Inverse Design of Whispering-Gallery Nanolasers with Tailored Beam Shape and Polarisation

The aim of this thesis is to design the shape of nanocavities to tailor their radiated beam in terms of intensity and polarisation distribution, and emission direction. The radiative processes behind light amplification are revised, leading to the concept of laser device as a system composed of a gain medium, an optical cavity and a pump method. Next, the optoelectronic properties of semiconductor quantum wells and modal properties of whispering-gallery mode cavities are described, justifying why they were chosen as gain medium and optical cavity for the nanolasers studied in this thesis. We engineered the cavity shape of the nanolasers with an automated inverse design method based on topology optimisation, which demonstrated to yield photonic devices with novel geometries that outperform those designed by conventional means, such as parametric sweeps, based on the intuition of the user. We prove the generality of this inverse method by designing and experimentally verifying nanolasers that produce three different beams: a gaussian-like beam with linear polarisation, and two doughnut beams with azimuthal and radial polarisation. The nanolasers are fabricated via electron-beam lithography and etching processes. The output laser beams are characterised by Fourier microscopy and k-space polarimetry, to analyse their intensity and polarisation angular distribution, and yield overlaps of up to 92%, 96% and 85% with the target modes for the azimuthal, radial and linearly polarised cases, respectively. The lasing performance of the nanolasers is studied by fitting the input power output power curve to a laser model and is compared to the literature. More power is collected from the inverse-designed nanolasers thanks to their axial emission, compared to conventional circular microdisc lasers. In summary, in this thesis we demonstrate the validity of the inverse design method in the engineering of ultra-compact lasers with tailored beams.Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC

Estudio de los parámetros endoscópicos en 48 perros con colitis linfoplasmocitaria

En el presente trabajo se realiza un estudio en cuarenta y ocho perros, sobre los hallazgos endoscópicos que caracterizan a la colitislinfoplasmocitaria. La colitis linfoplasmocitaria es una enfermedad difusa que afecta en mayor o menor grado a todas las porciones del colon. Sin embargo, los resultados del estudio demuestran que el colon descendente y el colon transverso tienen mayor predisposición a presentar úlceras y erosiones, y por tanto, también a la posterior presentación de zonas de fibrosis.In this paper the gross endoscopic appearance of lymphocytic-plasmocytic colitis was studied in forty-eight dogs. Lymphocytic-plasmocytic colitis is a díffuse disease involving all the colonic portions. Nevertheless, the results of our study showed that descending and transverse colon were particularly prone to develop ulcerative and consequent fibrotic lesions

Visible light emitting waveguide on Si chip

This is the author accepted manuscript. The final version is available from SPIE via the DOI in this record.Photonic lab-on-a-chip portable platforms have proved to be very sensitive, rapid in analysis and easy-to-use. However, they still rely on a bulk light source to operate, thus hindering the actual portability and potential for commercial realization. In the present paper we have proposed a design for a light emitting structure that could be easily implemented on chip. The design consists of a Si3N4 strip waveguide on SiO2 substrate, with an active material that emits light as top and lateral cladding. The cross-section of the waveguide was optimised to support both excitation and emission as guided modes, with a high mutual overlap and high confinement to the cladding. This ensures an efficient light emission activation from the cladding and a stable propagation along the waveguide. The proposed structure shows to be operative along the visible range; demonstrated from 400nm to 633nm. The procedure we have followed along this report can be virtually used for designing the cross-section geometry of any strip waveguide system so that the performance is optimised for a given cladding refractive index and emission and excitation wavelengths. In addition we have proposed the use of polymeric quantum dots as the gain material to be used as active cladding. The ease of on-chip integration of this gain material via spin-coating, together with the simplicity of our light emitting waveguide, makes our light source design suitable for large-scale integration on Si chip. Specially, for lab-on-chip applications where multiplexed operation is essential.This research was possible thanks to the Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) Centre for Doctoral Training in Electromagnetic Metamateriales at University of Exeter (Grant No. EP/L015331/1) and also via the EPSRC Grant EP/N035569/1

Experiencia de 10 años de innovación docente en la Unidad de Laboratorios Docentes (ULD) de la Facultad de Farmacia

