• תגיות:

אלמנטים אופטים משטחיים

מחקר פורץ דרך שפורסמם בעיתון היוקרתי – Nature Communications בנושא אלמנטים אופטים משטחיים של ד"ר טל אלנבוגן מהמחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית בבית הספר להנדסת חשמל בפקולטה להנדסה ע"ש פליישמן ואורי אביו סטודנט לתואר שני בבית הספר להנדסת חשמל.

 

לצלם עם עדשות דקות פחות מעובי של שערה.

עדשות קמורות הן אבן הבסיס בכל מכשיר אופטי כמו מצלמות, מיקרוסקופים, טלסקופים וכו'. בד"כ נדרשות מספר רב של עדשות כאלה על מנת לקבל תמונה באיכות גבוהה. אחת הסיבות לכך היא שכאשר  אנו רוצים לדמות (image) תמונה לא מונוכרומטית, כמו למשל בצילום באור יום, אורכי הגל השונים המרכיבים את האור הלבן ייתמקדו למקומות מעט שונים ונקבל תמונה מעוותת. תופעה זו, הקרוייה אברציות כרומטיות chromatic aberration)), מסבכת (ולכן גם מייקרת) את התכנון של מכשירים אופטים, ובנוסף גם מגבילה את העובי המינימלי של המכשיר, כמו למשל בטלפונים חכמים. בעיה זו יוצרת דרישה הולכת וגוברת למציאת תחליפים דקים יותר לעדשות אלה, תוך כדי שמירה על איכות מיקוד האור ועלות ייצור נמוכה.

שלוש עדשות לצבע לבצע אחר

בעבודה שפורסמה בעיתון היוקרתי Nature Communications, הראו אורי אביו וד"ר טל אלנבוגן מהמעבדה לננו אלקטרו-אופטיקה באוניברסיטת תל אביב בשיתוף עם ד"ר אוקלידס אלמידה ופרופ' יחיעם פריאור ממכון וויצמן, כיצד ניתן להשתמש בשלוש שכבות אולטרא-דקות של מטה-משטחים, על מנת לייצר עדשה מתוקנת אברציות כרומטיות. בעדשה זו, השתמשו החוקרים בננוטכנולוגיה על מנת לכתוב מערכים של ננו אנטנות העשוית ממתכות שונות, המגיבות לאור הנראה בצורה ייחודית. באמצעות שילוב של שלוש שכבות של מטה- משטחים אלה הצליחו החוקרים להרכיב שלוש עדשות שונות, אשר כל אחת מיועדת לצבע אחר, וביחד ממקדות אור לבן לנקודה אחת, וכל זאת במבנה בעובי של פחות ממאית עובי השערה. בנוסף הראו החוקרים מגוון של רכיבים אופטיים נוספים מבוססים על הטכנולוגיה החדשה. רכיבים אופטיים כאלו מהווים מוקד התעניינות בתעשייה לצורך פיתוחי מצלמות ואלמנטים אופטיים ממוזערים.

לכתבה המלאה: Composite functional metasurfaces for multispectral achromatic optics

שחף דוניו, סטודנטית לתואר שני במסלול הישיר של הפקולטה להנדסה, חוקרת את נושא הפרטיות ואבטחת מידע בערים חכמות

17 ספטמבר 2017
פרטיות ואבטחת מידע בערים חכמות
פרטיות ואבטחת מידע בערים חכמות

שחף דוניו, סטודנטית לתואר שני במסלול הישיר בקבוצת המחקר של ד"ר ערן טוך, קיבלה מלגת פרס מעיריית תל אביב. המלגה, לזכרה של ד״ר אטל פרידמן, מנהלת המרכז למחקר כלכלי וחברתי בעיריית תל אביב, ניתנת לשתי עבודות מחקר בשנה. בתיאור המלגה, העירייה ציינה כי הצעות רבות מתחומי הממשל, תכנון עירוני, גיאוגרפיה, וקיימות. הוקמה ועדה שדירגה את כל המועמדים לפי רלוונטיות לעירייה, מקוריות, מתודולוגית מחקר. מתוך 20 עבודות, 4 עבודות עלו לועדת ההיגוי בראשות סמנכ"ל תכנון של עיריית תל אביב ולבסוף נבחרו 2 עבודות - שאחת מהן של שחף דוניו. 

