Parametric Modeling as a Technology of Rapid Prototyping in Light Industry

The paper deals with the parametric modeling method of virtual mannequins for the purposes of design automation in clothing industry. The described approach includes the steps of generation of the basic model on the ground of the initial one (obtained in 3D-scanning process), its parameterization and deformation. The complex surfaces are presented by the wireframe model. The modeling results are evaluated with the set of similarity factors. Deformed models are compared with their virtual prototypes. The results of modeling are estimated by the standard deviation factor

Temperature measurement and stabilization in a birefringent whispering gallery resonator

Temperature measurement with nano-Kelvin resolution is demonstrated at room temperature, based on the thermal dependence of an optical crystal anisotropy in a high quality whispering gallery resonator. As the resonator's TE and TM modes frequencies have different temperature coefficients, their differential shift provides a sensitive measurement of the temperature variation, which is used for active stabilization of the temperature

Parametric Modeling as a Technology of Rapid Prototyping in Light Industry

The paper deals with the parametric modeling method of virtual mannequins for the purposes of design automation in clothing industry. The described approach includes the steps of generation of the basic model on the ground of the initial one (obtained in 3D-scanning process), its parameterization and deformation. The complex surfaces are presented by the wireframe model. The modeling results are evaluated with the set of similarity factors. Deformed models are compared with their virtual prototypes. The results of modeling are estimated by the standard deviation factor

Observation of Spontaneous Brillouin Cooling

While radiation-pressure cooling is well known, the Brillouin scattering of light from sound is considered an acousto-optical amplification-only process. It was suggested that cooling could be possible in multi-resonance Brillouin systems when phonons experience lower damping than light. However, this regime was not accessible in traditional Brillouin systems since backscattering enforces high acoustical frequencies associated with high mechanical damping. Recently, forward Brillouin scattering in microcavities has allowed access to low-frequency acoustical modes where mechanical dissipation is lower than optical dissipation, in accordance with the requirements for cooling. Here we experimentally demonstrate cooling via such a forward Brillouin process in a microresonator. We show two regimes of operation for the Brillouin process: acoustical amplification as is traditional, but also for the first time, a Brillouin cooling regime. Cooling is mediated by an optical pump, and scattered light, that beat and electrostrictively attenuate the Brownian motion of the mechanical mode.Comment: Supplementary material include

Гемодинамическая оценка устройства генерации пульсирующего потока в системах обхода левого желудочка сердца

Objective: to investigate the efficiency of a device that generates pulsatile flow during constant-speed axial-flow pump operation for use in left ventricular assist devices.Materials and methods. The pulsatile flow-generating device, hereinafter referred to as «pulsator», consists of a variable hydraulic resistance made in the form of a hull. A tube of elastic biocompatible material featuring an inner diameter of 11 mm is installed inside it. In the systolic phase of the left ventricle, due to systolic pressure, the elastic tube is fully opened, minimizing resistance to blood ejection. In the diastolic phase, due to suction action of the flow pump operating in constant revolutions, the elastic tube partially closes, creating additional hydraulic resistance to blood flow, which leads to reduced diastolic aortic pressure. Comparative assessment of axial-flow pump operation in pulsating and non-pulsating modes was carried out on a hydrodynamic stand that simulated the cardiovascular system. The following indices were calculated: arterial pressure pulsation (Ip), in-pump flow pulsation (AQ), energy equivalent pressure (EEP) and surplus hemodynamic energy (SHE).Results. When comparing axial-flow pump operation in pulsatile and continuous mode, arterial pressure pulsation index, in-pump pulsation index, and SHE index increased by 2.13 ± 0.2, 3.2 ± 0.2, and 2.7 ± 0.15 times, respectively, while EER index remained unchanged.Цель работы: исследование эффективности устройства генерации пульсирующего потока крови при работе осевого насоса с постоянной скоростью вращения для использования в системе обхода левого желудочка сердца.Материалы и методы. Устройство генерации пульсирующего потока, именуемое в дальнейшем «пульсатор», состоит из переменного гидравлического сопротивления, выполненного в виде корпуса с установленной внутри него трубкой из эластичного биосовместимого материала с внутренним диаметром 11 мм. В систолической фазе левого желудочка сердца за счет систолического давления эластичная трубка полностью раскрывается, минимизируя сопротивление выброса крови. В диастолической фазе за счет присасывающего действия насоса, работающего в режиме постоянных оборотов, эластичная трубка частично смыкается, создавая потоку крови дополнительное гидравлическое сопротивление, что приводит к уменьшению диастолического аортального давления. Сравнительная оценка работы осевого насоса в пульсирующем и непульсирующем режиме проводилась на гидродинамическом стенде, имитирующем сердечно-сосудистую систему с расчетом индексов: пульсации артериального давления (Ip), внутринасосной пульсации потока (AQ), энергии эквивалентного давления (ЕЕР) и избыточной гемодинамической энергии (SHE).Результаты. При сравнении работы осевого насоса в пульсирующем и непрерывном режиме индекс пульсации артериального давления увеличивался в 2,13 ± 0,2 раза, индекс внутринасосной пульсации увеличивался в 3,2 ± 0,2 раза, индекс SHE увеличивался в 2,7 ± 0,15 раза, индекс ЕЕР оставался без изменения

