Protecting entanglement of twisted photons by adaptive optics

We study the efficiency of adaptive optics (AO) correction for the free-space propagation of entangled photonic orbital-angular-momentum (OAM) qubit states, to reverse moderate atmospheric turbulence distortions. We show that AO can significantly reduce crosstalk to modes within and outside the encoding subspace and thereby stabilize entanglement against turbulence. This method establishes a reliable quantum channel for OAM photons in turbulence, and enhances the threshold turbulence strength for secure quantum communication at least by a factor two

Thermo-mechanical design, realization and testing of screen-printed deformable mirrors

Die primäre Zielstellung dieser Dissertation ist die Entwicklung ungekühlter, unimorph deformierbarer Spiegel (DM) zum Ausgleich thermischer Linsen in Hochleistungslasersystemen. Die sekundäre Zielstellung ist die Entwicklung eines Herstellungsprozesses für DM, der hauptsächlich auf Waferleveltechnologien beruht und somit manuelle Prozesse reduziert.Der DM besteht aus einem Spiegelsubstrat auf dessen Rückseite eine piezoelektrische Schicht zwischen zwei Elektroden aufgebracht ist. Diese Art von Spiegeln wurde bereits erfolgreich in Hochleistungslasersystemen eingesetzt. Eine weitere Erhöhung der Laserleistungsdichte erfordert jedoch neue thermische Kompensationstechniken, bei der die Spiegelperformance nicht durch Temperaturschwankungen in der Spiegelbaugruppe vermindert wird.Ein hierfür entwickeltes Mehrlagendesign integriert mehrere Schichten in den Spiegelaufbau, dessen thermo-mechanische Parameter sich vom Substrat und der piezoelektrischen Schicht unterscheiden. Mittels analytischen Methoden und der Methode der finiten Elemente wurde eine Optimierung im Hinblick auf großen piezoelektrischen Hub und optimierte thermisch-induzierte Deformation durchgeführt. Diese wird entweder durch eine homogene Temperaturveränderung in der Spiegelmembran oder durch Absorption von Laserstrahlung generiert. Die dabei hervorgerufenen Veränderungen werden abhängig von Diskontinuitäten der piezoelektrischen Schicht, den mechanischen Randbedingungen, der spiegelnden Kupferschichtdicke und der Spiegelfassungsmaterialen simuliert.Ein aus sechs Arbeitsschritten bestehende Herstellungsprozess für DM mit siebgedruckter piezoelektrischer Aktorstruktur wurde entwickelt. Fünf Schritte sind davon auf Waferlevel prozessierbar. Einzig die Bearbeitung der Spiegelfläche mittels eines ultrapräzisen Drehprozesses ist keine Serienfertigung. Im Gegensatz zum Stand der Technik für DM ist die elektrische Verdrahtung der strukturierten Elektroden auch auf Waferlevel prozessierbar und das Spiegelsetup ist monolithisch.Thermisch induzierte Deformationen durch homogene Temperaturveränderung kann durch eine sog. zero deflection Konfiguration ausgeglichen werden. Laserinduzierte Deformationen werden mit gegenläufigen, thermisch homogen induzierten Deformationen kompensiert. Dieser Ansatz wird als Compound loading bezeichnet und in einem praktischen Spiegelaufbau umgesetzt. Im realisierten DM wird eine Deformation, induziert durch 1.3 W absorbierte Laserleistung, über eine homogene Temperaturerhöhung um 34 K kompensiert. Damit wird gezeigt, dass die entwickelten und vorwiegend mit parallelen Fertigungstechnologien hergestellten Spiegel für Hochleistungslaseranwendungen geeignet sind.Abstract: The primary objective of this thesis is the development of non-cooled deformable unimorph mirrors (DM) for thermal lensing compensation in high-power laser systems. The secondary objective is the development of a manufacturing regime that consists mainly of batch-fabrication and reduced manual processes. The DM consists of a mirror substrate with a piezoelectric layer sandwiched between two electrodes, bonded on the mirror’s rear surface. These types of mirror have been successfully integrated into high-power laser systems; however, further increase in laser power requires new thermal compensation techniques in which the DMs performance is not affected by temperature changes in the mirror assembly.To achieve this objective, a multi-layer design was studied. The multi-layer design integrates several layers with thermo-mechanical parameters that differ from the substrate and the active layer into the mirror set-up. Beginning with this set-up, an optimization is performed with regard to the required large piezoelectric stroke and low thermally-induced deflection by analytical and finite element modelling. The thermally-induced deflection of the multi-layer is distinguished by their source into homogeneous thermal loading and inhomogeneous laser loading. The mirror response upon piezoelectric activation and both thermal loadings was simulated with respect to piezoelectric layer discontinuity, different mechanical boundary conditions, reflective copper-layer thickness, and mirror mount materials.The manufacturing regime of screen-printed piezoelectric DM is developed. The manufacturing process comprises six steps out of which five are batch-fabrication techniques. The mirror surface finishing by means of an ultraprecise turning process alone does not involve batch fabrication. In contrast to state-of-the-art deformable mirror technologies, the electric wiring of the addressing electrodes of the deformable mirror is also batch-fabricated and the mirror set-up is monolithic.The thesis presents possible concepts to compensate for thermally-induced mirror deformation. Thermally-induced deformation by homogeneous loading is balanced by the zero deflection configuration of the multi-layer. The compensation for laser-induced deformation can be achieved by homogeneous thermal loading that can compensate as the deformation caused by the loading opposes the laser-induced deformation. This approach is referred to as compound loading, and it is investigated in a practical mirror set-up. Here, a 1.3-W absorbed laser power is compensated by a 34-K homogeneous loading. It is concluded that the developed and mainly batch-fabricated DM are suitable for high-power laser applications