 

הטקס וחלוקת הפרסים התקיימה בתאריך ה12/07 במוזיאון ארץ ישראל. הפרס הוענק לשחף עבור עבודתה המחקרית בנושא ״אבטחת מידע ופרטיות בערים חכמות״ בהנחיית ד"ר ערן טוך ובשיתוף פעולה עם פרופ' מיכאל בירנהאק, פרופ' איסי רוזן צבי וד"ר טלי חתוקה.

 

עבודת המחקר לומדת את עמדות והתנהגות התושבים כלפי העיר החכמה מהיבטי שימושיות, פרטיות, אבטחת מידע, טכנולוגיה ודמוגרפיה, במטרה להבין איך תושבים בשכונות שונות תופסים את העיר החכמה ומשתמשים בשירותיה. כתוצאה, אנו יכולים לבחון אסטרטגיות מגוונות עבור אוכלוסיות שונות בעיר על מנת לקדם את השיוויוניות והנגישות לשירותים בין כלל תושבי העיר החכמה.

שחף דוניו במעמד קבלת הפרס

עבודת הדוקטורט של שלומי ליטמן, מבית הספר להנדסת חשמל, פורסמה בעיתון היוקרתי Optica

 

  • תגיות:

החודש פורסמה עבודת המחקר של שלומי ליטמן, סטודנט לדוקטורט בהנדסת חשמלבהנחייתם של פרופ' עדי אריה מאוניברסיטת תל אביב וד"ר רז גבישי מממ"ג שורק ובשיתוף עם ד"ר גלעד הורביץ, בעיתון המדעי היוקרתי OPTICA

 

שלומי, מהו הנושא המרכזי בעבודה שחקרתם?

"הטכנולוגיה שועטת לכיון שימוש באור ליישומים שונים. למשל העברת מידע ע"י אור. שימוש באור מעורבל מאפשר בין היתר להגביר את קצב המידע בכמה מונים. בעבודה זו פותחו רכיבים אופטיים מתוחכמים וממוזערים פי 100 מהקיים היום, אשר מפרידים את האור המעורבל לפי מידת  העירבול שלו (מספר העירבולים במרחק של אורך גל). הרכיבים שתוכננו על ידינו מאופיינים בצורות תלת ממד מורכבות. מה שמקשה מאד על ייצורם. בכדי להתגבר על אתגר זה , נעזרנו בהדפסה תלת ממדית לייצורם".

 

על הפרדה וחיבור של אלומות אור מעורבלות

כאשר מערבבים בתנועה סיבובית באמצעות כפית מים בכוס, נוצרת מערבולת של גלי המים. תופעה דומה קיימת גם בגלים אחרים ובפרט בגלי אור, היות והגל חוזר לצורתו המקורית לאחר התקדמות של אורך גל אחד, מספר הסיבובים של המערבולת בכל אורך גל חייב להיות מספר שלם. גל אור מעורבל נושא תנע זויתי, וניתן להשתמש בו להנעה ולסיבוב של חלקיקים קטנים. אפשר להשתמש בגלים אלה לתקשורת אופטית בקצב גבוה, כך שגלים בעלי תנע זוויתי שונה ינועו על אותו מסלול, וכל אחד מהם ישמש להעברת מידע.

 

שימושים אחרים של גלי אור

שימושים אחרים של גלים אלה הם בתחום ההצפנה הקוונטית ובתחום האסטרונומיה. כיוון שלאלומות אור מעורבלות יש ערכים קוונטים של מומנט תני זוויתי, ניתן  להיעזר בכך כדי להעביר מידע מוצפן, כאשר הערכים הקוונטים ידועים למצפין. היות והמידע נישא על ידי פוטון בודד, אם אדם כלשהו ירצה להאזין או "לגנוב מידע", הוא ישמיד בכך את המידע המשודר וההאזנה תתגלה.

 

לחבר או להפריד אלומות מעורבלות בצורה יעילה

על מנת לחבר או להפריד אלומות מעורבלות בצורה יעילה, יש צורך בזוג רכיבים אופטיים אשר מעצבים באופן מרחבי את האור העובר דרכם, כך שאלומות שונות ינותבו ויפוצלו לכיוונים שונים בהתאם לערכי התנע הזוויתי שלהן.

