Browsing by Author "Jaakkola, Antti"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 14 of 14
  • Characterisation of piezoelectrically actuated micromechanical resonators
    (2008) Rosenberg, Piia
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Tässä diplomityössä mallinnetaan, karakterisoidaan ja kehitetään pietsosähköisesti kytkettyjä mikromekaanisia resonaattoreita. Työn tärkeimpiin tuloksiin kuuluu resonaattoreiden ankkurihäviöiden numeerinen mallinnus sekä valmistusprosessin parantaminen. Tutkitut resonaattorit koostuvat yksikiteisestä piipalkista, ja ne toimivat ensimmäisessä pitkittäissuuntaisessa resonanssimoodissa. Resonaattorit herätetään pietsosähköisen alumiininitridikerroksen avulla, joka on kasvatettu resonaattorin päälle. Keskeinen kiinteän aineen mekaanisiin ominaisuuksiin liittyvä teoria, pietsosähköinen ilmiö, sekä pietsosähköisen resonaattorin toimintaperiaate ja sen valmistusprosessi esitellään. Resonaattorin toimintaperiaatetta mallinnetaan yksidimensioisella mallilla, ja sähkömekaanista kytkentää mallinnetaan sekä analyyttisesti että numeerisesti. Myös resonaattoreiden ankkurihäviöitä simuloidaan. Ankkurihäviöiden riippuvuutta useasta eri parametrista mallinnetaan, ja tuloksia verrataan mittaustuloksiin. Valmistettujen resonaattoreiden hyvyyslukua ja sähkömekaanista kytkentäkerrointa tutkitaan mittausten avulla. Mittaukset näyttävät, että resonaattorin, jonka palkki on suunnattu piin [110]-kidesuuntaan, hyvyysluku on paljon korkeampi kuin vastaavan [100]-suuntaisen resonaattorin. Mallinnuksen mukaan tämä on seurausta kidesuuntariippuvista ankkurihäviöistä. Mallinnuksen ja mittausten perusteella suunnitellaan uusia resonaattoreita, joissa suurimmat ankkurihäviötekijät on pyritty minimoimaan. Suunnitellut resonaattorit on suunnattu [110]-kidesuuntaan, ja niiden ankkurit ovat mahdollisimman kapeat. Näiden kapea-ankkuristen resonaattoreiden toteuttamiseksi valmistusprosessia parannetaan.
  • Design and implementation of secure communication between microservices
    (2021-01-25) Kurbatov, Aleksandr
     Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
    - Implementing HTTPS protocol for internal microservices communication - Integrating the certificate distribution center - Using service mesh for secure communication
  • Design of an Atom Chip Based on Transparent Permanent Magnets
    (2003) Jaakkola, Antti
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Erittäin matalissa lämpötiloissa aineen aalto-ominaisuudet tulevat näkyviin, mikä mahdollistaa monien kvanttimekaanisten ilmiöiden tutkimisen ja hyödyntämisen. Kehittyneillä lasertekniikoilla kaasumaisia atomijoukkoja voidaan jäähdyttää aina µK-lämpötiloihin asti. Näiden jäähdytettyjen atomien - toisin sanoen aineaaltojen - liikettä voidaan tehokkaasti hallita lokalisoitujen magneettikenttien avulla. Tarvittavat magneettikentät luodaan yleensä tasaisella pinnalla olevien mikroskooppisten virtajohtimien avulla. Tällaisen atomiloukun avulla voidaan kokeellisesti tutkia pieneen tilaan vangittuja atomeja sekä esimerkiksi aineaaltojen interferenssiilmiöitä. Virtajohtimien käyttö kuitenkin asettaa oleellisia rajoituksia menetelmän toimivuudelle sähkövirran aiheuttaman kohinan vuoksi. Tämäntyyppiset atomiloukut eivät myöskään sovellu perustilassa olevien atomien tutkimiseen. Uudenlainen menetelmä, jolla edellä mainitut ongelmat voidaan välttää, on luoda atomiloukkuna toimiva potentiaali yhdistämällä mikroskooppisen kestomagneetin atomeja puoleensavetävä vaikutus epähomogeenisen laserkentän atomeja hylkivään vaikutukseen. Tarvittava laserkenttä saadaan aikaan prisman pinnalla tapahtuvan kokonaisheijastuksen avulla. Prisman pinnalle upotettavien kestomagneettirakenteiden on siten oltava läpinäkyviä käytetyn laserin aallonpituudella. Tällainen mikroskooppinen atomiloukku voidaan valmistaa kasvattamalla ensiksi prisman päälle ohutkalvo läpinäkyvästä magneettisesta materiaalista, ja tämän jälkeen kuvioimalla mikrorakenteet kalvoon litografisesti. Tämän työn tarkoituksena oli mallintaa atomien vangitsemiseen soveltuvia potentiaaleja, joita kestomagneettirakenteilla voitaisiin saada aikaan sekä lisäksi tutkia kokeellisesti ohutkalvon kasvatusprosessia laserablaatiomenetelmällä läpinäkyvästä kestomagneettimateriaalista, yttrium-rauta -garnetista (YIG). Työssä mallinnettiin kaksi yksinkertaista kestomagneettirakenteiden geometriaa, minkä tuloksena huomattiin, että atomien vangitseminen