Searching for Exoplanets Using a Microresonator Astrocomb

Detection of weak radial velocity shifts of host stars induced by orbiting planets is an important technique for discovering and characterizing planets beyond our solar system. Optical frequency combs enable calibration of stellar radial velocity shifts at levels required for detection of Earth analogs. A new chip-based device, the Kerr soliton microcomb, has properties ideal for ubiquitous application outside the lab and even in future space-borne instruments. Moreover, microcomb spectra are ideally suited for astronomical spectrograph calibration and eliminate filtering steps required by conventional mode-locked-laser frequency combs. Here, for the calibration of astronomical spectrographs, we demonstrate an atomic/molecular line-referenced, near-infrared soliton microcomb. Efforts to search for the known exoplanet HD 187123b were conducted at the Keck-II telescope as a first in-the-field demonstration of microcombs

Ex vivo перфузия донорских легких с использованием разработанного раствора с последующей ортотопичеcкой левосторонней трансплантацией легкого (экспериментальное исследование)

The continued unavailability of adequate organs for transplantation to meet the existing demand has resulted in a major challenge in transplantology. This is especially felt in lung transplantation (LTx). LTx is the only effective method of treatment for patients with end-stage lung diseases. Normothermic ex vivo lung perfusion (EVLP) has been proposed to increase the number of donor organs suitable for transplant – EVLP has proven itself in a number of clinical trials. The ability to restore suboptimal donor lungs, previously considered unsuitable for transplantation, can improve organ functionality, and thus increase the number of lung transplants. However, widespread implementation of ex vivo perfusion is associated with high financial costs for consumables and perfusate.Objective: to test the developed solution on an ex vivo lung perfusion model, followed by orthotopic LT under experimental conditions.Materials and methods. The experiment included lung explantation stages, static hypothermic storage, EVLP and orthotopic left LTx. Perfusion was performed in a closed perfusion system. We used our own made human albumin-based perfusion solution as perfusate. Perfusion lasted for 2 hours, and evaluation was carried out every 30 minutes. In all cases, static hypothermic storage after perfusion lasted for 4 hours. The orthotopic single-lung transplantation procedure was performed using assisted circulation, supplemented by membrane oxygenation. Postoperative follow-up was 2 hours, after which the experimental animal was euthanized.Results. Respiratory index before lung explantation was 310 ± 40 mmHg. The PaO2/FiO2 ratio had positive growth dynamics throughout the entire EVLP procedure. Oxygenation index was 437 ± 25 mm Hg after 120 minutes of perfusion. Throughout the entire EVLP procedure, there was a steady decrease in pulmonary vascular resistance (PVR). Initial PVR was 300 ± 100 dyn×s/cm5; throughout the EVLP, PVR tended to fall, reaching 38,5 ± 12 dyn×s/cm5 at the end of perfusion.Conclusion. A safe and effective EVLP using our perfusate is possible. The developed orthotopic left lung transplantation protocol under circulatory support conditions, supplemented by membrane oxygenation, showed it is efficient and reliable.На сегодняшний день в трансплантологии дефицит донорских органов остается главной проблемой. Особенно это ощущается в трансплантации легких. Трансплантация легких является единственным эффективным методом лечения пациентов с терминальными стадиями респираторной недостаточности. С целью расширения пула эффективных доноров предлагается технология нормотермической ex vivo перфузии, хорошо зарекомендовавшей себя в ряде клинических исследований. Возможность восстанавливать субоптимальные донорские легкие, считавшиеся ранее не пригодными для трансплантации, позволяет улучшить функциональные возможности органа и тем самым увеличить число трансплантаций легких. Однако широкое внедрение технологии ex vivo перфузии сопряжено с высокими финансовыми затратами на расходные материалы и перфузионный раствор.