 

איך ניתן למזער את הרכיבים להפרדה או חיבור של אלומות מעורבלות

על ידי שימוש בהדפסת לייזר תלת ממדית ברזולוציה תת-מיקרונית, ניתן למזער את הרכיבים להפרדה או חיבור של אלומות מעורבלות, כך שיוכלו להיות חלק אינטגרלי במערכות אופטיות ממוזערות כדוגמת סיבים אופטיים. הדפסת לייזר תלת ממדית מאפשרת הדפסה של צורות גאומטריות תלת ממדיות שרירותיות. זאת, ע"י סריקה של אלומת לייזר בעלת משך פולס קצר מאד בתוך חומר נוזלי הרגיש לאור, אשר  יכול להפוך למוצק בגאומטריה שנקבעת בהתאם לאופן סריקת הלייזר בחומר.  במחקר זה, אשר פורסם בעיתון Optica, תוכננו ויוצרו בשיטת הדפסה זו התקנים אשר מסוגלים לזהות ולהפריד אלומות מעורבלות בעלות ערכי מומנט תנע זוויתי שונים. יתרה מכך, יוצר גם התקן כמקשה אחת, החוסך פעולות כיוונון מסובכות של שני הרכיבים. 

 

שלומי, מה התוצאה הסופית של המחקר שלך? איפה נוכל לראות את זה מיושם?

"התוצאה הסופית היא יצירת חיישן זיהוי לאלומות מעורבלות. יישום אפשרי הוא בהגברת קבצי מידע ברכיבים ממוזערים, ו\או תקשורת קוונטית חסינה לציתות. אלו יכולים להיות מיושמים ביישומים ביטחוניים, ובעולם התקשורת (טלקום), ואסטרונומיה".

לכתבה המלאה​

  • תגיות:

פרסום מחקר פורץ דרך במגזין PNAS

בעבודת מחקר פורצת דרך שפורסמה החודש בכתב העת של האקדמיה האמריקאית למדעים PNAS , מראים מרינה חייקין - תלמידה לתואר שני בהנדסת חשמל בהנחייתו של פרופ' רמי זמיר מבית הספר להנדסת חשמל באוניברסיטת תל אביב, יחד עם ד״ר מתן גביש מבית הספר להנדסה ומדעי המחשב באוניברסיטה העברית - שניתן לייצר בסיסים מוגדלים טובים על ידי וקטורי הזמן של תת-קבוצה לא רגולרית של תדרים מתוך מטריצת התמרת פורייה דיסקרטית (DFT).

 

האפליקציה – קידוד אנלוגי בתקשורת

מידע המשודר דרך תווך פיזיקלי סובל מתופעות של רעש, דעיכות, הפרעות ועיוותים שונים. בכדי לאפשר שיחזור של המידע במקלט נדרש להגן עליו מראש על ידי תוספת של יתירות (redundantre presentation). שיטת התקשורת הנפוצה בימינו היא ספרתית (digital communication), שאז היתירות נוצרת על ידי הוספה של ביטי בדיקת זוגייות (parity-check bits). למרות זאת, יש לזכור שבדרך כלל הן המידע והן התווך הם במהותם אנלוגיים; לדוגמא, שידור של אותות דיבור ותמונה דרך ערוץ אלחוטי. לכן טיבעי לבחון גם גישות להוספת "יתירות אנלוגית": הרחבה ספקטראלית של אות המידע, או באופן כללי - פרישה של מרחב האותות על ידי בסיס מוגדל. למעשה, לקידוד אנלוגי יש יתרונות נוספים, כמו עמידות טובה יותר בתנאים של אי וודאות, וסיבוכייות מופחתת.     

 

מה זה בעצם בסיס מוגדל?     