kahdessa tai kolmessa ulottuvuudessa on mahdollista. Monimutkaisempien rakenteiden aiheuttamia potentiaaleja mallintamalla havaittiin, että kestomagneettirakenteiden avulla on mahdollista toteuttaa atomiloukkuja, jotka toimisivat säteenjakajana (beam splitter) ja rengasinterferometrina aineaalloille. Toisaalta tehdyt laskut osoittavat, että attraktiivinen (van der Waals) pintavuorovaikutus asettaa suuret vaatimukset potentiaalien synnyttämisessä käytetylle laserlaitteistolle. Nämä ovat kuitenkin saavutettavissa nykypäivän teknologialla. Laserablaatiomenetelmän avulla valmistettiin sarja YIG-ohutkalvoja käyttämällä kasvatusalustana ohuita gadolinium-gallium -garnettikiteitä. Kalvot tutkittiin magnetometrimittauksilla sekä pyyhkäisyelektronimikroskopian ja optisen absorptiospektroskopian avulla. Tulokset osoittavat, että laserablaatiolla pystyttiin valmistamaan ohutkalvoja, joilla on riittävän suuri magnetoituma, hyvä pinnan laatu sekä tarvittava läpinäkyvyys oikealla aallonpituusalueella. Tulosten perusteella menetelmää voidaan seuraavaksi laajentaa ohutkalvojen kasvattamiseen prisman pinnalle: tämä on seuraava askel mikroskooppisen atomiloukun toteutuksessa.
  • Dynaaminen reititys erityisvälitysverkoissa
    (2015-06-10) Jaakkola, Antti
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
    Erityisvälitysverkot ovat tietoverkkoja, joissa normaalien tietoverkkojen oletukset pienistä viiveistä, olemattomista pakettihäviöistä ja päästä-päähän -yhteydellisyydestä eivät toteudu. Tässä työssä esitellään ja toteutetaan dynaaminen reititys olemassa olevalle erityisvälitysverkossa toimivalle Multi Interface Communication Software (MICS) -sanomanvälitysjärjestelmälle. MICS on useasta komponentista koostuva haasteellisten verkkojen sanomanvälitysjärjestelmä, jonka osat tarjoavat reitityksen kannalta hyödyllisiä ominaisuuksia reitityskomponentille. MICS-verkkojen rakenteessa erityisen hitaat ja epävakaat tiedonsiirtolinkit sijaisevat tyypillisesti verkon reunalla. Erityisesti näitä ominaisuuksia ja verkon hierarkista rakennetta hyödyntämällä työssä toteutettu reitityssovellus saadaan toimimaan haasteellisessa ympäristössä toivotulla tavalla. Työssä suoritettujen testien perusteella voidaan sanoa, että toteutettu reitityssovellus vastaa tavotteita ja toimii vaaditulla tavalla testiympäristössä, mutta toimivuuden varmistamiseksi käytännön verkoissa vielä kattavamman testauksen suorittaminen on suositeltavaa.
  • Frequency splitting of the main mode in a microelectromechanical resonator due to coupling with an anchor resonance
    (2012) Lipiäinen, Lauri; Jaakkola, Antti; Kokkonen, Kimmo; Kaivola, Matti
     School of Science | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    We present an experimental study of the frequency scaling of the main, square-extensional mode in a piezoelectrically actuated plate resonator. The studied set consists of resonators of different plate sizes with identical anchors. The behavior of the square-extensional mode is analyzed using electrical impedancemeasurements and optical characterization of the mechanical vibration fields. The results reveal a detrimental anchor effect, where for certain plate sizes the square-extensional mode branch is split into two due to a coupled oscillation of the resonator plate and the anchors. 
  • IPv6-osoitteistetut verkot
    (2016-05-24) Jaakkola, Antti
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
  • Nonlinear excitation of a rotational mode in a piezoelectrically excited square-extensional mode resonator
    (2012) Lipiäinen, Lauri; Jaakkola, Antti; Kokkonen, Kimmo; Kaivola, Matti
     School of Science | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    We present an experimental study of the nonlinear behavior of a square-extensional (SE) mode microelectromechanicalresonator, actuated with a piezoelectricAlNthin film. The acoustic vibration fields of the device are characterized using laser probing. A nonlinear vibration behavior of the SE mode is observed above a drive power level of −10 dBm such that the vibration amplitude of the SE mode saturates and a rotational in-plane vibration mode is excited at a significantly lower frequency (0.725 MHz) than the SE mode (16.670 MHz). Interestingly, the measured∼10 nm saturation amplitude of the SE mode is more than a decade below the amplitude value at which mechanical or electromechanical nonlinearities are estimated to become significant.