Adaptive optics testbed for pre- and post-compensation of earth-to-geo optical communication: downlink results

Optical communication between optical ground stations (OGS) and geostationary (GEO) satellites is a promising technology for future high-speed data transfer between Earth and space. However, such optical communication links suffer from distortions caused by atmospheric turbulence. To explore adaptive optics mitigation of this effect both in the uplink and the downlink beam, we have developed an adaptive optics testbed. In an earlier publication [1], we reported on the results of uplink compensation. In this contribution, we wish to elaborate more on the efficiency of downlink compensation. Further, we will highlight the differences between uplink and downlink compensation

OS IMPACTOS DOS JOGOS DIGITAIS NÃO-DIDÁTICOS NO APRENDIZADO DE LÍNGUA INGLESA COMO LÍNGUA ADICIONAL

Este trabalho visa compreender os impactos dos jogos digitais não-didáticos nos processos individuais de aprendizagem, bem como analisá-los por meio de bibliografias e artigos disponíveis sobre o assunto. Apontamentos foram realizados sobre as tecnologias e demais aspectos inerentes dos jogos que propiciam o aprendizado, sobretudo a partir da experiência de imersão, interação e protagonismo, que vão ao encontro do atual perfil cognitivo e social dos nativos digitais (PRENSKY, 2012; MATTAR, 2010), compreendidos neste trabalho como os aprendizes de inglês como língua adicional (COOK, 2003; ELLIS, 1997; KRASHEN, 2002). A análise busca salientar a influência dos ambientes internos e externos ao jogo, na dinâmica das relações de aprendizado estabelecidas entre os aprendizes e os games. Afinal, chega-se à conclusão de que o processo de aprendizagem é autodeterminado e tem como protagonista o próprio aprendiz, suscitando a integração das motivações de forma natural e o aprendizado do inglês como língua adicional

Curso de formação local para professores de inglês como meio de instrução : elaboração, pilotagem, resultados

