Readout Techniques for Drift and Low Frequency Noise Rejection in Infrared Arrays

Three different methods are presented to subtract thermal drifts and low-frequency noise from the signal of infrared array. The first is dead pixels with open Indium bumps, the second is reference output as implemented on the Hawaii2 multiplexer, and the third is dark pixels to emulate reference cells having a capacity connected to the gate of the unit cell field-effect transistor (FET). The third method is the most effective and yields a reduction in readout noise from15.4–9.4 erms. A novel method will be described to extend this readout technique to the Aladdin 1 K × 1 K InSb array. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

A new method for the generation of second-order random waves

In order to prevent the generation of spurious free sub- and superharmonics of random waves in a laboratory channel, the control signal for the wave board has to be derived according to a higher-order wave theory. An expression for this control signal has been derived with the perturbation method of multiple scales. It is much less complex and requires less computation time than the expressions obtained from the full second-order theory. The new method for second-order subharmonics was verified experimentally for waves with bichromatic and continuous first-order spectra. The data were analysed with the complex-harmonic principal-component analysis to reduce the influence of noise.     

Qualitätsanforderungen an Oberflächengewässer: Zielvorgaben,Qualitätsziele und chemische Gewässergüteklassifizierung

Quality Requirements for Fresh Waters: Water Quality Targets, Water Quality Objectives, and Chemical Water Quality Classification In the Federal Republic of Germany, water quality requirements for the protection of inland surface waters against hazardous substances are formulated on the basis of a quality targets derivation concept developed jointly by the Federal Government and the Federal States. The quality requirements were termed “water quality targets” in order to make it clear that the values derived are orientational values rather than legally binding limit values. The international comparison of quality requirements for surface waters shows that, on the whole, the national quality targets ensure a high level of protection. According to present scientific knowledge, impairments of uses, such as supply of drinking water, or risks to aquatic communities need not to be expected if the quality targets are complied with. A comparison of water quality data with the water quality targets makes it possible, on the one hand, to identify those substances whose inputs must be further reduced; on the other hand, it also shows that, for a number of substances, there is no need at present for concern over their adversely water quality. A further differentiation of the aquatic hazard potential of pollutants allows a water quality classification system to be developed on the basis of the quality targets derivation concept. The basic elements of this water quality classification system are presented, and its application is explained by way of examples.     

Flow and deposition of pyroclastic granular flows: A type example from the 1975 Ngauruhoe eruption,New Zealand

Small-volume pyroclastic density currents (PDCs) are generated frequently during explosive eruptions with little warning. Assessing their hazard requires a physical understanding of their transport and sedimentation processes which is best achieved by the testing of experimental and numerical models of geophysical mass flows against natural flows and/or deposits. To this end we report on one of the most detailed sedimentological studies ever carried out on a series of pristine small-volume PDC deposits from the 1975 eruption of Ngauruhoe volcano, whose emplacement were also witnessed during eruption. Using high-resolution GPS surveys, a series of lateral excavations across the deposits, and bulk sedimentological analysis we constrained the geomorphology, internal structure and texture of the deposits with respect to laterally varying modes of deposition.     

The use of riparian vegetated filter strips to reduce river sediment loads: an overestimated control measure?

The spatially distributed soil erosion and sediment delivery model WATEM/SEDEM was used to simulate the impact of riparian vegetated filter strips (RVFSs) on river sediment delivery at different spatial scales. For a field plot with a straight slope, sediment reduction by the RVFSs is comparable to results obtained through experimental set‐ups elsewhere (i.e. >70%). However, at the scale of an entire catchment, sediment reduction is much less (i.e. ±20%) due to (1) overland flow convergence, which reduces the sediment trapping efficiency of an RVFS, and (2) because part of the sediment bypasses the RVFSs through ditches, sewers and road surfaces. These results suggest that, at the catchment scale, RVFSs should be accompanied with other conservation techniques that are more appropriate for reducing river sediment loads, and that also reduce on‐site soil erosion. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

Metamictization and U-PB isotopic discordance in single zircons: a combined Raman microprobe and SHRIMP ion probe study

Summary We report results of a combined SHRIMP ion microprobe and Raman microprobe study of the correlation between metamictization and U-Pb isotopic discordance of zircon. The spatial resolution of the SHRIMP and Raman probe used are about 200 m³ and 80 m³, respectively. This allows a direct comparison of U-Pb isotopic discordance and metamictization of small areas within zircon crystals. We show that the impact of the oxygen ion beam on the zircon during the SHRIMP analysis does not cause significant amorphization or recrystallization in the remaining zircon on a scale of 1 m. Consequently, it is possible to determine the initial degree of metamictization of zircon within and adjacent to a SHRIMP analytical spot by Raman microprobe measurements after performing SHRIMP analyses. A combination of the two microprobe techniques gives information on the concentration and distribution of radionuclides as well as the degree of metamictization and its heterogeneity and the lateral age distribution within the grain. We found that the degree of U-Pb isotopic discordance correlates closely with the degree of metamictization within single zircon grains, on a scale of 15 m, which is consistent with previous results on the scale of single and multiple zircon grains showing that metamictization enhances the relative potential for secondary loss of radiogenic lead in zircon.

