Kaupunkivihreän arvostuksesta : Q-analyysi pienten viheralueiden suunnittelua ohjaavista arvojärjestelmistä

Käsillä oleva pro gradu –tutkielma tarkastelee arvopohjaisten järjestelmien kautta argumentaatiota, jota virkamiehet hyödyntävät perustellakseen pienten viheralueiden maankäyttöön liittyviä näkemyksiään. Lähtökohtana arvopohjaiselle keskustelulle toimii Boltanskin ja Thévenot´n oikeuttamisen maailmojen teoria (the common worlds) sekä teorian laajennukset. Kaupungin viher- ja virkistysalueilla on runsaan tutkimustiedon valossa paljon positiivisia vaikutuksia sekä kaupunkirakenteeseen että kaupunkilaisten hyvinvointiin ja terveyteen. Pienet suojaviheralueet, joille ei ole osoitettu virkistyskäyttöä, esitetään kuitenkin usein potentiaalisina täydennysrakentamisen paikkoina erityisesti kaupungeissa, joissa voimakas väestökasvu aiheuttaa paineita nopeatempoiselle kaupunkikehitykselle. Pro gradu –tutkielma täydentää näiden pienten viheralueiden suunnittelukontekstin kautta kaupunkisuunnittelun toimijoiden välistä keskustelua koskevaa tutkimusta arvojärjestelmillä, jotka valottavat maankäyttöä ohjaavien päätösten, intressien ja näkemyksen kautta näiden taustalla vaikuttavaa arvomaailmaa. Tutkimuksen aineisto (N=27) on kerätty Espoon kaupungin virkamiehiltä useilta eri toimialoilta. Semikvantitatiivisen Q-metodologian avulla toteutetun tutkimuksen empiirisessä osassa vastaajien arvottamat pienien viheralueiden suunnittelua koskevat väittämät (Q=35) analysoitiin pääkomponenttianalyysillä. Aineistosta analysoidut 7 faktoria muodostavat selkeitä arvojärjestelmiä, joiden avulla pienten viheralueiden suunnittelua koskevia näkemyksiä on mahdollista selittää ja tulkita Yksittäisissä arvojärjestelmissä korostuu joko paikallisen ympäristön ominaispiirteisiin kohdistuva arvostus, yhteisen hyvän tavoittelu tai yksilön oma etu. Oikeuttamisen maailmoista teollinen (industrial world) ja markkinoiden (market world) maailmat luovat pohjan pääasiassa omaa etua tavoittelevalle argumentaatiolle, kun taas yhteiskunnalliseen (civic world) ja lähipiirien (domestic world) maailmoihin nojaavissa arvojärjestelmissä painottuvat sosiaaliset arvot ja yhteinen hyvä. Vahvin selitysvoima on ihmiskeskeisen biofiilian (human-centred biophilia) arvostuksella, jonka perusteella pienet viheralueet nähdään tärkeänä osana kaupunkia erityisesti niiden kaupunkilaisille tarjoamien kulttuuristen ekosysteemipalveluiden, kuten elpymisen, ympäristövastuullisuuden kehittymisen sekä lähiympäristön muuttumattomuuden kautta.The Master´s thesis examines the conceived value patterns the city officials use in the context of land-use regulation of small forest fragments. As a theoretical framework, the study utilises Boltanski and Thévenot´s theory on the common worlds with complementary literature, such as Thévenot’s cognitive formats and engagements. In light of extensive scientific research, urban greenspaces have multiple positive impacts to both urban structure and wellbeing of the residents. Small greenspaces, so-called forest fragments with no appointed recreational activities are, nevertheless, often presented as potential sites for infill construction. This appears especially in cities where strong population growth causes pressure for urban development. This Master´s thesis complements existing research in this regard by revealing the diversity of valuation that form the basis to differing interests, perspectives and decisions that direct urban land-use policy in these forest fragments. The empirical phase has been conducted among city officials in the City of Espoo (FI), who represent different operative units and positions. The analysis was conducted through an exploratory and semiquantitative Q methodology. In the study, the respondents (N=27) validated statements (Q=35) related to planning decisions on small forest fragments. The factor extraction was conducted by principal component analysis. The seven analysed factors form consistent value patterns, which may be used when describing and interpreting the justification of urban planning regulation in forest fragments. In each individual value pattern, either valuation of the local landscape, public good or personal advantage is emphasised. From the common worlds, argumentation based on the industrial or the market worlds highlight personal affinity, whereas, for instance, the civic or the domestic world form a basis for argumentation on social values and the common good. Human-centred biophilia is the most explanatory of the value patterns. Based on the valuation, forest fragments are seen as an integral part of the urban structure especially due to their cultural ecosystem services, such as recreational possibilities, effect on residents´ environmental consciousness and stability of the local landscape