למדנו באלגברה שבסיס אורתוגונלי פורש את המרחב אם גודלו שווה למימד המרחב, או את מרחב האותות אם גודלו כמספר דרגות החופש. בסיס מוגדל(over-complete basis, frame)  לעומת זאת מכיל יותר וקטורים מממד המרחב.  עובדה זו מאפשרת מגוון של שימושים בעיבוד אותות ותקשורת, דוגמת ייצוג אותות "דליליםאו הוספת יתירות לצורך קידוד אנלוגי. כמובן שבסיס כזה לא יכול להיות אורתוגונלי, וההגדרה של מהו "בסיס מוגדל טוב" נתונה לפרשנות. על פי אחת ההגדרות, בסיס מוגדל טוב נבחן ביכולת שלו לשחזר את המקור (כלומר לפתור מערכת של משוואות לינאריות)  מתוך תת-קבוצה אקראית של היטלים רועשים. תכנון וניתוח של בסיסים כאלה בממד גבוה הוא אתגר לא פשוט, שלרוב נפתר על ידי הגרלה אקראית של הווקטורים ואנליזה סטוכסטית, למשל ביישומים נפוצים כמו חישה דחוסה (compressed sensing) ולמידה חישובית (machine learning).

 

איזה תכונה אוניברסלית חדשה ומפתיעה מצאתם?

בבסיס העבודה נמצאת תכונת אוניברסליות חדשה ומפתיעה שגילינו, לפיה לבסיס מוגדל "טוביש תכונות דומות לאלו של מטריצות MANOVA,  מבנה המוכר מהתורה של מטריצות אקראיות. דוגמא לתכונה כזו היא פילוג הערכים הסינגולריים של תת-קבוצה אקראית של בסיס מוגדל.

 

אלו השלכות מעניינות של התוצאה גיליתם?

השלכה מעניינת של תוצאה זו היא שבחירה פשוטה אך מושכלת של וקטורי הבסיס מבטיחה ביצועי שיחזור טובים יותר מאלה (של בסיס אקראי) שעבורו לערכים הסינגולריים יש פילוג אופייני מסוגMarcenko  Pasturהעבודה עוסקת במגוון רחב של בסיסים מפורסמים – דטרמיניסטיים ואקראיים, וכוללת ניתוח שחלקו סטטיסטי וחלקו אנליטי עבור מגוון של פרמטרים ומדדי טיב. התכונות הטובות של בסיסים דטרמיניסטיים מאפשרות, בנוסף לשיפור בביצועים, חסכון בסיבוכיות מקום של מערכות תקשורת שיכולות לייצר את מנגנון הקידוד באופן מהיר ומובנה, במקום לשמור מטריצות אקראיות גדולות.

 

קישור למאמר

מהנדסים צעירים חוצים יבשות כדי להציל חיים

11 ספטמבר 2017
מהנדסים ללא גבולות

מהנדסים ללא גבולות - פרוייקט טנזניה

פרויקט טנזניה החל בשנת 2007  לאחר שמטייל ישראלי טייל באזור הכפר מינג'ינגו שבצפון המדינה ונחשף לבעיות הרפואיות ולקשיים היומיומיים של אותם ילדים ותושבים רבים בכפר. באזור זה של טנזניה, רוויים מי השתייה בכמות גבוהה וחריגה של יסוד הפלואוריד. הפלואוריד במי השתייה גורם לבעיות התפתחותיות קשות, בעיקר אצל ילדים, אשר מתבטאות בעיוותי שלד, שפה שסועה, בעיות דנטליות ועוד.

עד שהוקם סניף 'מהנדסים ללא גבולות' באוניברסיטת תל אביב, בשנת 2011, הוחלט ליזום פרויקט לטיהור מים בכפר. במשך כשנתיים פעלו חברי הפרויקט השונים ליצירת קשר עם ארגונים מקומיים, במטרה , להכיר ככל הניתן את המורכבות החברתית בכפר, ואת הבעיה הספציפית במי השתייה. מטרה נוספת הייתה יצירת קשר עם גורמים מקצועיים בארץ ובחו"ל וגיוס כספים למען הפרויקט.

המשלחת יצאה לכפר במטרה לברר לעומק את העובדות בשטח וליצור קשרים מקומיים חזקים, כמיטב האידאולוגיה של הארגון. חברי המשלחת נפגשו עם אנשי קשר מקומיים, אנשים שעבדו עם הקהילה במשך שנים, אנשים בתפקידי מפתח בהנהגה המקומית ואנשי מקצוע בתחומים הרלוונטיים. במהלך שהיית המשלחת בכפר נסקרו מאגרי המים, התשתית החינוכית והרפואית וגובשה תכנית פעולה להמשך הפרויקט. 

