Scriptiebank overzicht

Wide-field-of-view (WFOV) imaging systems are highly valued for space-based
observation. They are particularly challenging to design due to the presence of
off-axis aberrations. This thesis presents three novel wide-field-of-view (WFOV)
ultraviolet (UV) imaging architectures for the Mars Imager for Dust and Ice
clouds Monitoring (MIDIM): a 2D non-scanning multispectral imager, a 2D
scanning multispectral imager, and a 1D pushbroom multispectral imager. The UV
spectral range is intended and optimized for climate monitoring of Mars, including
atmospheric circulation and dynamics, dust cycles and storms, and water cycles,
clouds, and atmospheric chemistry.
Our research work tackles the optical design of WFOV UV imagers, exploring
different configurations and benefiting from freeform optical design. The key
challenges we faced were dealing with the off-axis aberrations due to the wide
fields, vignetting, and angle-of-incidence (AOI) reduction, while still keeping the
designs manufacturable and within the packaging requirements. Furthermore, the
UV operation range further increased the complexity and difficulty of the design as
the optical throughput needs to be increased due to low radiometric signals paired
with the small Airy disk compared to larger wavelength ranges. Finally, to ensure a
manufacturable design, a design-for-manufacturing approach was adopted, taking
system tolerances into account.
The 2D scanning multispectral imager showed the most optimal performance
despite its increased system complexity, such as the inclusion of a scan mirror,
while the 2D non-scanning multispectral imager showed the worst nominal
and radiometric performance. The 1D pushbroom multispectral imager showed
a comparable nominal performance to the 2D scanning system. However,
it lacked the tolerance robustness. The 2D scanning multispectral imager
shows an unprecedented performance featuring a WFOV of 48° × 10°, spatial
resolution of 2.50 km, F/# of 4.63, 80% of the encircled energy confined within
a radius of 2.15 µm, distortion of 7.30%, MTF ≥ 0.91 at 50 cycles/mm, volume of
170 × 150× 135 mm³, and smeared spatial resolutions between 5.96 km and
12.06 km for an SNR of 100 at 220 nm on Mars.
This work presents the full optical design methodology and results, adopting a
design for manufacturing approach, taking into account the path towards further
prototyping of the design. Consequently, with our research, we hope to pave
the way towards a novel UV space-based imaging telescope, enhancing space
exploration.

Zwaartekrachtsdetectoren zoals Virgo meten uiterst kleine lengteveranderingen in hun kilometerslange laserarmen om zwaartekrachtsgolven van botsende zwarte gaten en neutronensterren te detecteren. De betrouwbaarheid van deze metingen (massa, afstand en locatie van de bron) hangt volledig af van de nauwkeurigheid waarmee het instrument geijkt is. Een bekende bron van systematische fouten is verstrooid licht: een klein deel van het laserlicht lekt door de eindspiegels van de detector en kan, wanneer het weerkaatst en opnieuw de arm binnendringt, een echte zwaartekrachtsgolf nabootsen.

Deze scriptie onderzoekt of dit ongewenste effect net bewust kan worden opgewekt en gebruikt als onafhankelijke ijkingsmethode. Een piëzo-elektrisch plaatje, geplaatst achter de eindspiegel, wordt op een gekozen frequentie in trilling gebracht om gecontroleerd verstrooid licht te genereren. Twee sensoren, één ter hoogte van het plaatje, één aan het einde van de detector, meten het resulterende signaal, waarna een zelfijkende methode toelaat om het spiegellek te berekenen.

Simulaties tonen aan dat deze methode, ondanks de beperkte tijdsvensters waarin het signaal bruikbaar is, het spiegellek kan bepalen met een nauwkeurigheid van ruim onder één procent, over een breed bereik van trilfrequenties. Een prototype van het plaatje en zijn positioneersysteem werd gebouwd en getest, wat een onverwacht thermisch probleem blootlegde: het kale oppervlak absorbeert te veel laserlicht en warmt op in vacuüm. Een reflecterende coating (spectralon) wordt voorgesteld als oplossing.

