COMPUTATIONAL OPTIC AND DIGITAL CONTROL OF LIGHT BEAMS. APPLICATIONS IN IMAGE THROUGH CLOUDY MEDIA AND IN LASER SYNTHESIS OF NANOMATERIALS (Q3145477)
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Project Q3145477 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | COMPUTATIONAL OPTIC AND DIGITAL CONTROL OF LIGHT BEAMS. APPLICATIONS IN IMAGE THROUGH CLOUDY MEDIA AND IN LASER SYNTHESIS OF NANOMATERIALS |
Project Q3145477 in Spain |
Statements
60,500.0 Euro
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121,000.0 Euro
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50.0 percent
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30 December 2016
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29 December 2019
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UNIVERSIDAD JAUME I
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39°59'9.71"N, 0°2'15.86"W
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12040
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LA CONTRIBUCION DE LA FOTONICA Y LAS TECNOLOGIAS BASADAS EN EL EMPLEO DE LA LUZ EN LA RESOLUCION DE LOS RETOS A LOS QUE SE ENFRENTA LA SOCIEDAD ACTUAL EN AREAS TALES COMO LA GENERACION DE ENERGIA, LA EFICIENCIA ENERGETICA, EL ENVEJECIMIENTO SALUDABLE DE LA POBLACION, EL CAMBIO CLIMATICO Y LA SEGURIDAD ES CADA VEZ MAYOR. ESTE HECHO SUSCITA UNA GRAN ACTIVIDAD CIENTIFICA E INNOVADORA DIRIGIDA A MEJORAR LAS PRESTACIONES QUE PRESENTAN LOS DISPOSITIVOS FOTONICOS. EL CONTROL INTELIGENTE DE LA PROPAGACION DE LA LUZ ES, SIN LUGAR A DUDAS, UNA DE LAS CUESTIONES CLAVE EN CURSO PARA SUPERAR LAS LIMITACIONES ACTUALES DE ESTAS TECNOLOGIAS. LOS MODULADORES ESPACIALES DE LUZ SON DISPOSITIVOS QUE PROPORCIONAN UN CONTROL DIGITAL DE LA LUZ, PERMITIENDO LA GENERACION DE PATRONES LUMINOSOS CON CARACTERISTICAS PERFECTAMENTE CONTROLABLES POR EL USUARIO. EN ESTA DIRECCION, EXISTE LA NECESIDAD DE DESARROLLAR NUEVOS PARADIGMAS EN OPTICA COMPUTACIONAL QUE PERMITAN OBTENER EL MAXIMO PROVECHO A LAS ENORMES PRESTACIONES QUE LA ELECTRONICA DE CONSUMO HA CONSEGUIDO ALCANZAR EN LA FABRICACION DE ESTOS DISPOSITIVOS. TAL ES EL CASO DE LOS SISTEMAS DIGITALES BASADOS EN MATRICES DE MICROESPEJOS, QUE SON CAPACES DE OPERAR A FRECUENCIAS DE REFRESCO POR ENCIMA DE 50 KHZ EN RANGOS ESPECTRALES QUE SE EXTIENDEN DESDE EL ULTRAVIOLETA CERCANO HASTA EL INFRARROJO CERCANO. EL EMPLEO COMBINADO DE MODELOS FISICOS AVANZADOS Y ALGORITMOS NUMERICOS CREATIVOS Y EFICIENTES, BASADOS EN MUESTREO COMPRESIVO (COMPRESSIVE SENSING) O APRENDIZAJE PROFUNDO (DEEP LEARNING), ES UN HITO QUE CONTRIBUIRA A EXTENDER SIGNIFICATIVAMENTE LA