 

עד כה, במסגרת הפרוייקט ​המשלחת הצליחה לספק מי שתייה נקיים לביה"ס התיכון Nkaiti. ביה"ס מונה כ-400 תלמידים ופועל באופן שוטף במהלך השנה. באמצעות שימוש נכון, שטח הגגות של בית הספר יכול לאגור מספיק מים כדי לספק את צורכי ילדי בית הספר לאורך כל העונה היבשה (כ-9 חודשים ~ 250 אלף ליטר!). בנוסף הצליחה המשלחת לספק חשמל מאנרגיה סולרית למרכז הרפואי Nkaiti. המרכז הרפואי נמצא בכפר מינג'ינגו ומשרת את קהילת הכפר המונה כ- 3000 איש. 

 

הארגון במשך השנה ימשיך לגייס כספים ואנשי מקצוע ומתנדבים נוספים על מנת שניתן יהיה להמשיך ולשפר את חיי הקהילה. קראו עוד על פרוייקט טנזניה

לראיון עם מיכל אליעזר, ראש 'פרויקט טנזניה' בסניף אוניברסיטת תל אביב של עמותת 'מהנדסים ללא גבולות', על מיזם של אנשים עם כח רצון חזק ואמונה בלתי מתפשרת בדרך:

http://www.ynet.co.il/articles/0,7340,L-4827623,00.html

כתבה ב- YNET

 

ארגון עמיתי התעשייה מלווה את הבוגרים שלנו כל הדרך לקריירה

11 ספטמבר 2017
מלווים אתכם גם אחרי התואר

נדב קהילה הוא בוגר הפקולטה להנדסה של בית הספר להנדסת חשמל,  ישבנו איתו אחד על אחד ושמענו ממנו על החיים אחרי התואר.

 

אז מי אתה?
אני נדב, בן 28 מגבעתיים. תחום העניין העיקרי שלי הוא טכנולוגיה חדשנית ומיזמים פורצי דרך. מתרגש מקריאה על אקזיטים וגיוסים של חברות ישראליות.
 
 

מה למדת  ומדוע דווקא בפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל אביב?
הבחירה מה ללמוד באוניברסיטה התקבלה בזמן הטיול בדרום אמריקה. לא ברור איך הגעתי להנדסת חשמל. בכל אופן לפקולטה להנדסה בת״א יש מוניטין של פיתוח יזמות וסטארטאפים, ולכן זו נראתה הבחירה הטובה עבורי.

 

הקורס או המרצה האהוד עליך?
אני לא זוכר את הקורס, אבל מרצה שהשאיר עלי חותם הוא פרופ׳ דוד מנדלוביץ. דווקא מהדמות היזמית שלו ולא בדמות האוניברסיטאית ניתן ללמוד רבות ולקבל השראה.

ספר לנו על תכנית Innobit ואיך נולד הרעיון?

לא נעים לומר, אך הרעיון הראשוני צץ במוחי חצי שעה אחרי שהתעוררתי. כתבתי מייל לנשיא האוניברסיטה, אשר קישר אותי עם פרופ׳ דוד מנדלוביץ ומר אורן סימאניאן (startau).
לאחר וואריאציות שונות והכוונה, ויחד עם השותף שלי אור אייזן, בנינו את התכנית הנוכחית, אשר בסיועו של פרופ׳ דוד מנדלוביץ וחברת אלביט הפכה מחזון למציאות.

InnoBit היא תוכנית יזמות ייחודית המשולבת עם פרויקטי הגמר של תלמידי התואר הראשון שלנו. התכנית היא פרי שיתוף פעולה בין חברת "אלביט מערכות" לבין הפקולטה להנדסה באוניברסיטת ת"א. מטרתה לקדם את דור העתיד של מובילים טכנולוגיים ויזמים. התכנית מיועדת לסטודנטים בעלי אופי יזמי וחשיבה יצירתית פורצת דרך, אשר ברשותם רעיון חדשני ורצון עז להוציאו אל הפועל. התכנית נועדה לעזור לסטודנט להבין תהליכים של פיתוח טכנולוגי, לפתח אצלו הסתכלות עסקית ולהעניק לו כלים כדי להגשים את החלום המיזמי שלו. 

