Visual Analysis of Engineers' Biographies and Engineering Branches

The Prosopographic Database of German Engineers 1825–1970 contains a multitude of biographical information. Given a set of research interests by collaborating historians, this paper discusses the steps undertaken (1) to extract engineering subjects from unstructured text entries in the database accompanied with geospatial and temporal information, (2) to adapt existing visual representations to facilitate exploratory analyses, and (3) to design a visual interface to support the interactive composition of engineering branches from engineering subjects to enable the comparative analysis of geospatial-temporal developments in engineering. Usage scenarios outline the benefit of the proposed visualizations for modern prosopography research

Spontaneous emission noise resilience of coupled nanolasers

We investigate the spontaneous emission noise resilience of the phase-locked operation of two delay-coupled nanolasers. The system is modeled by semi-classical Maxwell–Bloch rate equations with stochastic Langevin-type noise sources. Our results reveal that a polarization dephasing time of two to three times the cavity photon lifetime maximizes the system’s ability to remain phase-locked in the presence of noise-induced perturbations. The Langevin noise term is caused by spontaneous emission processes which change both the intensity auto-correlation properties of the solitary lasers and the coupled system. In an experimental setup, these quantities are measurable and can be directly compared to our numerical data. The strong parameter dependence of the noise tolerance that we find may show possible routes for the design of robust on-chip integrated networks of nanolasers

Explorative Visual Analysis of Rap Music

Detecting references and similarities in music lyrics can be a difficult task. Crowdsourced knowledge platforms such as Genius. can help in this process through user-annotated information about the artist and the song but fail to include visualizations to help users find similarities and structures on a higher and more abstract level. We propose a prototype to compute similarities between rap artists based on word embedding of their lyrics crawled from Genius. Furthermore, the artists and their lyrics can be analyzed using an explorative visualization system applying multiple visualization methods to support domain-specific tasks

Analysing ICA components by injecting noise

Usually, noise is considered to be destructive. We present a new method that constructively injects noise to assess the reliability and the group structure of empirical ICA components. Simulations show that the true root-mean squared angle distances between the real sources and some source estimates can be approximated by our method. In a toy experiment, we see that we are also able to reveal the underlying group structure of extracted ICA components. Furthermore, an experiment with fetal ECG data demonstrates that our approach is useful for exploratory data analysis of real-world data. 1

Verbundhologramme in der digitalholografischen Mikroskopie

Die digitale Holografie bietet gegenüber der konventionellen Holografie die Vorteile einer einfacheren Handhabung und Auswertung holografischer Aufnahmen durch die Anwendung der Rechentechnik. Desweiteren bietet der Einsatz von Digitalkameras die Möglichkeit der Aufnahme von zeitlichen Prozessen in einem holografischen Aufbau. Im Allgemeinen ist der Informationsgehalt von Digitalhologrammen trotz der verminderten Auflösung sehr komplex (holografische Videos enthalten 4 Dimensionen: x,y,z und Zeit). Dies macht die Auswertung insbesondere bei kleinen, fast punktförmigen Untersuchungsobjekten sehr aufwändig. In diesem Beitrag demonstrieren wir die Auswertung eines Partikelstroms in einem mikrofluidischen Kanalsystem sowie von frei beweglichen Einzellern. Es werden verschiedene Ansätze zur Extraktion der interessierenden Informationsbestandteile (z.B. Positionen, Bewegungsbahnen, Geschwindigkeiten, Einschätzung des Langzeitverhaltens) vorgestellt. Im Zentrum der Diskussion steht dabei das Konzept der Verbundhologramme, d.h. durch numerische Interferenz erzeugte Multi-Exposure Aufnahmen, sowie die Anwendung von Projektion und Filterung bei ihrer Analyse

Stabilizing Nanolasers via Polarization Lifetime Tuning

We investigate the emission dynamics of mutually coupled nanolasers and predict ways to optimize their stability, i.e., maximize their locking range. We find that tuning the cavity lifetime to the same order of magnitude as the dephasing time of the microscopic polarization yields optimal operation conditions, which allow for wider tuning ranges than usually observed in conventional semiconductor lasers. The lasers are modeled by Maxwell–Bloch type class-C equations. For our analysis, we analytically determine the steady state solutions, analyze the symmetries of the system and numerically characterize the emission dynamics via the underlying bifurcation structure. The polarization lifetime is found to be a crucial parameter, which impacts the observed dynamics in the parameter space spanned by frequency detuning, coupling strength and coupling phase.DFG, 163436311, SFB 910: Kontrolle selbstorganisierender nichtlinearer Systeme: Theoretische Methoden und AnwendungskonzepteTU Berlin, Open-Access-Mittel – 202

Bestimmung der Genauigkeit beim holographischen Messverfahren in Mikrofluidsystemen

Die digitale Holographie gewinnt derzeit immer mehr an Bedeutung u.a. in biologischen Untersuchungen. Wir verwenden diese Messtechnik zur Ermittlung der Lage dreidimensional angeordneter Mikropartikel bzw. Zellen in einem Abschnitt eines Mikrokanals, was in verschiedenen Applikationen, wie z.B. in lab-on-a-chip, Anwendung finden kann. Eine der wichtigsten Eigenschaften des holografischen Messverfahrens ist die Genauigkeit der Lagebestimmung eines Mikropartikels. In unserer Arbeit stellen wir analytische Betrachtungen zur Genauigkeit dar, die von statistischen Gesetzmäßigkeiten abgeleitet werden. Da die Lage des Partikels nach dem Minimum der Intensität im rekonstruierten Volumen ermittelt werden kann, bestimmen wir das Intervall entlang der x-, y- bzw. z-Achse, in dem das Minimum der Intensität mit einer hohen Wahrscheinlichkeit (z.B. 99%) erscheint. Dieses Vertrauensintervall soll eine Einschätzung der Zulässigkeitsgrenze des ganzen holografischen Verfahrens sein. Wir zeigen auch, dass eine solche statistische Behandlung es ermöglicht, wichtige Schlussfolgerungen zu ziehen, welche Faktoren die Genauigkeit beeinflussen können und durch welche Maßnahmen diese erhöht werden kann

Particle detection in microfluidic systems

In a microfluidic channel colloidal polystyrene spheres are manipulated by an optical tweezer. This contribution gives a short view over the 3D observation of moving and non-moving particles using a simple in-line hologram setup

Optimized image reconstruction in digital holography

We present the results of our research in digital in-line holography and discuss some challenges of the numerical reconstruction. We address the theoretical basics and describe an innovative reconstruction algorithm. Finally, we present some ideas for improving the reconstruction quality and propose a method for the estimation of global particle distribution