Elokuvissa exottaa? : tutkimus 3D-elokuvien vaikutuksista näkemiseen

Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää, miten 3D-elokuvat vaikuttavat näkemisen mukavuuteen sekä binokulaariseen näkemiseen. Tavoitteena oli saada selville, minkälaisia näkemiseen liittyviä oireita ja ongelmia aiheutuu 3D-elokuvan katsomisesta. Aiempien tutkimusten perusteella oletettiin, että mittaustuloksissa näkyisi forioiden muuttumista exoforiseen suuntaan sekä stereonäön erotuskyvyn ja konvergenssin lähipisteen heikentymistä. Lisäksi oletuksena oli, että tutkittavat kokisivat silmänsä väsyneiksi 3D-elokuvan katsomisen jälkeen. Tutkimus toteutettiin kvantitatiivisella tutkimusmenetelmällä, ja analysoinnissa käytettiin apuna SPSS-ohjelmaa. Tutkimusjoukko koostui 15 optometrian opiskelijasta. Tutkittavilta mitattiin näöntarkkuudet kauas ja lähelle, foriat kauas ja lähelle, stereonäkö sekä konvergenssin lähipiste. Mittaukset tehtiin sekä ennen että jälkeen 3D-elokuvan katsomisen. Lisäksi tutkittavat vastasivat kyselylomakkeeseen ennen 3D-elokuvan katsomista ja sen jälkeen. Kyselylomakkeilla selvitettiin tutkittavien yleistä näkemisen epämiellyttävyyttä sekä subjektiivisesti koettuja oireita. Tutkimustuloksista ilmeni, että binokulaariset näöntarkkuudet eivät juurikaan muuttuneet vertailtaessa tuloksia ennen ja jälkeen 3D-elokuvan katsomista. Oletusten mukaisesti suu-rimmalla osalla tutkittavista stereonäön erotuskyvyn ja konvergenssin lähipisteen arvot heikentyivät. Foriat muuttuivat exoforiseen suuntaan. Saavutetut muutokset olivat suhteellisen pieniä, mutta tilastollisesti melkein merkitseviä. Kyselylomakkeiden vastausten perusteella havaittiin, että tutkittavat kokivat eriasteisia väsymysoireita. Tutkittavia yksilöidessä huomattiin myös, että tutkimustulokset ja kyselylomakkeiden vastaukset tukivat toisiaan. Jos tutkittava koki subjektiivisia näkemiseen liittyviä vaivoja, myös tutkimustuloksissa oli havaittavissa heikentymistä. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että 3D-elokuvan katsominen aiheuttaa sekä subjektiivisia oireita että objektiivisia muutoksia. Yksittäiset tutkimustulokset antavat viitteitä siitä, että odotuksien mukaisia muutoksia on tapahtunut. Jotta tutkimustuloksista voisi tehdä yleistettäviä johtopäätöksiä, tulisi aiheesta kuitenkin tehdä lisätutkimuksia suuremmilla otoksilla.The goal of this study was to examine how 3D movies affect the visual comfort and binocular vision. We wanted to discover what symptoms and problems might appear after watching 3D movies. According to previous studies we assumed there could be changes in heterophorias. Also the stereoacuity and the near point of convergence (NPC) results could deteriorate. In addition, we assumed that the subjects would experience visual fatigue after watching a 3D movie. We performed our study with a quantitative method. We analyzed the results using SPSS program. We had 15 optometry students as participants in our study. We measured their visual acuity (near and at distance), heterophorias (near and at distance), stereoacuity and NPC. We performed the same measurements before and after the 3D movie. In addition, the participants were asked to complete questionnaires before and after the 3D movie. With the questionnaires we wanted to have information of common visual stress and symptoms experienced by the subjects. From the results we discovered that the binocular visual acuities barely changed after watching the 3D movie. As we assumed, the stereoacuity and NPC results deteriorated in the majority of our participants. Heterophorias changed into exophoric direction. The changes in the results were relatively small, but statistically almost significant. The participants experienced different grades of visual stress. When individualizing our participants, we found out that the results of the measurements and the answers in the questionnaires were correlative. If the subjects experienced visual stress, the results also showed deterio-ration in the measurements. As our final conclusion we note that watching 3D movies can cause both subjective and objective changes. In order to make generalized conclusions, further research should be carried out with larger number of subjects

