm; rot: λ = 624 nm), die eine Positionskontrolle während der Behandlung ermöglicht. Für die 3D-Oberflächenrekonstruktion verwendet das System einen Algorithmus für nicht starre Körper, um den Abstand zwischen der Oberfläche und dem Isozentrum nach dem Prinzip der optischen Triangulation zu berechnen. Dreidimensionale Abweichungen und relative Positionsdifferenzen über den gesamten Behandlungszeitraum wurden vom System erfasst, in Folge weiterverarbeitet und statistisch ausgewertet. Insgesamt ergab die maximale Amplitude des Abweichungsvektors (bezogen auf ein definiertes Isozentrum) während des gesamten Beobachtungszeitraums einen Mittelwert von 1,93 mm ± 1,14 mm (Standardabweichung [SD]) (95%-Konfidenzintervall: [0,48 - 4,65] mm) und einen mittleren Wert von 1,63 mm während der reinen Dosisanwendung (nur Beam-on-Zeit). Entlang der longitudinalen und lateralen Achse waren die Veränderungen relativ ähnlich (0,18 mm ± 1,06 mm vs. 0,17 mm ± 1,32 mm), auf der vertikalen Achse betrug die mittlere Änderung 0,68 mm ± 1,53 mm. Die mittlere Bestrahlungszeit je Sitzung betrug 154 ± 53 (SD) Sekunden. Basierend auf weiterführenden statistischen Tests, waren die Ergebnisse der t-Tests zur Analyse der mittleren Abweichungen im Vergleich zu einem Wert von Null, für alle drei räumliche Achsen (lateral, longitudinal und vertikal) statistisch signifikant (p<0,01). Dies bedeutet, dass ein Drift des Isozentrums während der Behandlung entlang aller Achsen deutlich größer als Null vorliegt. In der Post-Hoc-Analyse gab es jedoch keine Ähnlichkeiten zwischen zwei der drei möglichen Raumachsen. Zusammenfassend lässt sich schlussfolgern, dass das optische Oberflächenscan-System ein präzises, nicht-invasives und einfach zu benutzendes Werkzeug für das Echtzeit-Bewegungsmanagement in der Strahlentherapie von Brustkrebs darstellt. Die intrafraktionelle Bewegung lag letztlich innerhalb von fünf Millimetern in alle Richtungen. Daher scheint die intrafraktionelle Bewegung in unserer Serie von 2028 Behandlungssitzungen von geringer klinischer Relevanz für die postoperative Strahlentherapie bei Brustkrebs zu sein

Concept of a bonding technology for dies below 150 micrometers

Due to rising demand for electrically contacted bare dies, bonding rates are to be increased. Technically, however, current bonding processes are almost at their limit. The use of continuous and consistent kinematics of the carrier substrate which allows no mechanical forces during die transfer is made possible by an optically induced, contactless transfer of the dies. The transfer can be triggered with an 8 ns laser impulse at a wavelength of 1064 nm, which detaches dies from a glass wafer and attaches them onto a carrier substrate

Nanofiber-Based Double-Helix Dipole Trap for Cold Neutral Atoms

A double-helix optical trapping potential for cold atoms can be straightforwardly created inside the evanescent field of an optical nanofiber. It suffices to send three circularly polarized light fields through the nanofiber; two counterpropagating and far red-detuned with respect to the atomic transition and the third far blue-detuned. Assuming realistic experimental parameters, the transverse confinement of the resulting potential allows one to reach the one-dimensional regime with cesium atoms for temperatures of several \muK. Moreover, by locally varying the nanofiber diameter, the radius and pitch of the double-helix can be modulated, thereby opening a realm of applications in cold-atom physics.Comment: 9 pages, 4 figure

Performance Of Industrial Gas turbines

TutorialIndustrial gas turbines have performance characteristics that distinctly depend on ambient and operating conditions. Application of these gas turbines, as well as the control and condition monitoring, require to consider the influence of site elevation, ambient temperature and relative humidity, the speed of the driven equipment, the fuel, and the load conditions. The reasons for these performance characteristics can be explained by the behavior the gas turbine components and their interaction. The tutorial explains the performance characteristics based on the performance of the engine compressor, the combustor and the turbine section, and certain control strategies. It introduces fundamental concepts that help to understand the flow of energy between the components. Further discussed are control concepts, both for single shaft and two shaft machines, driving generators, compressors, or pumps. Methods are introduced that allow to use performance data for trending and comparison purposes. The impact of component degradation on individual component performance, as well as overall engine performance is discussed, together with strategies to reduce the impact of degradation

Discovery of a natural CO2 seep in the German North Sea: implications for shallow dissolved gas and seep detection

A natural carbon dioxide (CO2) seep was discovered during an expedition to the southern German North Sea (October 2008). Elevated CO2 levels of ∼10–20 times above background were detected in seawater above a natural salt dome ∼30 km north of the East-Frisian Island Juist. A single elevated value 53 times higher than background was measured, indicating a possible CO2 point source from the seafloor. Measured pH values of around 6.8 support modeled pH values for the observed high CO2 concentration. These results are presented in the context of CO2 seepage detection, in light of proposed subsurface CO2 sequestering and growing concern of ocean acidification. We explore the boundary conditions of CO2 bubble and plume seepage and potential flux paths to the atmosphere. Shallow bubble release experiments conducted in a lake combined with discrete-bubble modeling suggest that shallow CO2 outgassing will be difficult to detect as bubbles dissolve very rapidly (within meters). Bubble-plume modeling further shows that a CO2 plume will lose buoyancy quickly because of rapid bubble dissolution while the newly CO2-enriched water tends to sink toward the seabed. Results suggest that released CO2 will tend to stay near the bottom in shallow systems (<200 m) and will vent to the atmosphere only during deep water convection (water column turnover). While isotope signatures point to a biogenic source, the exact origin is inconclusive because of dilution. This site could serve as a natural laboratory to further study the effects of carbon sequestration below the seafloor