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Metamiktisierung und U-Pb-Isotopendiskordanz in Einzelzirkonen: eine komplexe Untersuchung mittels Ramanmikrosonde und SHRIMP Ionensonde

Zusammenfassung Wir präsentieren die Ergebnisse einer Untersuchung des Zussammenhangs von Metamiktisierung und U-Pb Isotopendiskordanz in Zirkonen mittles kombinierter SHRIMP-Ionenmikrosonden- und Ramanmikrosondenanalysen. Die räumliche Auflösung der verwendeten Analysensysteme, experimentell mit 200 m³ (SHRIMP) und 80 m³ (Ramansonde) bestimmt, gestattet den direkten Vergleich der in Mikrobereichen innerhalb von Zirkon-Einkristallen gemessenen Isotopendiskordanzen und Metamiktisierungsgrade. Wir zeigen, daß der während der SHRIMP-Analyse auf den Zirkon einwirkende Sauerstoffionenstrahl weder signifikante Amorphisierung noch Rekristallisation des benachbarten Zirkonmaterials im 1 m-Bereich hervorruft. Es ist deshalb möglich, den Grad der Metamiktisierung eines Zirkon-Mikrobereiches auch in den SHRIMP-Analysengrübchen, d.h. erst nach dem Analysieren dieses Bereiches mit der Ionensonde, mittels hochauflösender Ramanmessungen unverfälscht zu bestimmen. Der Einsatz beider Mikromethoden liefert kombinierte Informationen zu den Gehalten und Verteilungen radioaktiver Elemente, zum Grad der Metamiktisierung und seiner Heterogenität und zur lateralen Altersverteilung innerhalb von Einzelkörnern. Wir weisen eine deutliche Korrelation des Grades der U-Pb-Isotopendiskordanz mit dem Grad der Metamiktisierung im Mikrobereich (15 m Auflösung) nach. Dies stimmt mit früheren, an Einzelzirkonen und Populationen getätigten Beobachtungen überein, daß die Metamiktisierung von Zirkon dessen Potential zu sekundären Bleiverlusten erhöht.

     

Ein stratiformes Fluoritvorkommen im Zechsteindolomit bei Eschwege und Sontra in Hessen

Zusammenfassung Im Hauptdolomit (Ca₂) und im Plattendolomit (Ca₃) des mittleren Zechsteins bei Eschwege und Sontra in Hessen wurde 1974 erstmals Fluorit entdeckt. Durch Bohrungen, chemische und geochemische Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, daß im Hauptdolomit der Fluorit schichtgebunden, gelegentlich in dunklen Lagen und Linsen bis 0,5 m mächtig, makroskopisch sichtbar auftritt. Häufiger kommt er in 18–20 m mächtigen Zonen vor, die aber wegen des geringen Fluoritgehaltes von unter 10 % CaF₂ sich von dem grauweißen Dolomit ohne Fluorit nicht unterscheiden.In den dunklen bis schwarz gefärbten Lagen schwanken die Fluoritgehalte zwischen 10 und 50 % CaF₂. Einzelproben enthalten bis 80 % CaF₂. Die Dunkelfärbung ist teils durch den Gehalt von violettem Fluorit, mehr noch durch Bitumen bedingt.Fluorit wurde ferner im stratigraphisch höher gelegenen Plattendolomit (Ca₃) der Leine-Serie Z3 gefunden. In Aufschlüssen und Steinbrüchen in der Nähe von Sontra enthält der Plattendolomit lokal 1–4 % CaF₂.Die makro- und mikroskopisch sichtbare Wechsellagerung von Fluorit und Dolomit mit einem deutlichen Lagengefüge und das Fehlen von hydrothermalem Fluorit und anderen Mineralien auf Gängen und Klüften sind Beweise für eine synsedimentäre Bildung des Fluorites im Hauptdolomit (Ca₂) und Plattendolomit (Ca₃) in Hessen. Für den Hauptdolomit wird angenommen, daß er spätdiagenetisch entstanden ist. Dies dürfte auch für den Fluorit zutreffen. Als Bildungsbereich werden flache Lagunen mit salinärer Fazies angenommen. Das Fluor stammt aus dem normalen Gehalt des Meerwassers. Es muß aber angenommen werden, daß der Fluorgehalt des Meerwassers durch Zufuhr von Fluor aus dem Festlande, z. B. aus den fluorreichen Graniten des Harzes merklich erhöht wurde. Nur so sind die großen Fluoritmengen im Zechsteindolomit in Hessen zu erklären. Sie werden auf 5–7·10⁶ + CaF₂ geschätzt.