Orientador: Prof. Dr. Ronald MartinezTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Humanas, Programa de Pós-Graduação em Letras. Defesa : Curitiba, 15/12/2020Inclui referências: p.185-190Resumo: Como diria o sociólogo polonês Zygmunt Bauman, vivemos em uma sociedade líquida, ou seja, sua fluidez e volatidade estão presentes constantemente nas relações interpessoais, encurtando as distâncias relacionais, culturais e por vezes ideológicas. A internacionalização das Instituições de Ensino Superior (IES) resulta desse processo de globalização, em que se veem como formadoras de cidadãos que serão "entregues" a este novo perfil de sociedade, o qual pelas rápidas mudanças que sofre, necessita de pessoas capacitadas para desenvolverem trabalhos que são, atualmente, desconhecidos. Nesse sentido, a integração das IES aumenta diariamente por meio de acordos de diplomação, mobilidade e expansão de campi. Dentro deste contexto, as universidades, como nunca, aumentam o número de disciplinas ofertadas em língua inglesa (EM), como meio de processo de internacionalização em casa, integrando professores e estudantes a fim de compartilharem conhecimento tendo em comum a língua inglesa como meio de comunicação. Com isso, professores especialistas e com conhecimento desta língua adicional disponibilizam-se a integrarem-se nesse sistema de ensino mesmo, em alguns casos, possuindo pouca formação na área pedagógica, encarando dificuldades metodológicas, linguísticas, burocráticas e motivacionais. Entendendo a importância da capacitação desses professores, concomitante à oportunidade de acesso a todos os estudantes ao processo de internacionalização das IES é que se criou um curso de formação local específico para esses profissionais com o intuito de entender melhor suas ansiedades e introduzir propostas para amenizar as dificuldades por este ambiente apresentadas. Duas turmas de formação foram realizadas, sendo elas ofertadas em duas modalidades: regular (Turma 1) e intensiva (Turma 2), para se poder pesquisar quais são os aspectos mais relevantes a serem considerados para a elaboração e aplicação de um curso de formação de professores em EMI considerando as suas necessidades locais. Por meio desta atuação, dados foram gerados mediante questionários, entrevistas, Swot, estratégias de ensino, mídias sociais e observação. Os resultados demonstraram que a Turma 1 pôde ter mais acesso a recursos extraclasse para a aquisição da aprendizagem, devido ao intervalo de aulas de uma semana, diferentemente da Turma 2 que precisava iniciar e finalizar atividades no mesmo dia. Além disso, a turma regular demonstrou conseguir colocar em prática as estratégias aprendidas durante o curso em suas disciplinas lecionadas em suas línguas maternas ao mesmo tempo em que as aprendeu, enquanto a turma intensiva precisou esperar as oportunidades futuras para aplicá-las, o que pode acabar não sendo tão eficaz. Outro resultado observado é que a Turma 1 também percebe como as práticas do curso podem ser aplicadas em suas aulas lecionadas língua portuguesa com mais clareza que a Turma 2. A turma intensiva, ao mesmo tempo em que menciona a imersão no inglês como algo positivo, declara o seu nível de inglês como inferior ao que havia descrito no início do curso, diferentemente da turma regular, em que os participantes ou mantiveram seus níveis ou o sentiram aumentar, fator positivo ao aspecto linguístico, muito discutido no EMI. Assim, após a elaboração, aplicação e comparação entre as turmas, esta tese pôde apresentar vários aspectos a serem considerados quando um curso está sendo elaborado e também introduzir novas estratégias para que possam ser exploradas cada vez mais e em diferentes contextos, seu objetivo deixou de ser apenas um trabalho de análise, mas tornou-se também um guia para futuras propostas de elaboração de cursos de professores em EMI. Palavras-chave: Internacionalização; EMI; Formação de ProfessoresAbstract: According to the Polish-British sociologist and philosopher Zygmunt Bauman, we live in a liquid modernity, that is, what unites the modern life is precisely their fragility, temporariness, vulnerability and inclination to constant change. These characteristics can be also found on cultural and ideological aspects and relationships. The Higher Education (HE) Internationalization is a result of this globalization process, as their role is to educate citizens to make a meaningful contribution to this new society, in need of capable people to work even on unknow jobs yet. In this sense, the HE integration rises daily through agreements, mobility and campus expansions. This way, the universities increase their numbers of courses taught through English (EMI) as an Internationalization at Home process, in which professors and students share knowledge through a lingua franca as a means of communication. In this scenario content professors with English knowledge challenge themselves to integrate this new education system even with not so much pedagogical awareness, facing methodological, linguistics, bureaucratic and motivational difficulties. With this in mind, a professional development course was created for the professors who were willing to participate on the HE Internationalization scenario in order to understand their local needs, help with their anxiety and diminish the difficulties presented by this context. Two development courses were offered, in two modalities: regular (Class 1) and intensive (Class 2), for the sake of comparing their results in order to identify what are the relevant aspects to be considered when developing a course of this nature. By the delivered courses, data were collected through questionnaires, interviews, Swot, teaching and learning strategies, social media and observation. The results showed that Class 1 had more access to extracurricular resources to learning acquisition, because of the weekly breaks, differently from Class 2, that had to start and finish their activities on the same day. Besides that, the participants on the regular class could put in practice the strategies learned during the course in their own classes, taught through their mother tongue, while they were taking the course, as the intensive class had to wait for future opportunities to apply them, which cannot be so effective as learning and applying at the same time. As a consequence, Class 1 perceived clearer that the practices learned during the course could be applied in any of their classes. The intensive Class mentioned that at the same time they perceived an English immersion as a positive aspect, they declare their English level as inferior from the beginning of the course, differently from the regular Class, in which participants perceived any changes on their English levels or a higher change, which is a very positive aspects considering the EMI context. In this sense, after creating, applying and comparing the courses, this research could present many aspects to be considered when a teacher development course for EMI is taught. And also, this thesis could introduce new strategies to be explored in different contexts, this way, its goal became not only an analysis, but also a guide for future proposals of Professors' Development in EMI. Keywords: Internationalization; EMI; Professor's Developmen