Eenmaal operationeel op Virgo, biedt deze methode een volledig onafhankelijke ijkingscontrole naast bestaande technieken, en draagt ze zo bij aan de betrouwbaarheid van toekomstige zwaartekrachtgolfdetecties.

Sarcomen zijn zeldzame kankers die ontstaan in bindweefsel zoals bot, spier en vet. Door hun grote genetische diversiteit is een correcte diagnose vaak complex en vereist ze meerdere aparte moleculaire testen (FISH, copy number-analyse, RNA-sequencing), die elk maar een deel van het genetische plaatje tonen.
Deze masterthesis onderzocht of Optical Genome Mapping (OGM), een nieuwe techniek die het DNA rechtstreeks visualiseert in plaats van het uit te lezen, dit diagnostische traject kan vereenvoudigen. OGM werd toegepast op rhabdomyosarcoom-cellijnen en op patiënt-afgeleide tumoroïden, en de resultaten werden vergeleken met de klassieke cytogenetische technieken. Daarnaast werd het protocol voor het isoleren van ultra-hoogmoleculair DNA uit primair tumorweefsel geoptimaliseerd, aangezien dit de belangrijkste praktische hindernis bleek voor een betrouwbare toepassing van de techniek.
De resultaten tonen dat OGM klinisch relevante afwijkingen kan detecteren in één enkele test, waaronder de kenmerkende PAX3::FOXO1-fusie bij rhabdomyosarcoom en complexe genomische herschikkingen bij een maligne perifere zenuwschedetumor (MPNST), met volledige overeenstemming met de standaardtechnieken. Tegelijk bleek de kwaliteit van het DNA sterk af te hangen van weefseltype, staalgrootte en de tijd tussen operatie en invriezing, factoren die nu voor het eerst systematisch in kaart werden gebracht.
Deze thesis toont aan dat OGM een waardevolle aanvulling kan zijn op de bestaande diagnostische aanpak bij sarcomen, en legt de basis voor verdere optimalisatie richting klinische implementatie.

Mycotoxinen—kankerverwekkende gifstoffen geproduceerd door bepaalde schimmels—vormen een ernstige bedreiging voor de voedselveiligheid door contaminatie van basisgewassen zoals tarwe en maïs. Deze masterproef ontwikkelt een snelle, niet-destructieve en niet-invasieve detectiemethode die optische spectroscopie combineert met machine learning om meerdere mycotoxinen tegelijk op voedingsproducten te detecteren. Door fluorescentie- en reflectantiespectroscopie te integreren met golflengte-selectie toont het werk aan dat zowel classificatie- als regressiemodellen aan de regelgeving kunnen voldoen met slechts de 10 meest informatieve golflengten, terwijl classificatienauwkeurigheden van >90% haalbaar blijven. Dit minimalistische sensorkoncept maakt real-time triage en batchbrede monitoring mogelijk, zowel inline in industriële processen als in-field.

Ik heb een ruimtespectrometer ontworpen voor het monitoren van klimaatverandering die betere prestaties levert dan de state-of-the-art in elk domein. De omvang is 90 keer kleiner, waardoor de satelliet in één CubeSat-eenheid past. De ruimtelijke resolutie is beter (<5 km) voor een swathbreedte van 1000 km groter voor een totaal van 3700 km. En het geanalyseerde spectrum is veel groter.