Lasten obstruktiivisen uniapnean vaikutus sykevälivaihteluun

Tässä työssä tutkitaan obstruktiivisesta uniapneasta kärsivien lasten sykevälivaihtelua aika- ja taajuustasossa kesällä 2016 kehitetyllä analyysisovelluksella. Sovellus on kehitetty käyttäen R-ohjelmointiympäristöä, minkä ansiosta sovellus on käytettävissä ilmaiseksi osoitteessa http://annahakala.shinyapps.io/HRVdata. Sovellukseen tutustumista varten ohjelmaan on upotettu testidataa, jolle analyysin voi suorittaa. Tässä työssä opastetaan sovelluksen käytössä. Kehitettyä sovellusta käytetään tässä työssä Lasten kuorsaus -tutkimuksessa saadun EKG-aineiston analyysiin. Tutkimuskohteena oli obstruktiivisesta uniapneasta kärsivät lapset sekä heidän terveet verrokkinsa. Tarkoituksena oli selvittää, aiheuttaako obstruktiivinen uniapnea muutoksia lasten sykevälivaihteluun, joka kuvaa autonomisen hermoston tonusta. Tutkimuksessa verrattiin uniapneasta kärsivien lasten normaalin unen aikaista sykevälivaihtelun parametreja N2- ja REM-univaiheissa verrokkien vastaaviin arvoihin. Lisäksi tutkittiin, eroaako uniapneasta kärsivien lasten N2-vaiheen hypopnean aikaiset näytteet heidän normaalin N2-unen näytteistä. Analyysien perusteella uniapneasta kärsivien lasten tunnistaminen verrokeista ei ole mahdollista normaalin unen aikana. Tämä viittaa myös siihen, ettei uniapnea ole aiheuttanut pysyvää haittaa autonomisen hermoston säätelyyn. Hypopneakohtaukset puolestaan olivat erotettavissa normaalista unijaksosta LF-tehon (3173 vs. 489, p = 0,012) sekä LF/HF-suhteen (1,55 vs. 0,34, p = 0,004) perusteella. Muiden parametrien osalta ero ei ollut tilastollisesti merkitsevä. Tulosten perusteella voidaan päätellä, ettei uniapnea aiheuta lapsille pysyvää haittaa autonomiseen hermostoon, vaan apnea- ja hypopneakohtausten estäminen normalisoi sykevälivaihtelun. Uniapnean aikainen tunnistaminen on tärkeää, sillä oireet kuten hidastunut kasvu ja kognitiiviset häiriöt korjaantuvat unen aikaisen hengityksen normalisoinnilla. Tutkimuksessa huomattiin myös, että lapsilla unen aikainen LF/HF-suhteen vaihtelu noudattaa samaa kaavaa kuin aikuisilla: N2-vaiheen unessa suhde on pienentynyt, kun taas REM-vaiheessa suhde on lähes sama kuin hereillä ollessa. Suuremmalla potilasjoukolla olisi myös mahdollista asettaa viitearvot lasten unen aikaiselle sykevälivaihtelulle, sekä diagnostiset kriteerit lasten uniapnealle sykevälivaihtelun perusteella. Jatkotutkimusta siis aiheesta tarvitaan. Tämän opinnäytteen alkuperäisyys on tarkastettu Turnitin OriginalityCheck-ohjelmalla Tampereen yliopiston laatujärjestelmän mukaisesti

Implantable glucose fuel cell as a sensor and a power source – theoretical background and modeling