[spa]En este trabajo se describe la experiencia de innovación docente desarrollada en la ULD a lo largo de los 10 años de existencia. Se comentan algunos de los indicadores del sistema de gestión de la calidad así como su evolución y los resultados más representativos obtenidos en su alimentación. El objetivo de este proyecto es introducir aspectos de la gestión de la calidad, seguridad, salud y medio ambiente en la formación de los estudiantes para que los apliquen a lo largo del desarrollo de las prácticas. De esta forma, podrán adquirir una formación transversal adicional que difícilmente le será transmitida a través de las diferentes asignaturas de la licenciatura y que mejorará sus competencias y facilitará su acceso al ámbito laboral. También se pretende contribuir en la mejora del funcionamiento y las infraestructuras de los laboratorios de prácticas de la facultad. [eng] In the following work it is summarized the innovative experience carried out by the ULD besides showing the results obtained from the different indicators that allow to evaluate the efficiency of the quality management system. The aim is to improve the management of the practical teaching by introducing aspects of quality management, safety, health and environment in the formation of the students. In such a way, they would be able to acquire a transverse additional formation that difficultly would be transmitted across the different subjects of the degree and that would improve their competitions when acceding to the working world

Altered circadian rhythm and metabolic gene profile in rats subjected to advanced light phase shifts

The circadian clock regulates metabolic homeostasis and its disruption predisposes to obesity and other metabolic diseases. However, the effect of phase shifts on metabolism is not completely understood. We examined whether alterations in the circadian rhythm caused by phase shifts induce metabolic changes in crucial genes that would predispose to obesity. Three-month-old rats were maintained on a standard diet under lighting conditions with chronic phase shifts consisting of advances, delays or advances plus delays. Serum leptin, insulin and glucose levels decreased only in rats subjected to advances. The expression of the clock gene Bmal 1 increased in the hypothalamus, white adipose tissue (WAT), brown adipose tissue (BAT) and liver of the advanced group compared to control rats. The advanced group showed an increase in hypothalamic AgRP and NPY mRNA, and their lipid metabolism gene profile was altered in liver, WAT and BAT. WAT showed an increase in inflammation and ER stress and brown adipocytes suffered a brown-to-white transformation and decreased UCP-1 expression. Our results indicate that chronic phase advances lead to significant changes in neuropeptides, lipid metabolism, inflammation and ER stress gene profile in metabolically relevant tissues such as the hypothalamus, liver, WAT and BAT. This highlights a link between alteration of the circadian rhythm and metabolism at the transcriptional level

Energy-dense diets increase FGF23, lead to phosphorus retention and promote vascular calcifications in rats

Rats with normal renal function (Experiment 1, n = 12) and uninephrectomized (1/2Nx) rats (Experiment 2, n = 12) were fed diets with normal P (NP) and either normal (NF) or high fat (HF). Rats with intact renal function (Experiment 3, n = 12) were also fed NF or HF diets with high P (HP). Additionally, uremic (5/6Nx) rats (n = 16) were fed HP diets with NF or HF. Feeding the HF diets resulted in significant elevation of plasma FGF23 vs rats fed NF diets: Experiment 1, 593 ± 126 vs 157 ± 28 pg/ ml (p < 0.01); Experiment 2, 538 ± 105 vs 250 ± 18 pg/ml (p < 0.05); Experiment 3, 971 ± 118 vs 534 ± 40 pg/ml (p < 0.01). Rats fed HF diets showed P retention and decreased renal klotho (ratio klotho/actin) vs rats fed NF diets: Experiment 1, 0.75 ± 0.06 vs 0.97 ± 0.02 (p < 0.01); Experiment 2, 0.69 ± 0.07 vs 1.12 ± 0.08 (p < 0.01); Experiment 3, 0.57 ± 0.19 vs 1.16 ± 0.15 (p < 0.05). Uremic rats fed HF diet showed more severe vascular calcification (VC) than rats fed NF diet (aortic Ca = 6.3 ± 1.4 vs 1.4 ± 0.1 mg/g tissue, p < 0.001). In conclusion, energy-rich diets increased plasma levels of FGF23, a known risk factor of cardiovascular morbidity and mortality. Even though FGF23 has major phosphaturic actions, feeding HF diets resulted in P retention, likely secondary to decreased renal klotho, and aggravated uremic V

BURGRAM: Una herramienta interactiva para el estudio de los algoritmos de análisis sintáctico ascendente y descendente