Lianen zijn structurele parasieten die bomen beklimmen om toegang te krijgen tot de bovenste bladerdaklaag. Hun abundantie en biomassa nemen toe in de Neotropen, wat waarschijnlijk de werking van deze tropische gebieden beïnvloedt. Lianen hebben minder structureel weefsel en beperken de groei van bomen, waar door de aangetaste bossen minder koolstof vastleggen. Hun bladreflectie is gemiddeld hoger dan die van bomen, wat de spectrale signatuur van de tropische bossen verandert.
Deze studie onderzoekt de structurele en biochemische bladkenmerken van lianen en bomen in een secundair tropisch regenwoud in Panama. De onderzochte kenmerken omvatten bladdikte, equivalente waterdikte (C), bladmassadichtheid (LMA) en koolstof- en stikstofgehalte, evenals hun stabiele isotopen δ13C en δ15N. Daarnaast wordt de bladreflectie tussen 350 en 2500 nm onderzocht, met de focus op verschillen tussen de twee groeivormen en hoe deze kenmerken variëren met seizoensveranderingen. Door een combinatie van bladkenmerkmetingen en hyperspectrale reflectiegegevens, werden statistische testen en lineaire gemengde effectenmodellen gebruikt om de gegevens te analyseren.
De resultaten onthullen significant lagere LMA, C en δ13C-gehalte voor lianen dan voor bomen. Seizoensgebondenheid heeft geen significant effect op de bladkenmerken. De reflectie van lianenbladeren is significant hoger dan die van bomen in twee van de vier waterbanden in het kortgolvig infraroodgebied en het groene gebied. Daarnaast beïnvloeden seizoensvariaties de reflectie-eigenschappen van bomen. Ze blijken significant verschillende reflecties te hebben tussen seizoenen in de twee overgebleven waterbanden en het nabij-infraroodgebied. Lianen daarentegen worden niet significant beïnvloed door seizoensgebondenheid in de vooraf bepaalde banden. De Kullback-Leiber divergentie van de reflectiespectra tussen seizoenen is meer dan 4 keer groter voor bomen dan voor lianen. Deze bevindingen suggereren dat onderzoek naar de reflectie van boombladeren seizoensgebondenheid in aanmerking moet nemen. Voor lianen daarentegen lijkt de reflectie weinig beïnvloed door seizoensgebondenheid. Zowel de bladkenmerken als de reflectie van lianen lijken stabiel te zijn gedurende het natte en droge seizoen.
Onze bevindingen suggereren dat de onderscheidende structurele en biochemische kenmerken van lianen en bomen een cruciale rol spelen in hun ecologische strategieën en interacties binnen het bosecosysteem. Verder benadrukt de studie het potentieel van hyperspectrale reflectie als een proxy voor het monitoren van blad v kenmerken. Deze inzichten dragen bij aan een beter begrip van de ecologische rollen van lianen en bomen en hun reacties op milieuveranderingen, wat essentieel is voor het voorspellen van de gevolgen van klimaatverandering voor tropische bosecosystemen

Bloedbaaninfecties zijn een groot probleem. Je wordt er niet alleen ziek van, ze kunnen ook dodelijk zijn zonder de juiste behandeling. Deze scriptie gaat over het ontwerpen van mogelijke verbeteringen aan een testapparaat voor het opsporen van bloedbaaninfecties.

Het genereren van fysisch correcte beelden in video games is computationeel gezien een zeer zware taak. Om dit mogelijk te maken, wordt er gebruik gemaakt van het zogenaamde path tracing of ray tracing algoritme. In deze scriptie bekijken we hoe we het path tracing algoritme schaalbaar kunnen maken voor vele gebruikers, waarbij de berekeningen gedaan worden door een centrale server.

Deze scriptie onderzoekt de raakvlakken tussen competenties inzake wiskunde en de transversale sleutelcompetentie 16: Cultureel bewustzijn en culturele expressie. Daaruit vloeide een uitbreidingsbundel, voor de eerste graad A-stroom, die de leerinhouden van transformaties aanhaalt door middel van islamitische kunst.

De alomtegenwoordige OLED kampt vandaag de dag nog steeds met moeilijkheden, zoals een lage praktische efficiëntie en een uniform stralingspatroon. Een adequate oplossing zijn microlenzen, maar de productie ervan is duur, complex, inflexibel en daardoor ongeschikt voor massaproductie. Deze masterproef ontwikkelde daarom een kostenefficiënte lensmatrixfolie op basis van inkjetprinten.