FILTRO AFETIVO E RELAÇÃO PROFESSOR-ALUNO: INFLUÊNCIAS NO PROCESSO DA AQUISIÇÃO DE LÍNGUA ADICIONAL

Para a aquisição de uma língua adicional (LA) vários são os aspectos inseridos no processo e o filtro afetivo é um elemento essencial, já que é por meio dele que os sentimentos são instalados e construídos pelo sujeito. É um fenômeno influenciável pelas relações que o falante tem e pelos ambientes que frequenta. Portanto, ao pensar nesta aquisição no contexto educacional, é necessário entender qual o papel do docente durante esse processo, bem como a sua influência no momento da aquisição da LA do aluno no contexto bilíngue em que estão inseridos. Este estudo conta com a geração de dados por meio de dois questionários, um voltado aos estudantes e outro aos professores de uma universidade particular do sul do Brasil. Os resultados alcançados mostram que a relação professor-aluno é importante na aquisição e por isso, é necessário que exista uma relação positiva entre os integrantes, já que o processo de aquisição é dinâmico e influenciável

A percepção de aprendizes brasileiros de inglês sobre a tarefa role-play como estratégia de desenvolvimento da oralidade

Orientadora : Profª Drª Denise Cristina KlugeDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em Letras. Defesa: Curitiba,08/08/2014Inclui referênciasResumo: "O Role-play é uma técnica de ensino em que um contexto comunicativo real é simulado e os alunos atuam papéis funcionais enquanto interpretam-no, expressando e negociando significados para atingir o objetivo da tarefa" (FERREIRA, 2008, p. 10). Essa tarefa vem sendo utilizada em salas de aulas e apresentada como uma proposta em livros didáticos com o objetivo de auxiliar os alunos em seu desempenho oral, mas como está sendo utilizada na sala de aula no ensino de língua estrangeira e como tem sido a percepção dos alunos e dos professores diante da estratégia ainda são aspectos que carecem pesquisas. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo principal investigar a tarefa Role-play nas aulas de língua inglesa e seus impactos no que se refere ao desempenho oral de alunos e alunos/professores do Núcleo de Línguas da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (NLPUCPR). Para tanto, foi realizada uma pesquisa qualitativa de caráter interpretativista, segundo Bortoni-Ricardo (2008), por meio de questionários aplicados aos alunos, alunos/professores e alguns docentes do NLPUCPR, a respeito da utilização da estratégia do Role-play em relação às suas experiências, aplicações e opiniões. A adaptação e o desenvolvimento de algumas atividades propostas pelo livro didático utilizado pela instituição também foram etapas realizadas, além da aplicação da estratégia do Role-play durante algumas aulas. Sendo assim, as perguntas que norteiam este trabalho são as seguintes: (1) Como os alunos participantes desta pesquisa que utilizaram o Role-play e os que utilizaram as atividades orais propostas pelo livro em suas aulas perceberam o seu desempenho oral e/ou se sentiram ao falar a língua inglesa? (2) Como os professores desta pesquisa percebem as atividades orais trazidas pelo livro didático, assim como as atividades de Role-play propostas nesta pesquisa? Este trabalho apresenta: a) aspectos sobre a oralidade da Língua Inglesa, principalmente relacionados ao público adulto (PAIVA, 2000; CANALE; SWAIN, 1980; PALLU, 2008; GUIMARÃES, 1997); b) o levantamento de referencial teórico sobre o a estratégia do Role-play (CROOKALL; OXFORD 1990; NUNAN, 2003; BULLARD, 1990); c) a revisão de três outros estudos que investigam a tarefa Role-play no ensino e na aprendizagem da oralidade (BORK, 2006; FERREIRA, 2008; CARDOSO, 2009); d) a utilização do livro didático como instrumento de ensino/aprendizagem (SOUZA, 2011), bem como a apresentação dos aspectos referentes à oralidade presentes no livro didático aqui analisado (OXENDEN; LATHAM-KOENIG; SELIGSON, 2012); e) a metodologia aqui utilizada, a apresentação dos instrumentos de coleta e participantes desta pesquisa; f) a análise dos instrumentos de coleta e percepções dos participantes durante este estudo; g) e a conclusão final. Através desta pesquisa foi possível constatar que os alunos que tiveram contato com a estratégia do Role-play perceberam-se mais desenvoltos quanto ao uso da língua inglesa. Eles mesmos notaram que a sua comunicação oral em língua inglesa melhorou e acharam positivo o fato de realizarem tarefas, em sala de aula, relacionadas ao contexto real de uso da língua. As professoras que aplicaram o Role-play também enfatizaram esses aspectos, uma vez que durante a aplicação das atividades já puderam ver o desenvolvimento da comunicação oral de seus alunos e, por isso, se sentiram cada vez mais motivadas com a aplicação desta estratégia ao ponto de pensar em continuar a utilizá-la em suas futuras turmas.Abstract: "The Role-play is an educational technique in which students play functional roles in a simulated situation. In other words, they interact with each other and the simulated reality, exchanging meanings in order to accomplish a task" (FERREIRA, 2008, p. 10). This task has been used in classrooms and it is presented in textbooks aiming at helping students in their oral development. However, how this technique has been used and how the students have perceived it, are aspects that need to be investigated. In this sense, this study has the main objective to investigate the Role-play task in English classes and its impacts on the learners’ oral development from Núcleo de Línguas da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (NLPUCPR). For this purpose, this study is a qualitative one, according to Bortoni-Ricardo (2008), as it was done through questionnaires answered by the students, students/teachers and some teachers from NLPUCPR about the use of the Role-play technique. Some activities suggested by the textbook used at NLPUCR were adapted to the Role-play technique. Bearing this in mind, the research questions that guided this work are: (1) How the students’ participants of this study, that used the Role-play and the ones that used the oral activities suggested by the textbook perceived their oral performance and/or perceived themselves talking in English? (2) How the teachers from this study perceived the oral activities suggested by the textbook and the Role-play activities proposed in this study? This study presents: a) English speaking aspects, mainly related to adults (PAIVA, 2000; CANALE; SWAIN, 1980; PALLU, 2008; GUIMARÃES, 1997); b) theoretical survey about the Role-play technique (CROOKALL; OXFORD 1990; NUNAN, 2003; BULLARD, 1990); c) the review of three other studies that investigate the Role-play technique on the speaking issue, (BORK, 2006; FERREIRA, 2008; CARDOSO, 2009); d) the use of the textbook as an instrument of learning/teaching (SOUZA, 2011), as well as a presentation of speaking aspects in the textbook here analyzed (OXENDEN; LATHAM-KOENIG; SELIGSON, 2012); e) the methodology including the instruments designed for data collection and the participants of this study; f) the data analysis; and g) the conclusion. Through this research, it was possible to see that the students that had practiced the Role-play technique perceived themselves more confident to talk in English. They also perceived that their speaking has improved and they liked to solve tasks related to their routine inside their classroom. The teachers that applied the Role-play also mentioned these aspects, because during the activities, they could see the development on their students’ speaking. In addition, teachers were motivated with the technique and believed that they will keep using it in their future classrooms. Keywords: Role-play. Speaking. Teaching/learning. English teaching. Adult learners