GAMA DE APLICACIONES DE LA FOTONICA. _x000D_ _x000D_ ESTE PROYECTO DESARROLLA UNA NUEVA FAMILIA DE DISPOSITIVOS FOTONICOS A PARTIR DEL DISEÑO SIMULTANEO DEL SISTEMA OPTICO Y LOS ALGORITMOS DE PROCESADO DE LA INFORMACION. UNO DE LOS ELEMENTOS CLAVE DEL PROYECTO ES LA ELABORACION DE ALGORITMOS BASADOS EN EL CONCEPTO DE MUESTRO COMPRESIVO, QUE RESULTA FUNDAMENTAL PARA LA OBTENCION DE IMAGENES DE OBJETOS SUMERGIDOS EN EL INTERIOR DE UN MEDIO COMPLEJO (VISUALMENTE OPACO) A VELOCIDADES DE VIDEO MEDIANTE UNA CAMARA DE UN SOLO PIXEL. ESTA META ES ESPECIALMENTE RELEVANTE EN MEDICINA. EN CONCRETO, EL PROYECTO PROPORCIONARA INSTRUMENTACION QUE PERMITIRA LA FORMACION DE IMAGENES DE ALTA RESOLUCION A TRAVES DE MEDIOS TURBIOS, ALCANZANDO REGIONES PROFUNDAS QUE VAN MAS ALLA DEL CENTIMETRO Y PERMITIENDO LA VISUALIZACION DE EVENTOS DINAMICOS COMO LOS QUE SE REQUIREN PARA LA MONITORIZACION DE SISTEMAS BIOLOGICOS "IN VIVO". EN UN ESCENARIO COMPLEMENTARIO, LA CORRECCION ADAPTATIVA DE LAS DISTORSIONES DE UN HAZ LASER PULSADO DE FEMTOSEGUNDO PERMITIRA EL PROCESADO PRECISO DE MATERIALES, REDUCIENDO AL MINIMO EFECTOS NO LINEALES SECUNDARIOS QUE REDUCEN LA CALIDAD Y TASA DE PRODUCCION DE NANOPARTICULAS. EN ESTE SENTIDO, EL PROYECTO TAMBIEN PROPORCIONARA NUEVOS DISPOSITIVOS PARA LA SINTESIS POR ABLACION LASER DE NANOFLUIDOS, DONDE LOS ALGORITMOS DE OPTICA COMPUTACIONAL PERMITIRAN GANAR CONTROL SOBRE EL MECANISMO DE LA ABLACION Y, COMO RESULTADO, SOBRE EL TAMAÑO Y LA DISTRIBUCION DE LAS NANOPARTICULAS COLOIDALES. NOS PROPONEMOS FABRICAR NANOFLUIDOS QUE PUEDAN USARSE COMO ABSORBENTES VOLUMETRICOS DE RADIACION Y COMO MEDIOS QUE PERMITAN LA TRANSMISION DE CALOR EN APLICACIONES DE CAPTACION DE ENERGIA SOLAR, ASI COMO LA FABRICACION DE NANOMATERIALES FUNCIONALIZADOS COMO SENSORES OPTICOS PARA MONITORIZACION COLORIMETRICA DE DIVERSOS PARAMETROS DE INTERES BIOMEDICO. (Spanish)
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THE CONTRIBUTION OF PHOTONICS AND TECHNOLOGIES BASED ON THE USE OF LIGHT IN SOLVING THE CHALLENGES FACING TODAY’S SOCIETY IN AREAS SUCH AS ENERGY GENERATION, ENERGY EFFICIENCY, HEALTHY POPULATION AGEING, CLIMATIC CHANGE AND SECURITY IS INCREASING. THIS GIVES RISE TO A GREAT SCIENTIFIC AND INNOVATIVE ACTIVITY AIMED AT IMPROVING THE PERFORMANCE OF PHOTONIC DEVICES. INTELLIGENT CONTROL OF LIGHT PROPAGATION IS UNDOUBTEDLY ONE OF THE KEY ISSUES UNDER WAY TO OVERCOME THE CURRENT LIMITATIONS OF THESE TECHNOLOGIES. SPACE LIGHT MODULATORS ARE DEVICES THAT PROVIDE DIGITAL CONTROL OF LIGHT, ALLOWING THE GENERATION OF LUMINOUS PATTERNS WITH CHARACTERISTICS PERFECTLY CONTROLLABLE