 

מה למדת מהתהליך, והאם אתה ממליץ לסטודנטים לקחת חלק בפרוייקט?
למדתי כל כך הרבה דברים שלא האמנתי שאגע בהם בפרויקט כמו פוליטיקה, ניצול יעיל של משאבים, יצירתיות של צוותים אחרים ועוד. ללא ספק מי שרוצה התנסות אמיתית ולא מסתפק בסימון ׳V׳ על פרויקט הגמר, חייב להירשם לתכנית.
  

היכן אתה עובד היום?
היום אני עובד באפלייד מטיריאלס בתפקיד של מהנדס אפליקציה. 
 
נדב קהילה
 
איך מצאת את העבודה?
איזו שאלה, דרך IAP כמובן!
 
איך ארגון IAP סייע לך בקידום הקריירה?
בדבר החשוב ביותר! עזרו לי להגיע לראיון, הרי משם והלאה זה כבר תלוי בי (ובמזל J). למי שפחות מכיר, IAP מקשרת אותנו הסטודנטים לתעשייה בדרכים שונות כמו הרצאות, ימי גיוס, פרויקטי גמר ועוד.
במקרה שלי, נחשפתי לאפלייד מטיריאלס דרך אירועי IAP בפקולטה. שם ידעתי שאני רוצה לעבוד באפלייד מטיריאלס, וIAP-  ליווה אותי לאורך כל תהליך הגיוס (ושמח איתי כשהתקבלתי לעבודה).
 
האם תרצה לתת חזרה לפקולטה?
ברור! אני מרגיש שיש לי הרבה מה לומר ולהסביר לסטודנטים המחפשים עבודה, ולשפוך אור על הצד השני של המתרס, ומה משמעות הממוצע והציונים. אם הייתי יודע את הדברים האלו לפני שהתחלתי בחיפוש העבודה, זה היה מקל עלי מאוד.
אולי אפשר להרצות בנושא, או באופן פחות פורמלי לארגן מפגשים של שיחות קבוצתיות עם סטודנטים. אני אשמח לקחת חלק במיזם כזה.
בכלל  יכול להיות מרתק אם אוכל לעשות לסטודנטים סיור באפלייד מטריאלס. יש כאן הרבה תחומי עשייה שלמדנו עליהם בתואר, וזה כיף גדול.
 

School of Mechanical Engineering Josef Meler

22 בנובמבר 2017, 14:00 - 15:00 
 
ללא תשלום

 

 

 

 

School of Mechanical Engineering Seminar
Wednesday, November 22, 2017 at 14:00
Wolfson Building of Mechanical Engineering, Room 206

 

 

Methodology for estimating forces on Particles in Turbulence based on Lagrangian experiments

 

Yosef Meller

Tel Aviv University, under supervision of Prof. Alex Liberzon

 

 

Prediction of dynamics of particles in turbulent flows is a diverse problem, which involves both the problem of turbulence, which is not fully solved in itself, and the problem of how the flow interacts with a particle. Existing irrotational theory requires measurement of small turbulent scales not easily accessible to measurement or to direct simulation. To overcome that, we hypothesize that applying the equation within certain error bounds is possible in turbulence, with a resolution-dependent decrease in accuracy.

 

To test the hypothesis, we measured Lagrangian trajectories of fluid flow tracers and inertial particles simultaneously moving in turbulent flows, and compare the estimated force to theoretical predictions. The measurements are performed using the 3D-PTV method, which tracks particles in flow using volumetric photogrammetry techniques. The method requires several critical post-processing steps. We applied those to different temporal and spatial resolution data, as well as different turbulent flow conditions. We developed a method of modeling the under-resolved flow field in a way that gradually adds detail to the measurements.

 

The key results show that by the developed modeling methods we are able to achieve the monotonous improvement of the equation of motion with resolution. We also discuss the limitations of this approach. 

אוניברסיטת תל אביב עושה כל מאמץ לכבד זכויות יוצרים. אם בבעלותך זכויות יוצרים בתכנים שנמצאים פה ו/או השימוש שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>