Цель: апробировать разработанный раствор на модели ex vivo перфузии донорских легких с последующей ортотопической трансплантацией легкого в условиях эксперимента.Материалы и методы. Эксперимент включал стадии эксплантации легких, статическое гипотермическое хранение, процедуру нормотермической ex vivo перфузии и ортотопическую левостороннюю трансплантацию. Перфузия проводилась в замкнутом контуре. В качестве перфузата использовали собственный перфузионный раствор на основе альбумина человека. Время перфузии составляло 2 часа, оценка проводилась каждые 30 минут. Период статического гипотермического хранения после перфузии составил 4 часа во всех наблюдениях. Процедуру ортотопической однолегочной трансплантации выполняли с применением вспомогательного кровообращения, дополненного мембранной оксигенацией. Период наблюдения в послеоперационном периоде составлял 2 часа, после чего проводилась эвтаназия экспериментального животного.Результаты. Показатель респираторного индекса до момента эксплантации донорских легких составлял 310 ± 40 мм рт. ст. На протяжении всей процедуры ex vivo перфузии отмечалась положительная динамика роста PaО2/FiO2. Спустя 120 минут перфузии индекс оксигенации составил 437 ± 25 мм рт. ст. Исходно показатель легочного сосудистого сопротивления (ЛСС) составлял 300 ± 100 Дин×с/см5, на протяжении всей ex vivo перфузии прослеживалась динамика к снижению показателя ЛСС; на окончание перфузии показатель ЛСС составил 38,5 ± 12 Дин×с/см5.Заключение. Экспериментальное исследование показало возможность проведения безопасной и эффективной процедуры нормотермической ex vivo перфузии с использованием отечественного перфузионного раствора. Разработанный протокол ортотопической трансплантации левого легкого в условиях вспомогательного кровообращения, дополненного мембранной оксигенацией, показал свою эффективность и надежность

Modulational instability in a fiber soliton ring laser induced by periodic dispersion variation

Modulational instability with sideband generation is experimentally observed in a passively mode-locked fiber soliton ring laser. We show numerically that this modulational instability is induced by the periodic dispersion variation experienced by light circulating in the laser cavity. Modulational instability caused by cross-phase-modulation is also observed in the laser and confirmed numerically

Exploring van der Waals materials with high anisotropy: geometrical and optical approaches

The emergence of van der Waals (vdW) materials resulted in the discovery of their giant optical, mechanical, and electronic anisotropic properties, immediately enabling countless novel phenomena and applications. Such success inspired an intensive search for the highest possible anisotropic properties among vdW materials. Furthermore, the identification of the most promising among the huge family of vdW materials is a challenging quest requiring innovative approaches. Here, we suggest an easy-to-use method for such a survey based on the crystallographic geometrical perspective of vdW materials followed by their optical characterization. Using our approach, we found As2S3 as a highly anisotropic vdW material. It demonstrates rare giant in-plane optical anisotropy, high refractive index and transparency in the visible range, overcoming the century-long record set by rutile. Given these benefits, As2S3 opens a pathway towards next-generation nanophotonics as demonstrated by an ultrathin true zero-order quarter-waveplate that combines classical and the Fabry-Perot optical phase accumulations. Hence, our approach provides an effective and easy-to-use method to find vdW materials with the utmost anisotropic properties.Comment: 11 pages, 5 figure