Light-Responsive Bilayer Cell Culture Platform for Reversible Cell Guidance

publishedVersionPeer reviewe

Fabrication and characterization of vacuum deposited fluorescein thin films

Simple vacuum evaporation technique for deposition of dyes on various solid surfaces has been developed. The method is compatible with conventional solvent-free nanofabrication processing enabling fabrication of nanoscale optoelectronic devices. Thin films of fluorescein were deposited on glass, fluorine-tin-oxide (FTO) coated glass with and without atomically layer deposited (ALD) nanocrystalline 20 nm thick anatase TiO2 coating. Surface topology, absorption and emission spectra of the films depends on their thickness and the material of supporting substrate. On a smooth glass surface the dye initially formes islands before merging into a uniform layer after 5 to 10 monolayers. On FTO covered glass the absorption spectra are similar to fluorescein solution in ethanol. Absorption spectra on ALD-TiO2 is red shifted compared to the film deposited on bare FTO. The corresponding emission spectra at {\lambda} = 458 nm excitation show various thickness and substrate dependent features, while the emission of films deposited on TiO2 is quenched due to the effective electron transfer to the semiconductor conduction band.Comment: 24 pages including 5 figure

Pitkän kantaman hyperspektrinen lidar kohteen tunnistamiseen

Hyperspectral lidar measures remotely backscattered spectrum of an actively illuminated target. The unique spectra of different materials enable remote target recognition. Broadband illumination is carried out with supercontinuum (SC) lasers. Operation distance of published lidar prototypes has been very limited, mainly due to the use of commercially available low power photonic crystal fiber (PCF) SC lasers. A hyperspectral lidar was developed in this work. Long operation distance was reached with the use of high power SC light source, built and characterised in this work. The averaged optical power of the source is 16 W for wavelength band 1000 - 2300 nm and M2 factor of the beam was 2. Lens and mirror-based optics were tested for transmitting the SC. Back-scattered light was collected with a reflective telescope to a optical fiber, connected to commercial grating spectrometer. Optimization of the transmitter and receiver for varying distances was automated with motorized translation stages. Computer controlled scanner and integrated rangefinder enabled hyperspectral imaging. The instrument was tested in laboratory and field conditions during 2013. Reflection spectra of numerous civil and military targets were measured from varying distances up to 1.5 km. Measurement results show promise for the instrument to be used in target recognition. Ideas for further development are discussed.Hyperspektrinen lidar mittaa etäältä laajakaistaisesti valaistusta kohteesta heijastuneen spektrin. Eri materiaalien ominaiset spektrit mahdollistavat kohteentunnistuksen. Laajakaistainen valaisu tehdään superjatkumolaserilla. Julkaistujen hyperspektristen lidarien prototyyppien toimintaetäisyys on ollut rajoittunut, sillä niissä on käytetty kaupallisesti saatavia matalaenergisiä fotonikidekuituihin perustuvia superjatkumolaservalolähteitä. Tässä työssä kehitettiin hyperspektrinen lidar. Pitkän kantaman mahdollisti tässä työssä rakennettu ja karakterisoitu korkeatehoinen superjatkumolaservalolähde. Lähteen keskiarvoistettu optinen teho on 16 W, jakautuneena aallonpituuskaistalle 1050 - 2250 nm ja säteen etenemistä kuvaava M2 kerroin oli 2. Superjatkumon lähetinoptiikaksi testattiin sekä linssi, että peilipohjaista ratkaisua. Takaisin sironnut valo kerättiin peiliteleskoopilla valokuituun, jolla se kytkettiin kaupalliseen hilaspektrometriin. Lähetin- ja vastaanotinoptiikan optimointi eri etäisyyksille automatisoitiin kahdella motorisoidulla siirtoasemalla. Tietokoneohjattu skannerin ja integroitu laseretäisyysmittari mahdollistivat hyperspektraalisen kuvantamisen. Kehitettyä laitteistoa testattiin laboratoriotiloissa, sekä kentällä vuoden 2013 aikana. Heijastuspektrejä ja hyperspektrisiä kuutioita mitattiin useista siviili- sekä sotilaskohteista eri etäisyyksiltä, 1.5 km asti. Saadut tulokset ovat lupaavia laitteiston soveltamiseen aktiivisessa kohteentunnistuksessa. Edelleen kehityksen mahdollisuuksia on pohdittu

Web-sovelluksen IT-arkkitehtuurin skaalautuvuuden ja saavutettavuuden systeemidynaaminen mallintaminen

In this thesis a system dynamics model for the capacity of a web application utilizing multi-layer architecture was implemented. Methods for incorporating modelling and simulations as part of the web application life cycle were also presented. The aim of integrating modelling and simulations into the life cycle is to be able to take into consideration the effects of various scenarios and architectural choices already in the early stages of the life cycle of the application. Finally the implemented model was used in simulations where the modelled web application was simulated to be under abnormal load. The method used in the modelling and simulations is based on system dynamics which makes it possible to incorporate numeric data, qualitative information and expert knowledge into the model. System dynamics modelling and simulation is especially well suited for performance analysis of application architectures and evaluating long term effects of architectural choices because it can take into consideration the internal structure of the system and its internal dependencies. The purpose of the implemented model is to provide a holistic view of the functionality of the system, its internal processes and the dependencies between them.Työssä toteutettiin systeemidynaaminen ennustemalli kerrosarkkitehtuuria noudattavan web-sovelluksen kapasiteetille. Lisäksi esiteltiin menetelmiä, joiden avulla mallintaminen ja simuloinnit voidaan integroida osaksi web-sovelluksen elinkaarenhallintaa siten, että erilaiset skenaariot ja arkkitehtuurivalintojen vaikutukset voidaan ottaa huomioon järjestelmän elinkaaren hallinnassa jo riittävän aikaisessa vaiheessa. Lopuksi kehitettyä mallia hyödynnettiin simuloinneissa, joissa järjestelmän toimintaa simuloitiin epänormaalien kuormitusolosuhteiden alaisena. Mallinnuksessa ja simuloinneissa käytetty menetelmä perustuu systeemidynaamiseen mallintamiseen joka mahdollistaa numeerisen datan, kvalitatiivisen informaation ja asiantuntijaosaamisen sisällyttämisen samaan malliin. Lisäksi systeemidynaaminen mallintaminen ja simulointi soveltuvat hyvin sovellusarkkitehtuurien suorituskykyanalyysien tekemiseen ja arkkitehtuurivalintojen pitkän aikavälin evaluointiin, koska se kykenee huomioimaan järjestelmän rakenteen ja sisäiset riippuvuudet. Työssä luodun mallin tarkoituksena onkin antaa kokonaisvaltainen näkemys koko järjestelmän toimivuudesta, sen sisäisistä prosesseista ja näiden välisistä riippuvuuksista sekä näin pyrkiä parantamaan arkkitehtuurin hallintaa