BY THE USER. IN THIS DIRECTION, THERE IS THE NEED TO DEVELOP NEW PARADIGMS IN COMPUTATIONAL OPTIC TO OBTAIN THE MAXIMUM BENEFIT TO THE ENORMOUS PERFORMANCE THAT THE CONSUMER ELECTRONICS HAS ACHIEVED IN THE MANUFACTURE OF THESE DEVICES. SUCH IS THE CASE FOR DIGITAL SYSTEMS BASED ON MICROMIRROR MATRICES, WHICH ARE CAPABLE OF OPERATING AT REFRESH FREQUENCIES ABOVE 50 KHZ IN SPECTRAL RANGES EXTENDING FROM NEAR ULTRAVIOLET TO NEAR-INFRARED. THE COMBINED USE OF ADVANCED PHYSICAL MODELS AND CREATIVE AND EFFICIENT NUMERIC ALGORITHMS, BASED ON COMPRESSIVE SENSING OR DEEP LEARNING, IS A MILESTONE THAT WILL CONTRIBUTE TO SIGNIFICANTLY EXTENDING THE RANGE OF APPLICATIONS OF PHOTONICA. _x000D_ _x000D_ this PROJECT DEVELOPS A NEW FAMILY OF Photonic DISPOSITIVES TO PART OF THE SIMULTANEO DESIGN OF THE OPTIC SYSTEM AND THE PROCESSING ALGORITMS OF INFORMATION. ONE OF THE KEY ELEMENTS OF THE PROJECT IS THE ELABORATION OF ALGORITHMS BASED ON THE CONCEPT OF COMPRESSIVE DISPLAY, WHICH IS FUNDAMENTAL FOR OBTAINING IMAGES OF SUBMERGED OBJECTS INSIDE A COMPLEX MEDIUM (VISUALLY OPAQUE) AT VIDEO SPEEDS USING A SINGLE PIXEL CAMERA. THIS GOAL IS ESPECIALLY RELEVANT IN MEDICINE. SPECIFICALLY, THE PROJECT WILL PROVIDE INSTRUMENTATION THAT WILL ALLOW THE FORMATION OF HIGH RESOLUTION IMAGES THROUGH CLOUDY MEANS, REACHING DEEP REGIONS THAT GO BEYOND THE CENTIMETER AND ALLOWING THE VISUALISATION OF DYNAMIC EVENTS SUCH AS THOSE REQUIRED FOR THE MONITORING OF BIOLOGICAL SYSTEMS “IN VIVO”. IN A COMPLEMENTARY SCENARIO, THE ADAPTIVE CORRECTION OF THE DISTORTIONS OF A PULSED FEMTOSECOND LASER BEAM WILL ALLOW THE PRECISE PROCESSING OF MATERIALS, REDUCING TO THE MINIMUM NONLINEAR SECONDARY EFFECTS THAT REDUCE THE QUALITY AND PRODUCTION RATE OF NANOPARTICULATES. IN THIS SENSE, THE PROJECT WILL ALSO PROVIDE NEW DEVICES FOR NANOFLUID LASER ABLATION SYNTHESIS, WHERE COMPUTATIONAL OPTIC ALGORITHMS WILL ALLOW GAINING CONTROL OVER THE ABLATION MECHANISM AND, AS A RESULT, OVER THE SIZE AND DISTRIBUTION OF COLLOIDAL NANOPARTICULAES. WE INTEND TO MANUFACTURE NANOFLUIDS THAT CAN BE USED AS VOLUMETRIC RADIATION ABSORBENTS AND AS MEANS THAT ALLOW THE TRANSMISSION OF HEAT IN APPLICATIONS OF SOLAR ENERGY CAPTURE, AS WELL AS THE MANUFACTURE OF NANOMATERIALS FUNCTIONALISED AS OPTICAL SENSORS FOR COLORIMETRIC MONITORING OF VARIOUS PARAMETERS OF BIOMEDICAL INTEREST. (English)
12 October 2021
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Castellón de la Plana/Castelló de la Plana
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Identifiers
FIS2016-75618-R
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