Diffuse reflectance spectroscopy-enhanced drill for bone boundary detection

Intramedullary nailing is a routine orthopedic procedure used for treating fractures of femoral or tibial shafts. A critical part of this procedure involves the drilling of pilot holes in both ends of the bone for the placement of the screws that will secure the IM rod to sections of the fractured bone. This step introduces a risk of soft tissue damage because the drill bit, if not stopped in time, can transverse the bone-tissue boundary into the overlying muscle, causing unnecessary injury and prolonging healing time due to periosteum damage. In this respect, detecting the bone-tissue boundary before break-through can reduce the risks and complications associated with intramedullary nailing. Hence, in the present study, a two-wavelength diffuse reflectance spectroscopy technique was integrated into a surgical drill to optically detect bone-tissue boundary and automatically trigger the drill to stop. Furthermore, Monte-Carlo simulations were used to estimate the maximum distance from within the bone at which the bone-tissue boundary could be detected using DRS. The simulation results estimated that the detection distance, termed the “look-ahead-distance” was ∼1.5 mm for 1.3 mm source-detector fiber separation. Experimental measurements with 1.3 mm source-detector fiber separation showed that the look-ahead-distance was in the order of 250 µm in experiments with set drill rate and in the range of 1 mm in experiments where the holes were drilled by hand. Despite this difference, the automated DRS enhanced drill successfully detected the approaching bone tissue boundary when tested on samples of bovine femur and muscle tissue

Six-beam homodyne laser Doppler vibrometry based on silicon photonics technology

This paper describes an integrated six-beam homodyne laser Doppler vibrometry (LDV) system based on a silicon-on-insulator (SOI) full platform technology, with on-chip photo-diodes and phase modulators. Electronics and optics are also implemented around the integrated photonic circuit (PIC) to enable a simultaneous six-beam measurement. Measurement of a propagating guided elastic wave in an aluminum plate (speed ≈≈ 909 m/s @ 61.5 kHz) is demonstrated

Pluggable single-mode fiber-array-to-pic coupling using micro-lenses

Single-mode optical coupling between fiber and photonic integrated circuit (PIC) requires precision alignment and bonding, and significantly adds to the cost of photonic packaging. This article describes how a pair of micro-lens arrays-one on the Si-PIC and the other on the fiber-array-can be used to achieve fiber-to-PIC grating-coupling with an insertion-loss of 1.7 dB (i.e., a coupling efficiency of 68%) at 1300 nm, and a 1 dB alignment tolerance of +/- 30 mu m. Such relaxed tolerances allow for a "pluggable" connector to have a make-break insertion-loss reproducibility of 0.2 dB (one standard deviation)

Speckle mitigation in laser Doppler vibrometry based on a compact silicon photonics chip

A compact six-beam homodyne laser Doppler vibrometry (LDV) system is realized based on a silicon-on-insulator (SOI) photonic integrated circuit. We demonstrate a speckle mitigation method by averaging signals from the six channels

Non-invasive cardiovascular disease assessment with miniaturized multi-beam laser Doppler vibrometry

A miniaturized 2×6-beam laser Doppler vibrometry sensor for non-invasive detection of cardiovascular disease is demonstrated. The pulse wave velocity is retrieved from preliminary experiments both on phantoms and on human subjects

Death and the Societies of Late Antiquity

Ce volume bilingue, comprenant un ensemble de 28 contributions disponibles en français et en anglais (dans leur version longue ou abrégée), propose d’établir un état des lieux des réflexions, recherches et études conduites sur le fait funéraire à l’époque tardo-antique au sein des provinces de l’Empire romain et sur leurs régions limitrophes, afin d’ouvrir de nouvelles perspectives sur ses évolutions possibles. Au cours des trois dernières décennies, les transformations considérables des méthodologies déployées sur le terrain et en laboratoire ont permis un renouveau des questionnements sur les populations et les pratiques funéraires de l’Antiquité tardive, période marquée par de multiples changements politiques, sociaux, démographiques et culturels. L’apparition de ce qui a été initialement désigné comme une « Anthropologie de terrain », qui fut le début de la démarche archéothanatologique, puis le récent développement d’approches collaboratives entre des domaines scientifiques divers (archéothanatologie, biochimie et géochimie, génétique, histoire, épigraphie par exemple) ont été décisives pour le renouvellement des problématiques d’étude : révision d’anciens concepts comme apparition d’axes d’analyse inédits. Les recherches rassemblées dans cet ouvrage sont articulées autour de quatre grands thèmes : l’évolution des pratiques funéraires dans le temps, l’identité sociale dans la mort, les ensembles funéraires en transformation (organisation et topographie) et les territoires de l’empire (du cœur aux marges). Ces études proposent un réexamen et une révision des données, tant anthropologiques qu’archéologiques ou historiques sur l’Antiquité tardive, et révèlent, à cet égard, une mosaïque de paysages politiques, sociaux et culturels singulièrement riches et complexes. Elles accroissent nos connaissances sur le traitement des défunts, l’emplacement des aires funéraires ou encore la structure des sépultures, en révélant une diversité de pratiques, et permettent au final de relancer la réflexion sur la manière dont les sociétés tardo-antiques envisagent la mort et sur les éléments permettant d’identifier et de définir la diversité des groupes qui les composent. Elles démontrent ce faisant que nous pouvons véritablement appréhender les structures culturelles et sociales des communautés anciennes et leurs potentielles transformations, à partir de l’étude des pratiques funéraires.This bilingual volume proposes to draw up an assessment of the recent research conducted on funerary behavior during Late Antiquity in the provinces of the Roman Empire and on their borders, in order to open new perspectives on its possible developments. The considerable transformations of the methodologies have raised the need for a renewal of the questions on the funerary practices during Late Antiquity, a period marked by multiple political, social, demographic and cultural changes. The emergence field anthropology, which was the beginning of archaeothanatology, and then the recent development of collaborative approaches between various scientific fields (archaeothanatology, biochemistry and geochemistry, genetics, history, epigraphy, for example), have been decisive. The research collected in this book is structured around four main themes: Evolution of funerary practices over time; Social identity through death; Changing burial grounds (organisation and topography); Territories of the Empire (from the heart to the margins). These studies propose a review and a revision of the data, both anthropological and archaeological or historical on Late Antiquity, and reveal a mosaic of political, social, and cultural landscapes singularly rich and complex. In doing so, they demonstrate that we can truly understand the cultural and social structures of ancient communities and their potential transformations, based on the study of funerary practices