Tämä diplomityö käsittelee implantoitavaa abioottista glukoosipolttokennoa, jota voidaan käyttää glukoosianturina tai ihmiseen integroidun elektroniikan teholähteenä. Polttokennon toiminta perustuu glukoosin hapettumiseen huokoisella anodilla elektrodimateriaalin katalyyttisen vaikutuksen vuoksi. Katodina toimii sileä elektrodi, ja se katalysoi hapen pelkistymistä vedeksi. Anodin ja katodin välille muodostuu jännite, mikäli ne ovat reaktiospesifejä. Tämän työn taustalla olevan polttokennon reaktiospesifiys on toteutettu huokoisen ja sileän pinnan avulla. Glukoosin hapettuminen on hidas reaktio, ja glukoosimolekyylit pääsevätkin diffuntoitumaan syvälle huokosiin. Hapen pelkistyminen on nopea reaktio, joten happi ei diffuntoidu huokosiin, vaan reagoi sileällä katodilla. Tämä työ esittelee ja selittää ilmiöitä, jotka vaikuttavat abioottisen glukoosipolttokennon toimintaan. Työn suurinta antia on se, että työssä on selvitetty niin kemialliset, fysikaaliset kuin myös fysiologiset ilmiöt niin tarkasti kuin mahdollista, sillä ne kaikki vaikuttavat polttokennoon, mikäli se implantoidaan ihmiskehoon. Työssä käsitellään lyhyesti myös polttokennoon liittyvää eettistä pohdintaa. Työn kokeellisena osuutena on reagoivien molekyylien diffuusion mallintaminen, polttokennon toimiessa anturina ja teholähteenä. Näiden kahden sovelluksen suurimpana erottavana tekijänä on elektrodien koko: Anturin tulee olla mahdollisimman pieni siten, että vielä saadaan luotettavia tuloksia glukoosikonsentraatiosta, kun taas teholähteen tuottaman tehon tulee olla riittävä. Riittävä tehontuotto varmistetaan riittävän suurella pinta-alalla. Lopputuloksena voidaan todeta, että reaktiota rajoittava tekijä on vereen liuenneen hapen konsentraatio. Molekyylien diffuusio rajoittaa reaktiota vielä lisää, kun hapen diffuusio katodille on hidasta. Anturikonfiguraatiossa käytettävät hyvin pienet elektrodit eivät rajoita diffuusiota juurikaan, mutta elektrodien kokoa kasvatettaessa huomataan, että diffuusionopeuteen vaikuttaa se, etteivät molekyylit pysty läpäisemään elektrodia, ja sen kiertäminen diffuusion avulla on hidasta. Voidaan myös todeta valitun mallinnusohjelman soveltuvan polttokennon tarkasteluun myös jatkossa.This is a Master’s Thesis about an implantable abiotic glucose fuel cell, which can be used as a glucose sensor or as a power source for bio-integrated electronics. The functionality of the fuel cell is based on oxidation of glucose molecules on the porous anode, which catalyzes the reaction. In this particular case, the cathode is a smooth surface, which catalyzes oxygen reduction reaction (ORR). If the anode and the cathode are reaction spesific, there will be a voltage between them. In this case the reaction specificity is achieved with a porous and a smooth electrode surface. Glucose oxidation reaction is a sluggish reaction, and the glucose molecules can diffuse into the pores of the anode. Oxygen reduction reaction is a fast reaction, which means that oxygen molecules cannot reach the pores, but reacts on the smooth surface. This thesis presents and explains phenomena affecting the function of the abiotic glucose fuel cell. The main point is to consider chemical, physical and physiological phenomena as precisely as possible, because the fuel cell is supposed to be implantable. There is also an ethical briefing to the bio-integrated electronics. The experimental part of the thesis is modeling the diffusion of the reactive molecules when the fuel cell acts as a sensor and as a power source. The main physical difference between these two applications is the size of the electrodes: The sensor should be as small as possible so that we can still get reliable information about the glucose concentration. When used as a power source, the area of the fuel cell must be large enough to provide enough energy to the electronics. As a result we can say that the most restraining factor is the concentration of oxygen dissolved into the blood. The next limiting phenomenon is diffusion of oxygen molecules to the cathode. The small electrodes used in sensor configuration do not limit the diffusion, but when the area of the electrodes is increased, we noticed that the molecules can no more diffuse past the electrode as quickly as with the smaller electrode. We can also recommend the modeling software for future modeling of glucose fuel cell