In dit werk werd de optimale methode gevonden om de beweging van een minuscuul spiegeltje op veren te meten, door er licht op af te sturen. Door met minder licht de beweging preciezer te meten, kan de beweging ook tegengewerkt worden. Als het spiegeltje bijna stilstaat, kan het in een kwantumtoestand gebracht worden: een toestand waarbij het op twee plaatsen tegelijk kan zijn.

Het doel van deze thesis is het leveren van een trackingsysteem dat de gebruiker toelaat zijn invoerapparaat te tracken terwijl deze een head-mounted virtual reality display gebruikt.
De meeste huidige trackingsystemen maken gebruik van dure hardware, zijn beperkt tot één specifiek apparaat of kunnen de hoge framerate vereist voor virtual reality niet bijhouden.
Het trackingsysteem ontwikkeld in deze thesis tracht dit op te lossen met een infrarood stereo trackingsysteem gebruik makend van consumentenhardware, waarmee de gebruikers hun invoerapparaat terug kunnen vinden zonder de immersie te breken.

Deze masterproef gaat na of het mogelijk is om zinkvonken (EDM) toe te passen op koolstofcomposiet (CFRP). Er is over dit onderwerp weinig literatuur beschikbaar. Daarom wordt gestart met enkele experimenten. Deze tonen aan dat industrieel CFRP (???? = 0,01Ωcm) bewerkbaar is met vonkerosie. Een ruimer opgezet experimenteel onderzoek, bestudeert in tweede instantie de optredende materiaalafnamemechanismen en de invloed van het vonkproces op het materiaal. De volgende experimentele randvoorwaarden zijn daarbij van toepassing: een koperelektrode (Ø = 10mm) met negatieve polarisatie die 1mm diep vonkt. Een parameterbereik met stroom van 1 tot 65A en pulsduur van 0,8 tot 200µs. Verder wordt een machinefunctionaliteit gebruikt waardoor overige parameters automatisch optimaal worden geregeld. Het resultaat wordt onderzocht via een spaananalyse en microscopie, en SEM en EDX analyses toegepast op bewerkte doorsneden en oppervlakken. Dit laat toe om vier mogelijke optredende materiaalafnamemechanismen te verklaren. De verschillende experimenten resulteren ook in twee optimale vonktechnologieën. Met een statistische analyse wordt de relatie tussen de procesparameters en een aantal uitgangsgrootheden (MRR, Ra en randkwaliteit) onderzocht. De studie wordt afgerond met het onderzoeken van het effect van polarisatie; de invloed van een grafietelektrode; en een analyse van stroom en spanningspulsen via pulsmonitoring.

Zonne-energie 2.0: transparant, flexibel en goedkoopOveral in Vlaanderen zie je ze tegenwoordig op de daken liggen, die typische blauwzwarte silicium zonnepanelen. Zonne-energie wordt dan ook beschouwd als een van de beloftevolste hernieuwbare energiebronnen en er wordt volop op ingezet in de strijd tegen de klimaatopwarming. Enig idee hoeveel al die zonnepanelen nu werkelijk bijdragen tot de totale elektriciteitsproductie wereldwijd? Slechts 0.9%. Met andere woorden, bijna niets.

Snelle racecircuits voor licht in computerchipsLaptops, smartphones en tablets worden allen ontworpen onder het motto: “less is more”. De computerchips in deze toestellen verwerken informatie alsmaar sneller met minder en dunnere materialen. In deze toepassingen worden lichtgolven steeds vaker gebruikt als informatiedrager. Jammer genoeg is het bijzonder moeilijk om licht binnen het beperkte volume van een chip efficiënt te manipuleren.

