Strategies for pushing nonlinear microscopy towards its performance limits

The requirement for imaging living structures with higher contrast and resolution has been covered by the inherent advantages offered by nonlinear microscopy (NLM). However, to achieve its full potential there are still several issues that must be addressed. To do so, it is very important to identify and adapt the key elements in a NLM for achieving an optimized interaction among them. These are 1) the laser source 2) the optics and 3) the sample properties for contrast generation. In this thesis, three strategies have been developed for pushing NLM towards its limits based on the light sample interaction optimization. In the first strategy it is experimentally demonstrated how to take advantage of the sample optical properties to generate label-free contrast, eliminating the requirement of modifying the sample either chemically or genetically. This is carried out by implementing third harmonic generation (THG) microscopy. Here, it is shown how the selection of the ultra-short pulsed laser (USPL) operating wavelength (1550 nm) is crucial for generating a signal that matches the peak sensitivity of most commercial detectors. This enables reducing up to seven times the light dose applied to a sample while generating an efficient signal without the requirement of amplification schemes and specialized optics (such as the need of ultraviolet grade). To show the applicability of the technique, a full developmental study of in vivo Caenorhabditis elegans embryos is presented together with the observation of wavelength induced effects. The obtained results demonstrate the potential of the technique at the employed particular wavelength to be used to follow morphogenesis processes in vivo. In the second strategy the limits of NLM are pushed by using a compact, affordable and maintenance free USPL sources. Such device was designed especially for two-photon excited fluorescence (TPEF) imaging of one the most widely used fluorescent markers in bio-imaging research: the green fluorescent protein. The system operating parameters and its emission wavelength enables to demonstrate how matching the employed fluorescent marker two-photon action cross-section is crucial for efficient TPEF signal production at very low powers. This enables relaxing the peak power conditions (40 W) to excite the sample. The enhanced versatility of this strategy is demonstrated by imaging both fixed and in vivo samples containing different dyes. More over the use of this laser is employed to produce second harmonic generation images of different samples. Several applications that can benefit by using such device are outlined. Then a comparison of the employed USPL source is performed versus the Titanium sapphire laser (the most used excitation source in research laboratories). The final goal of this strategy is to continue introducing novel laser devices for future portable NLM applications. In this case, the use of chip-sized semiconductor USPL sources for TPEF imaging is demonstrated. This will allow taking NLM technology towards the sample and make it available for any user. In the last strategy, the light interaction with the optical elements of a NLM workstation and the sample were optimized. The first enhancement was carried out in the laser-microscope optical path using an adaptive element to spatially shape the properties of the incoming beam wavefront. For an efficient light-sample interaction, aberrations caused by the index mismatch between the objective, immersion fluid, cover-glass and the sample were measured. To do so the nonlinear guide-star concept, developed in this thesis, was employed for such task. The correction of optical aberrations in all the NLM workstation enable in some cases to have an improvement of more than one order of magnitude in the total collected signal intensity. The obtained results demonstrate how adapting the interaction among the key elements of a NLM workstation enables pushing it towards