Sukupuolittunut kuvasto Bernhard Clairvaux'laisen kirjeissä

This study analyzes the structure and meaning of gendered imagery in Bernard of Clairvaux’s letter collection through a selection of letters that have been dated to the first decade of his career as an abbot. The main question is how Bernard talks about the monastic man living in a monastic community, using gendered imagery in his letters to abbots and monks, and which meanings are given to manhood and womanhood in the context of the collection of letters. During his first decade as an abbot, Bernard had a growing network of influence, which among other things was kept up and expanded through the writing of letters. These letters and their role as an instrument of constructing and promoting a monastic ideal are the point of interest of this dissertation. The focus is on the gendered theology presented in the text and the cultural and historical context in which it was produced. Medieval reality was pronouncedly tied to images: faith and images were indistinguishable from each other, with salvation being directly linked to the symbolic system of iconography. Bernard exemplifies the blurred lines of image, material reality, text and thought in his letters. The gendered imagery of the letters is built around the situation that the letter concerns. In his usage of gendered imagery, he focuses on influencing the reader in a way that would result in the desired interior sensual experience, which then would convert the reader on the path desired by Bernard. In previous research on Bernard’s other texts, it has been proposed that he envisions salvation as participation in divine masculinized transcendence. Based on the gendered theology in the letters, this is only half of the picture. The road to salvation that the letters propose equally involves participation in the divinized feminine flesh of the incarnated Christ. Masculinized transcendence and divinized feminine flesh both need to be present simultaneously in the right order and without mixing in the ideal monk aiming at eternity with God. At times, Bernard transmits gendered theological views that seem undecided but have been chosen for him by the earlier authors he relies on. This results in self-contradicting views in the letters. Womanhood does not solely stand for worldliness or fleshliness in the negative sense and manhood does not signify only goodness of spiritual heights: womanhood and manhood frequently alternate places between these positions without any definite outcome or fixed position in the reversals of the gender binary. Human gendered reality is inherently behind the rhetorical use of gendered imagery. Belief in the incarnation and the resurrection changes the meaning of imperfect and mutable corporality in relation to the supernatural and immutable perfect God into a redemptive affirmation of fleshliness and womanhood. This results in the figures used to express the monastic ideal simultaneously having both masculinity and femininity, forming a differentiated unity of the two. These figures make visible the mystery of the marital union of humanity and divinity in Christ, the unity of the Christ-head and Church-body, which the monk should realize in his life as a monastic man.Väitöskirjassa tarkastellaan Bernhard Clairvaux’laisen kirjeitä ja niiden sukupuolittunutta kuvastoa. Tutkimuksen keskiössä on tekstin sukupuolittunut teologia ja kulttuurihistoriallinen konteksti jossa se on tuotettu. Pääkysymys on, miten Bernhard käyttää sukupuolta rakentaakseen tietynlaisen luostarielämän ihanteen kirjeissä, jotka ajoittuvat hänen apotin uransa ensimmäiselle vuosikymmenelle ja jotka on osoitettu toisille munkeille ja apoteille. 1100-luvun hengellisyys oli luonteeltaan korostetun visuaalista: uskonsisältöjen ilmaisutapa oli mielikuvallista ja sen tarkoituksena oli herättää tekstin lukijassa sisäisiä aistikokemuksia. Kirjeittensä sukupuolittuneen kuvaston ja sen luoman sisäisen kokemuksen kautta Bernhard ohjasi lukijaansa kohti haluttua luostarielämän ihannetta sekä vahvisti omaa kasvavaa asemaansa hengellisenä auktoriteettina. Kirjeitten tapa merkityksellistää sukupuolta on omalaatuinen ja ottaa etäisyyttä naiseuden teologista merkitystä vähättelevään aiempaan perinteeseen, jossa naiseus on nähty merkkinä ihmisen lihallisesta heikkoudesta ja mieheys ihmisyyden täydellisenä ilmentymänä. Bernhardia on aiemmassa tutkimuksessa tulkittu tämän perinteen edustajana hänen muiden tekstiensä valossa. Kirjeissään Bernhard kuitenkin korostaa selkeästi naiseuden merkityksellistä arvoa ihmisen pelastuksen teologiassa ja näyttää tulkitsevan sukupuolet toisiaan täydentäviksi sekä maailman että ruumiin ylösnousemuksen jälkeisen taivaan ikuisuuden tasolla. Kristuksen lihaksi tulemisen myötä naisesta peräisin oleva lihallinen ihmisyys saa myönteisen merkityksen pyhittymiseen pyrkivän sääntökuntalaismiehen todellisuudessa. Ihanteellisessa munkissa on Bernhardin kirjekokoelman valossa sekä naiseutta että mieheyttä oikeassa järjestyksessä ja sekoittumatta, mikä heijastaa lihaksi tulleen Kristuksen olemusta samanaikaisesti ihmisenä ja Jumalana ja tämän kaltaiseksi kasvamista luostarielämässä

Cystatin B deficiency results in sustained histone H3 tail cleavage in postnatal mouse brain mediated by increased chromatin-associated cathepsin L activity