Stel, morgen bestel je bij je favoriete webshop een nieuwe smartphone. Enkele dagen later wordt het pakketje bij je thuis geleverd. Dolenthousiast maak je het open, maar wat blijkt? Het bevat helemaal geen smartphone, maar wel een haardroger. Ergens liep iets mis bij de afhandeling van je bestelling. Teleurgesteld meld je het probleem bij de klantendienst, en na veel geduld te hebben geoefend, krijg je uiteindelijk toch nog je nieuwe telefoon in handen. Vroeg of laat krijgt elke handelaar met dit soort misverstanden te kampen.

Van smartphone en tablet naar voorleesloep voor blinden en slechtziendenHet schrift, dat 5000 jaar geleden werd uitgevonden, is onze belangrijkste vorm van informatie en communicatie. We denken dan automatisch aan boeken, tijdschriften en kranten, maar het schrift gaat veel verder. Ingrediënten op een verpakking, een vliegticket, een lottobiljet, etc. Kortom, het schrift is nog nauwelijks weg te denken uit onze maatschappij. Er is natuurlijk een probleem als de lezer de tekens niet meer kan zien.

 Hoe herken je een valse robijn? Het geheim ontrafeld.Al van in de tijd van de Egyptenaren wordt aan edelstenen een zeer hoge waarde toegekend. Deze is te verklaren door het te lage aanbod dat de vraag niet kan volgen. In de modernere tijden zijn synthetische edelstenen op de markt gekomen met dezelfde samenstelling en eigenschappen om dit gat in de markt op te vullen. Deze synthetische stenen worden nu verkocht aan de prijs van de authentieke edelstenen hoewel deze minder kosten in productie en op zich lager in waarde geacht worden omdat ze namaak zijn.

Een toonaangevend onderzoek...Muziek heeft altijd al een belangrijke rol gespeeld in het menselijk leven. Elke cultuur heeft zijn eigen muziek en muziekinstrumenten, en of je nu houdt van klassiek, hiphop of jazz, muziek spreekt iets unieks aan in ieder van ons. Maar hoe wordt muziek nu eigenlijk gegenereerd? Waar haalt een instrument zijn unieke klank vandaan? En hoe kan deze klank worden geoptimaliseerd? Ondanks het lange bestaan van muziekinstrumenten zijn hier nog steeds veel onduidelijkheden over.

 
Ontwerp en realisatie van een geminiaturiseerde elektronische lock-in detectiemodule voor het meten van biomoleculen in
fotonische ‘lab-on-a-chip’ systemen
 
 
‘Lab-on-a-chip’ (LOC) componenten integreren chemische processen op een chip met een oppervlakte die niet groter is dan enkele vierkante cm. LOC systemen worden sinds enkele decennia ontwikkeld en zijn voornamelijk geschikt voor ‘in-the-field’ toepassingen.
De miniaturisatie en integratie van de processen maakt bijvoorbeeld ‘point-of-care’ applicaties mogelijk.

 
Vincent Ginis
 
De relativiteit van de elektromagnetische realiteit, of hoe de gevangenis kleiner kan zijn dan de gevangene
 
 
 
Albert Einstein werd in 1915 een beroemdheid met zijn algemene relativiteitstheorie: een totaal nieuwe benadering voor de beschrijving van de zwaartekracht. Een kleine eeuw later blijft zijn werkwijze nog zeer actueel nu blijkt dat deze beschrijving ook toepassingen kent in de fotonica, de wetenschap van het licht.

 
Halfgeleider ringlaser: de toekomst in optische dataverwerking
 
Halfgeleider lasers maken een zeer belangrijk deel uit van de hedendaagse technologie
en zijn omnipresent in het dagelijkse leven. Ze zijn veruit het meest voorkomende type
laser en zullen ongetwijfeld nog gedurende lange tijd een zeer belangrijke rol spelen in
toekomstige technologische ontwikkelingen. Zo kunnen lasers beschouwd worden als
een van de sleutelelementen in de overgang van elektronische naar optische
dataverwerking.