its performance limits.La creciente necesidad de observar estructuras complicadas cada vez con mayor contraste y resolución han sido cubiertas por las ventajas inherentes que ofrece la microscopia nolineal. Sin embargo, aun hay ciertos aspectos que deben ser ajustados para obtener su máximo desempeño. Para ello es importante identificar y adaptar los elementos clave que forman un microscopio optimizar la interacción entre estos. Dichos elementos son: 1) el laser, 2) la óptica y 3) las propiedades de la muestra. En esta tesis, se realizan tres estrategias para llevar la eficiencia de la microscopia nolineal hacia sus límites. En la primera estrategia se demuestra de forma experimental como obtener ventaja de las propiedades ópticas de la muestra para generar contraste sin el uso de marcadores mediante la generación de tercer harmónico. Aquí se muestra como la selección de la longitud de onda del láser de pulsos ultracortos es crucial para que la señal obtenida concuerde con la máxima sensibilidad del detector utilizado. Esto permite una reducción de la dosis de luz con la que se expone la muestra, elimina intrínsecamente el requerimiento de esquemas de amplificación de señal y de óptica de tipo ultravioleta (generalmente empleada en este tipo de microscopios). Mediante un estudio comparativo con un sistema convencional se demuestra que los niveles de potencia óptica pueden ser reducidos hasta siete veces. Para demostrar las ventajas de dicha técnica se realiza un estudio completo sobre el desarrollo embrionario de Caenorhabditis elegans y los efectos causados por la exposición de la muestra a dicha longitud de onda. Los resultados demuestran el potencial de la técnica para dar seguimiento a procesos morfogénicos en muestras vivas a la longitud de onda utilizada. En la segunda estrategia se diseñó una fuente de pulsos ultracortos que es compacta, de costo reducido y libre de mantenimiento para excitar mediante la absorción de dos fotones uno de los marcadores más utilizados en el entorno biológico, la proteína verde fluorescente. Los parámetros de operación en conjunto con la longitud de onda emitida por el sistema proporcionan la máxima eficiencia permitiendo el uso de potencias pico muy bajas (40 W), ideales para relajar la exposición de la muestra. La versatilidad de esta estrategia se demuestra empleando muestras fijas y vivas con diferentes marcadores fluorescentes. Este láser también es empleado para la obtención de señal de segundo harmónico en diferentes muestras. Adicionalmente, se llevó a cabo un estudio comparativo entre la fuente desarrollada y un sistema Titanio zafiro (uno de los láseres más utilizados en laboratorios de investigación). El objetivo final de esta estrategia es introducir fuentes novedosas para aplicaciones portátiles basadas en procesos nolineales. En base a esto se demuestra el uso de dispositivos construidos sobre un microchip para generar imágenes de fluorescencia de dos fotones. Esto permitirá llevar la tecnología hacia la muestra biológica y hacerla disponible para cualquier usuario. En la última estrategia se optimiza de la interacción de la luz con los elementos ópticos del microscopio y la muestra. La primera optimización se lleva a cabo en la trayectoria óptica que lleva el láser hacia el microscopio empleando un elemento adaptable que modifica las propiedades espaciales de la luz. Para mejorar la interacción de la luz y la muestra se miden las aberraciones causadas por la diferencia de índices refractivos entre el objetivo, el medio de inmersión y la muestra. Esto se realizo empleando el concepto de la “estrella guía nolineal” desarrollado en esta tesis. Mediante la corrección de las aberraciones en el sistema de microscopia nolineal se obtiene una mejora, en algunos casos de un orden de magnitud, en la intensidad total medida. Los resultados obtenidos en esta tesis demuestran como el adaptar la interacción entre los elementos clave en un microscopio nolineal permiten llevar su desempeño hacia los límites.Postprint (published version