Design and characterisation of plasmonic nanoantennas for cooled infrared photodetection

L’imagerie infrarouge refroidie est portée par une demande forte pour des applications dans les secteurs militaire, industriel et spatial. Les enjeux actuels de ce marché sont le fonctionnement à haute température et la fonctionnalisation spectrale des détecteurs.Ces enjeux peuvent être adressés grâce à l’utilisation de résonateurs optiques et leur faculté à concentrer le champ électromagnétique. Ce travail de thèse montre comment des résonateurs plasmoniques peuvent être intégrés dans la filière HgCdTe.La théorie temporelle des modes couplés a été utilisée, de manière analytique, pour optimiser à travers la condition de couplage critique, l’absorption dans un résonateur plasmonique chargé par un semiconducteur. La conception d’une photodiode HgCdTe ultramince plasmonique est ensuite détaillée. Elle repose sur l’utilisation d’un mode optique résultant du couplage entre un mode plasmon de surface et un mode gap plasmon de cavitéThe market for cooled infrared imaging technologies is growing fast due to a range of applications covering military, commercial and space. Current research for innovative systems focuses on high operating temperature and multispectral detectors.To achieve these aims, optical resonators can be used to concentrate electromagnetic fields in thin absorbing media. This thesis investigates the possibility of using plasmonic resonators for HgCdTe photodetection.Temporal coupled-mode theory is used to optimise analytically the absorption in a plasmonic resonator incorporating an absorbing semiconductor subject to the critical coupling condition. A design of a thin plasmonic HgCdTe diode is then described. This includes a hybrid plasmonic mode arising from the coupling between a surface plasmon and a cavity gap-plasmon mod

Conception et caractérisation de nanoantennes plasmoniques pour la photodétection infrarouge refroidie

The market for cooled infrared imaging technologies is growing fast due to a range of applications covering military, commercial and space. Current research for innovative systems focuses on high operating temperature and multispectral detectors.To achieve these aims, optical resonators can be used to concentrate electromagnetic fields in thin absorbing media. This thesis investigates the possibility of using plasmonic resonators for HgCdTe photodetection.Temporal coupled-mode theory is used to optimise analytically the absorption in a plasmonic resonator incorporating an absorbing semiconductor subject to the critical coupling condition. A design of a thin plasmonic HgCdTe diode is then described. This includes a hybrid plasmonic mode arising from the coupling between a surface plasmon and a cavity gap-plasmon modeL’imagerie infrarouge refroidie est portée par une demande forte pour des applications dans les secteurs militaire, industriel et spatial. Les enjeux actuels de ce marché sont le fonctionnement à haute température et la fonctionnalisation spectrale des détecteurs.Ces enjeux peuvent être adressés grâce à l’utilisation de résonateurs optiques et leur faculté à concentrer le champ électromagnétique. Ce travail de thèse montre comment des résonateurs plasmoniques peuvent être intégrés dans la filière HgCdTe.La théorie temporelle des modes couplés a été utilisée, de manière analytique, pour optimiser à travers la condition de couplage critique, l’absorption dans un résonateur plasmonique chargé par un semiconducteur. La conception d’une photodiode HgCdTe ultramince plasmonique est ensuite détaillée. Elle repose sur l’utilisation d’un mode optique résultant du couplage entre un mode plasmon de surface et un mode gap plasmon de cavit

Sant’Appianu de Sagone (Vico, Corse-du-Sud)

International audienc

Sant’Appianu de Sagone (Vico, Corse-du-Sud)

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