Cystatin B (CSTB) is a cysteine cathepsin inhibitor whose biallelic loss-of-function mutations in human result in defects in brain development and in neurodegeneration. The physiological function of CSTB is largely unknown, and the mechanisms underlying the human brain diseases remain poorly understood. We previously showed that CSTB modulates the proteolysis of the N-terminal tail of histone H3 (H3cs1) during in vitro neurogenesis. Here we investigated the significance of this mechanism in postnatal mouse brain. Spatiotemporal analysis of H3cs1 intensity showed that while H3cs1 in wild-type (wt) mice was found at varying levels during the first postnatal month, it was virtually absent in adult brain. We further showed that the high level of H3cs1 coincides with chromatin association of de novo synthesized cathepsin L suggesting a role for nuclear cathepsin L in brain development and maturation. On the contrary, the brains of Cstb(-/-) mice showed sustained H3cs1 proteolysis to adulthood with increased chromatin-associated cathepsin L activity, implying that CSTB regulates chromatin-associated cathepsin L activity in the postnatal mouse brain. As H3 tail proteolysis has been linked to cellular senescence in vitro, we explored the presence of several cellular senescence markers in the maturing Cstb(-/-) cerebellum, where we see increased levels of H3cs1. While several markers showed alterations in Cstb(-/-) mice, the results remained inconclusive regarding the association of deficient CSTB function with H3cs1-induced senescence. Together, we identify a molecular role for CSTB in brain with implications for brain development and disease.Peer reviewe

Coeffects of diet and neonicotinoid exposure on honeybee mobility and food choice

Malnutrition and pesticide exposure are severe factors contributing to the current losses of honeybee colonies. As these stressors often occur combined, we studied the synergistic effects of different diets and pesticide exposure on food choice and mobility of Apis mellifera. We fed beehives with different food sources and exposed the bees to sublethal doses of thiacloprid. After that three different types of honey and pollen were offered in separate choice assays and behaviour towards food was recorded. Thiacloprid significantly affected the food choice in the honey assay, increasing the bees' preference of polyfloral honey, while pre-pesticide diet had no influence. The pollen choice remained similar regardless of treatments, as bees always preferred polyfloral pollen. Interestingly, pesticide exposure affected bee mobility differently, depending on the previous diet. These results indicate that the diet is an important factor influencing the susceptibility to pesticides.Peer reviewe

Näkökulmia sukupuolen, uskonnon ja historian risteyksestä

Peer reviewe

Automated pose estimation captures key aspects of General Movements at eight to 17 weeks from conventional videos

Aim: General movement assessment requires substantial expertise for accurate visual interpretation. Our aim was to evaluate an automated pose estimation method, using conventional video records, to see if it could capture infant movements using objective biomarkers. Methods: We selected archived videos from 21 infants aged eight to 17 weeks who had taken part in studies at the IRCCS Fondazione Stella Maris (Italy), from 2011 to 2017. Of these, 14 presented with typical low-risk movements, while seven presented with atypical movements and were later diagnosed with cerebral palsy. Skeleton videos were produced using a computational pose estimation model adapted for infants and these were blindly assessed to see whether they contained the information needed for classification by human experts. Movements of skeletal key points were analysed using kinematic metrics to provide a biomarker to distinguish between groups. Results: The visual assessments of the skeleton videos were very accurate, with Cohen's K of 0.90 when compared with the classification of conventional videos. Quantitative analysis showed that arm movements were more variable in infants with typical movements. Conclusion: It was possible to extract automated estimation of movement patterns from conventional video records and convert them to skeleton footage. This could allow quantitative analysis of existing footage.Peer reviewe

Phase-Matched Second-Harmonic Generation from Metasurfaces Inside Multipass Cells

We demonstrate a simple and scalable approach to increase conversion efficiencies of nonlinear metasurfaces by incorporating them into multipass cells and by letting the pump beam to interact with the metasurfaces multiple times. We experimentally show that by metasurface design, the associated phase-matching criteria can be fulfilled. As a proof of principle, we achieve phase matching of second-harmonic generation (SHG) using a metasurface consisting of aluminium nanoparticles deposited on a glass substrate. The phase-matching condition is verified to be achieved by measuring superlinear dependence of the detected SHG as a function of number of passes. We measure an order of magnitude enhancement in the SHG signal when the incident pump traverses the metasurface up to 9 passes. Results are found to agree well with a simple model developed to estimate the generated SHG signals. We also discuss strategies to further scale-up the nonlinear signal generation. Our approach provides a clear pathway to enhance nonlinear optical responses of metasurface-based devices. The generic nature of our approach holds promise for diverse applications in nonlinear optics and photonics