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In 1974, fluorite was detected for the first time in the Hauptdolomit (Ca₂) and in the Plattendolomit (Ca₃) of the Middle Zechsteinformation near Eschwege and Sontra, Hessia. It was confirmed by means of drilling, chemical and geochemical investigations that the fluorite in the Hauptdolomit is stratabound. It occurs both locally in the form of macroscopic dark layers and lenses of up to 0,5 m thickness and moreoften, as zones up to 18–20 m thick which cannot macroscopically be distinguished from the greyish white dolomite without fluorite because of the low CaF₂ content (less than 10 %).The fluorite contents vary between 10 an 50 % CaF₂ in the dark black layers. Special samples may contain up to 80 % CaF₂. The dark colour derives partly from the lilac fluorite but to a greater degree from bitumous material.Fluorite has also been detected in the stratigraphically higher Plattendolomit (Ca₃) of the Leine-Series Z 3. Outcrops and quarries near Sontra have local contents of 1–4 % CaF₂.The macroscopic and microscopic interstratification of fluorite and dolomite with clear layer textures and the absence of hydrothermal fluorite and other minerals in veins of fissures are evidence for a synsedimentary formation of the fluorite in the Hauptdolomit (Ca₂) and the Plattendolomit (Ca₃). The Hauptdolomit is thought to have developed during late diagenesis. This should be valid for the fluorite, too. Shallow lagoons of a salinar facies are thought to have been the depositional environment. The fluorite precipitated from the sea waters, which were apparently enriched in fluorine by erosion at the fluorine rich granites of the Harz mountains. This is the only obvious explanation of the large amounts of fluorine in the Zechstein dolomite, estimated at 5–7×10⁶ tonnes CaF₂.

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Résumé En 1974, de la fluorine fut découverte dans la dolomie dite »Hauptdolomit« (Ca₂) et dans la dolomie dite »Plattendolomit» (Ca₃) du Zechstein moyen, près d'Eschwege et de Sontra, en Hesse. Les sondages effectués ainsi que les analyses chimiques et géochimiques ont montré que la fluorine se rencontre de façon stratiforme dans la »Hauptdolomit«, quelquefois en couches et lentilles foncées d'une épaisseur maximale de 0,5 m, ou elle est visible macroscopiquement. La fluorine est souvent présente en faibles teneurs (moins de 10% de CaF₂) dans des couches de 18 à 20 m d'épaisseur; de ce fait, ces dernières ne se distinguent pas de la dolomie gris-blanche exempte de fluorine.La teneur en fluorine varie de 10 % à 50% de CaF₂ dans les couches foncées à noires. Certains échantillons renferment jusqu'à 80% de CaF₂. La coloration foncée est due en partie à la fluorine violette, mais plus encore à la présence de bitume.De la fluorine fut également localisée dans la »Plattendolomit« (Ca₃) de la »LeineSerie Z 3«, qui est située à un niveau stratigraphique supérieur. Cette »Plattendolomit« telle qu'on la rencontre dans les affleurements et carrières des environs de Sontra, contient de 1–4% de CaF₂.L'alternance de fluorine et de dolomie qui, avec sa structure en couches nettement développées, est visible tant macroscopiquement que microscopiquement, ainsi que l'absence de fluorine hydrothermale et d'autres minéraux dans les filons et cassures, sont considérées comme preuves de la formation syn-sédimentaire de la fluorine dans la »Hauptdolomit« (Ca₂) et dans la »Plattendolomit« (Ca₃) de la Hesse. On suppose que la formation de la »Hauptdolomit« est diagénétique tardive. Cette hypothèse devrait également s'appliquer à la fluorine. Il est probable que ce processus a eu lieu dans les lagunes peu profondes à faciès salin. Le fluor provient de l'eau de mer à teneur normale. On peut cependant supposer que la teneur en fluor de l'eau de mer s'est accrue suite à l'apport de fluor provenant du continent, p.ex. à partir de granites riches en fluor du Harz. C'est seulement ainsi que peuvent s'expliquer les grandes quantités de fluorine de la dolomie du Zechstein, en Hesse. Elles sont évaluées entre 5 et 7 · 10⁶ de CaF₂.

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(Ca₂) (Ca₃) . , , , 0,5 . 18–20 , - — CaF₂ 10% — , . 10 50% CaF₂. 80% CaF₂. , . (Ca₃). 1–4% CaF₂. , , ; , . , Ca₂ . . , . . , ., , . . 5–7 × 10⁶ CaF₂.

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Unserem Lehrer, Herrn Professor Dr. Georg Fischer, München, zum 80. Geburtstag gewidmet.