Poetry and politics in Adrienne Rich

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Comunicação e Expressão. Programa de Pós-Graduação em Letras/Inglês e Literatura Correspondente.Adrienne Rich publicou 17 livros de poesia e 4 de ensaios. Desde 1951 sua produção literária tem crescentemente estimulado debates críticos e controvérsias, devido à sua poética intrinsecamente relacionada a movimentos de libertação das mulheres, pacifismo, anti-semitismo e outras questões sociais. Este estudo tem por objetivo analisar as relações entre poesia e política na poesia de Rich de 1951 a 1999, tentando acompanhar seu desenvolvimento. Para tanto, o primeiro capítulo discute as idéias de Mikhail Bakhtin e Theodor Adorno sobre lírica e sociedade em relação às de Rich sobre o assunto. Os capítulos posteriores analisam os poemas dela em diálogo com esse embasamento teórico, entrevistas e ensaios de Rich, assim como críticas sobre a obra dela

KneoWorld: An Educational Program towards Educational Equity

KneoWorld is an educational program of Assign- - Go3 Designed for the support of childhood cognitive development that stimulates literacy mathematical processes and socio-emotional learning in students teachers and families at a national and international level An educational proposal that generates spaces in which significant experiences are made visible These experiences are promoters of recognizing practices of educational equity school research family education and improving the quality of education For K n eoWorld educational equity is separate from equality in the teaching-learning process in this way thinking about equity must transcend theoretical discourses and become a life practice in the educational community and society It must be built with the voices of a cohesive community According to DeCuir and Dixon 2004 equality refers to the assumption that every person has the same opportunities and shares the same experiences Equity by contrast underlines the fact that not everyone is at the same place or begins at the same starting point but rather it assures that everyone will receive the necessary support to succeed once the opportunity is presente

Optimality of the Maximum Likelihood estimator in Astrometry

The problem of astrometry is revisited from the perspective of analyzing the attainability of well-known performance limits (the Cramer-Rao bound) for the estimation of the relative position of light-emitting (usually point-like) sources on a CCD-like detector using commonly adopted estimators such as the weighted least squares and the maximum likelihood. Novel technical results are presented to determine the performance of an estimator that corresponds to the solution of an optimization problem in the context of astrometry. Using these results we are able to place stringent bounds on the bias and the variance of the estimators in close form as a function of the data. We confirm these results through comparisons to numerical simulations under a broad range of realistic observing conditions. The maximum likelihood and the weighted least square estimators are analyzed. We confirm the sub-optimality of the weighted least squares scheme from medium to high signal-to-noise found in an earlier study for the (unweighted) least squares method. We find that the maximum likelihood estimator achieves optimal performance limits across a wide range of relevant observational conditions. Furthermore, from our results, we provide concrete insights for adopting an adaptive weighted least square estimator that can be regarded as a computationally efficient alternative to the optimal maximum likelihood solution. We provide, for the first time, close-form analytical expressions that bound the bias and the variance of the weighted least square and maximum likelihood implicit estimators for astrometry using a Poisson-driven detector. These expressions can be used to formally assess the precision attainable by these estimators in comparison with the minimum variance bound.Comment: 24 pages, 7 figures, 2 tables, 3 appendices. Accepted by Astronomy & Astrophysic

El método de enjambre de partículas y el criterio de mínima entropía en el diseño óptimo de un disipador de calor

Este artículo de investigación presenta los resultados de simulación del diseño térmico de un disipador de calor tipo micro - canal, comúnmente utilizado en electrónica. Se utilizó el criterio de mínima entropía para generar el modelo matemático, posteriormente resuelto mediante multiplicadores de Lagrange y mediante la optimización con enjambre de partículas (PSO). Se encontró que, debido al gran número de parámetros del modelo, la solución mediante el primer método es altamente demandante, dado que requiere solucionar un sistema de ecuaciones no lineales. Este sistema fue resuelto mediante el método de Newton - Raphson multidimensional que, a su vez, requiere “proponer” un conjunto de soluciones inicialessin tener mayor criterio técnico para hacerlo. De otro lado, la solución con PSO fuemuy sencilla y requirió poco esfuerzo y tiempo computacional. Se contrastan los resultados de ambos métodos

Definicion de un sistema administrativo para la ejecucion y control de las acciones de mantenimiento en empresa Duraplas Ltda.