“Cinco minutos interaccionando con la ejecución de un algoritmo vale más que media hora de clase magistral”, esta podría ser la versión del conocidísimo “una imagen vale más que mil palabras” que ha inspirado el desarrollo del presente recurso docente. El contexto es el de la docencia en Procesadores de Lenguajes, en concreto la enseñanza de los algoritmos de análisis sintáctico ascendente y descendente. BURGRAM es una herramienta que permite la ejecución interactiva de este tipo de algoritmos. Aunque existen otras herramientas, BURGRAM cubre sus deficiencias poniendo el énfasis en la interactividad y el diseño funcional de la interfaz gráfica. Es posible ejecutar los algoritmos paso a paso o deshacer el efecto de los pasos aplicados. Se visualiza simultáneamente la tabla de análisis, los contenidos de la pila y de la entrada, así como el árbol de análisis sintáctico. El docente o el estudiante pueden elegir los elementos en los que quieren centrase haciendo que éstos ocupen la totalidad de la ventana de la aplicación. También es posible generar un informe en formato PDF, RTF o HTML de la traza del algoritmo que el alumno puede utilizar para referencias posteriores, añadiéndolo a las notas tomadas en clase o para resolver dudas en tutorías

Monitoring of the flexor-extensor musculature of the knee in high-performance female volleyball players

[ES] El propósito del estudio fue describir, a través de TMG, los cambios producidos en las características mecánicas de la musculatura responsable de la flexo extensión de la articulación de la rodilla: antes y después de un periodo de entrenamiento, en jugadoras de voleibol de alto nivel competitivo. Así, se controlaron el Vasto Medial (VM), el Recto Femoral (RF), el Vasto Lateral (VL), el Semitendinoso (ST) y el Bíceps Femoral (BF). Además, se presentan los resultados obtenidos en una batería de saltos realizados sobre una plataforma de contacto durante este mismo periodo de entrenamiento: Squat Jump (SJ), Countermovement Jump (CMJ), Salto de Remate (REM) y Salto de Bloqueo (BLQ). Se evaluaron dieciséis jugadoras (edad 20,3 ± 1,7 años; peso corporal: 67,75 ± 9,13 kg.; altura: 178,2 ± 7,1 cm.; IMC: 21,41 ± 1,75 kg/m 2) pertenecientes a 2 equipos de Superliga femenina. Los resultados obtenidos muestran claras diferencias en los valores pre-post de todos los parámetros evaluados: Altura de Salto, Velocidad de respuesta normalizada (Vrn), Deformación Máxima radial del músculo (Dm), Tiempo de Activación (Td), Tiempo de Mantenimiento de la contracción (Ts), Tiempo de relajación (Tr); siendo estadísticamente significativos los valores de Vrn del VL (p<0,001; ES=1,11); y encontrando una tendencia estadística en Vrn del RF (p=0,117; ES=0,69). En este sentido, podemos concluir que el entrenamiento produce adaptaciones en la musculatura implicada en la flexo-extensión de la rodilla de jugadoras de voleibol de alto nivel competitivo, y que dichos cambios pueden monitorizarse a través del estudio de la modificación de las características mecánicas musculares evaluadas mediante Tensiomiografía.SIConsejo Superior de Deportes y La Universidad Europea de Madri

APORTE DE LOS MODELOS DE ASOCIATIVIDAD EMPRESARIAL EN ACTIVIDADES ECONÓMICAS SENSIBLES. ESTUDIO Y APLICACIÓN PARA EL SECTOR DE JUEGOS, SUERTE Y AZAR DE BOGOTÁ (COLOMBIA).

En este artículo se analizan las posibilidades de la asociatividad empresarial como respuesta a laproblemática que enfrentan un grupo de empresas involucradas del sector de juegos, suerte y azar dela ciudad de Bogotá y Cundinamarca, que son generadoras de empleo para muchas familiasindependientes. Se presenta una propuesta para que los colocadores independientes (promotores) deapuestas puedan conservar su actividad en el mercado, a través de una estrategia de asociatividad conla empresa que tiene la concesión para el aprovechamiento de la actividad económica mencionada. Através de una metodología exploratoria se hace un acercamiento conceptual a la asociatividadempresarial, realizando un trabajo interpretativo sobre los modelos más utilizados actualmente, asícomo de las experiencia exitosas en otros contextos geográcos