121 p.Duraplas Ltda, es una empresa dedicada a la fabricación de envases plásticos por inyección de PET (cuyo nombre técnico es Polietileno Tereftalato) la cual en su intento por ser una empresa competitiva en el mercado nacional, se ve en la necesidad de ir mejorando paulatinamente su proceso productivo, donde el departamento de mantenimiento es de vital importancia. Por este motivo se hace necesario un cambio radical en el manejo de la Gestión del Mantenimiento para optimizar el uso de sus equipos relacionados directamente con el nivel y calidad de producción, factores elementales para la empresa. Para esto se llevo a cabo inicialmente visitas en terreno para conocer instalaciones, proceso productivo y documentación de registro y control del mantenimiento, la cual finalizó con la aplicación de una auditoría de mantenimiento, que en su conjunto formaron parte de la descripción y diagnóstico de la situación actual de la empresa, con el fin de detectar las principales debilidades y fortalezas del departamento de mantenimiento en formación. Posteriormente a los resultados analizados, se diseño un sistema de información que permite definir los procedimientos administrativos apoyado en documentos que la empresa carecía, así como también el uso de indicadores de control, con el fin de optimizar y controlar el uso de recursos del departamento de mantenimiento, estas medidas pretenden lograr estructurar el departamento y así el sistema de información proporcione información de mayor calidad para la toma de decisiones. Además se entregó un criterio que podría ser utilizado a futuro en la selección de un software comercial que apoye la gestión del mantenimiento el cual se adecue a las necesidades de la empresa

Estilos de aprendizaje en estudiantes de primer ingreso de la Licenciatura en Ciencias Ambientales: contexto de seguimiento curricular, Facultad de Planeación Urbana y Regional, Universidad Autónoma del Estado de México

This research determines the learning styles of students who entered the Bachelor's Degree in Environmental Sciences in the 2016-B and 2017-B school cycles. Taking into account that it corresponds to the morning shift and is a little studied subject, the scopes have an exploratory character. The results provide a diagnosis of the dominant learning styles, which are useful as indicators for the improvement of teaching strategies that guide the learning of the contents of environmental sciences. The analysis through the model of learning by experiences can be replicated in successive generations to identify the perception and processing skills of new students and later, at some point in their academic development to evaluate the progress or regression of these skills, the results would feed the curricular follow-up system and the improvement of teaching practice. Higher education in the field of Environmental Sciences should contribute to the training of professionals with reflective and critical capacity, based on epistemological, critical-social, ecological, socio-humanistic and pedagogical-didactic foundations, and technological tools. Interdisciplinarity and transdisciplinarity imply forms of appropriation of environmental knowledge, both for its explanation and comprehension and in the generation of alternative answers for the solution of complex environmental problems. In order for future professionals to appropriate environmental knowledge, the student must become the subject of action in the collaborative process of teaching and research, participating in the adjustments of their own learning. It is necessary to avoid that the contents are the only goal of the curricular development, some essential aspects that must be taken care of is to promote that the teachers recognize that the aims and functions of the teaching-learning process are broader than the contents of the curriculum. Qualitative improvement can be found in the ways of teaching. Faced with the eventual rethinking of the environmental sciences curriculum, it is necessary to reinforce the critical thinking that promotes the systematic tasks of scientific activity, so that students develop the ability to control their own knowledge in order to design projects and solve theoretical, practical, and applied problems. Environmental education requires organizing the curriculum according to a knowledge common to diverse disciplines, grouping epistemological, axiological and ontological components, school research areas of situations arising from environmental problems; organizing learning contents according to graduations of complexity. At the didactic level, the cognitive processes induced by the contents and didactic strategies should be proposed as a constructivist transition from the simple to the complex on each and every one of the learning units.En esta investigación se determinan los estilos de aprendizaje de los estudiantes que ingresaron a la Licenciatura en Ciencias Ambientales en los ciclos escolares 2016-B y 2017-B. Tomando en cuenta que corresponde al turno matutino y es un tema poco estudiado los alcances tienen un carácter exploratorio. Los resultados aportan un diagnóstico sobre los estilos de aprendizaje dominantes, los cuales son de utilidad como indicadores para la mejora de las estrategias de enseñanza que orienten el aprendizaje de los contenidos de las ciencias ambientales. El análisis a través del modelo de aprendizaje por experiencias puede ser replicado en sucesivas generaciones para identificar las habilidades de percepción y procesamiento de los estudiantes de nuevo ingreso y posteriormente en algún momento de su desarrollo académico para evaluar el avance o retroceso de dichas habilidades, los resultados alimentarían el sistema de seguimiento curricular y la mejorar de la práctica docente. La enseñanza superior en el campo de las Ciencias Ambientales debe contribuir a formar profesionales, con capacidad reflexiva y crítica, que se sostenga en fundamentos epistemológicos, crítico-sociales, ecológicos, socio-humanísticos y pedagógico-didácticos, y herramientas tecnológicas. La interdisciplinaridad y la transdisciplinariedad suponen formas de apropiación del conocimiento ambiental, tanto para su explicación y comprensión como en la generación de respuestas alternativas para la solución de problemas ambientales complejos. Con la finalidad de que los futuros profesionales se apropien del conocimiento ambiental, el estudiante debe convertirse en el sujeto de acción del proceso colaborativo de enseñanza e investigación, participando en los ajustes de su propio aprendizaje. Hay que evitar que los contenidos sean la única meta del desarrollo curricular, algunos aspectos esenciales que deben cuidarse es promover que los docentes reconozcan que los fines y las funciones del proceso de enseñanza-aprendizaje, son más amplios que los contenidos del currículo. La mejora cualitativa se encuentra en las formas de enseñar. Ante el eventual replanteamiento del currículo de ciencias ambientales se requiere reforzar el pensamiento crítico que promueve las tareas sistemáticas de la actividad científica, con el objeto de que los estudiantes desarrollen la habilidad de controlar el propio conocimiento para diseñar proyectos y resolver problemas teóricos, prácticos y aplicados. La formación ambiental requiere organizar el currículo de acuerdo a un conocimiento común a diversas disciplinas, agrupando componentes epistemológicos, axiológicos y ontológicos, los ámbitos de investigación escolar de situaciones provenientes de los problemas ambientales; organizar los contenidos de aprendizaje, según graduaciones de complejidad. En el plano didáctico, que los procesos cognitivos inducidos por los contenidos y estrategias didácticas se propongan como una transición constructivista de lo simple a lo complejo en todas y cada una de las unidades de aprendizaje.SIEA, UAEME

Sobre dos aspectos jurídicos de la Declaración de Naciones Unidas sobre los derechos de los pueblos indígenas: entre el derecho internacional y la filosofía del derecho

Máster Oficial en Estudios Avanzados en Derechos HumanosPresidente: Francisco Javier Ansuátegui Roig; Vocal: Carlos Lema Añón; Secretaria: Patricia Cuenca Góme

Evaluacion tecnica y economica para implemetar monitoreo continuo de vibraciones en Cementos Bio-Bio Planta Curico

159 p.En el presente trabajo de titulación se analiza, en primer lugar, los diferentes tipos de equipos existentes en la planta como son ventiladores, motores y reductores. Luego se seleccionaran los equipos claves en el proceso de producción, mediante un análisis de criticidad, para posteriormente desarrollar el estudio de la factibilidad técnica económica para implementar monitoreo continuo de las vibraciones mecánicas que estos emiten. Finalmente se incluyen recomendaciones y directrices necesarias para llevar a cabo dicha implementación

La ley de responsabilidad penal juvenil 20.084 y la funcion práctica del Sename en la ejecucion y cumplimiento de las sanciones aplicadas a los adolescentes

75 p.La presente memoria abarca un tema de gran relevancia en nuestro país: la responsabilidad penal juvenil. Proceso que se concreta al dictarse la Ley 20.084 que rebaja la edad de la responsabilidad para adolescentes estableciéndola en los 14 años. A pesar de ello, es preciso conocer si se cumple con lo establecido por la ley en cuanto a los fines de la pena; si los intervinientes del proceso han sido especializados, si en la detención y en la ejecución de la sanción se respetan los derechos de los adolescentes, entre otras. Para el logro de los objetivos, se estudiarán los relatos de jóvenes que se encuentran cumpliendo una sanción privativa de libertad, y de los funcionarios que se relacionan diariamente con éstos