  • Piezoelectrically transduced temperature compensated silicon resonators for timing and frequency reference applications
    (2016) Jaakkola, Antti
     School of Science | Doctoral dissertation (article-based)
    Reference oscillators are used in a wide range of electronic devices for timing and for providing the frequency reference signals for wireless communications. Typically, an oscillator has to be based on a mechanical resonator, and for many decades, quartz crystals have served for this purpose. With the progress of microelectromechanical system (MEMS) technologies, silicon resonators have been developed for providing similar functionality as quartz. A silicon MEMS resonator can offer several advantages over quartz, such as smaller device size, decreased costs, and integration with other electronics. This work focuses on two challenges in silicon resonators: First, electromechanical transduction of silicon resonators has typically been achieved with electrostatic coupling, which is inherently quite weak and requires DC biasing of the devices and tends to complicate fabrication. Transduction based on a piezoelectric thin film on top of the resonator has been investigated as an alternative. Second, the resonance frequency of a silicon resonator is orders of magnitude more sensitive to temperature variations than that of a quartz crystal. Degenerate doping of silicon can be used to drastically reduce this effect. The first part of the work concentrates on the design, fabrication and characterization of piezoelectrically transduced silicon resonators. An oscillator based on a width extensional resonator operating at a frequency 24 MHz is demonstrated to have a phase noise -128 dBc/Hz at a 1-kHz offset from the carrier. An experimental test is conducted on piezoelectrically transduced square extensional mode resonators, whose dimensions are varied so that the main resonance mode occurs at a frequency range of f = 13 ... 30 MHz. As a result, an anchor coupling effect is identified and a subharmonic nonlinear coupling mechanism is discovered. In the second part of the work, the effect of degenerate doping on the elastic parameters of silicon is investigated experimentally, with a focus on temperature compensation. Resonance modes that can be temperature compensated using doping are identified, and design rules for the optimization of the frequency stability are developed. The elastic parameters of silicon are determined as a function of temperature and n-type doping up to a level of n = 7.5x1019cm-3, enabling modelling of the frequency-vs-temperature characteristics of an arbitrary resonator design. Extrapolation from the results yields a prediction of full second order temperature compensation in optimally designed resonators for n-type doping level above 1020cm-3. The prediction is experimentally verified by the demonstration of piezoelectrically transduced resonators with frequency stability within +/- 10 ppm on a temperature range ofT = -40 ... +85C, on par with the best quartz crystals.
  • Proceedings of Seminar on Network Protocols in Operating Systems
    (2013) Arianfar, Somaya; Boye, Magnus; Budigere, Karthik; Jaakkola, Antti; Kalliola, Aapo; Khattak, Fida Ullah; Korhonen, Jouni; Kurnikov, Arseny; Soininen, Jonne; Varis, Nuutti; Sarolahti, Pasi (editor)
     School of Electrical Engineering | D4 Julkaistu kehittämis- tai tutkimusraportti tai -selvitys
    The Linux networking stack tends to evolve rapidly, and while there are some excellent documentation written in the past, most of the past documentation gotten (at least partially) outdated over time. The seminar on Network Protocols in Operating Systems was arranged in Aalto University, fall 2012, Department of Communications and Networking to gain a better understanding of the current status of the networking implementation in the Linux kernel. The seminar had 10 participants and each participant was assigned a module from the Linux networking implementation, on which a short paper was to be written. This publications contain the final output of this work. The papers included in the publication are: Kurnikov, Arseny: Linux kernel application interface. Jaakkola, Antti: Implementation of transmission control protocol in Linux. Arianfar, Somaya: TCP’s congestion control implementation in Linux kernel. Budigere, Karthik: Linux implementation study of stream control transmission protocol. Khattak, Fida Ullah: The IPv4 implementation of Linux kernel stack. Boye, Magnus: Netfilter connection tracking and NAT implementation. Korhonen, Jouni: Mobile IPv6 Linux kernel and user space. Soininen, Jonne: Device agnostic network interface. Kalliola, Aapo: Network device drivers in Linux. Varis, Nuutti: Anatomy of a Linux bridge.
  • Threat Simulations of Cloud-Native Telecom Applications
    (2021-05-17) Massoud, Ahmed
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
    The cloud-native approach has proven very beneficial in developing agile, distributed, and scalable applications. That is why telecom companies have adopted it to build telecom applications and solutions such as the 5G core and other telecom network functions. Following this approach helps speeding up the development process, utilising many benefits of cloud computing and easing the integration with other applications. Despite all the benefits of following this approach in developing and building telecom applications, it requires more security attention because of the increase in the attack surface. Following the cloud-native approach means adopting microservice-based architecture instead of the old monolith approach in traditional telecom applications. These microservices will be running in containers and managed by container orchestrators. All of these will involve using new technologies and tools. These tools will increase the attack surface, which requires higher security attention. This thesis has two main goals; the first is to study the threats and risks that come with using the cloud-native approach. The second goal is to understand and simulate the intruders' behaviour in cloud-native environments. The best way to secure a system against intruders is to understand how they behave and simulate this behaviour to observe how that system acts under these intruders threats. This goal will be achieved by building a tool that can simulate several adversary threats in cloud environments for telecom applications. This tool will create realistic threats in development environments. It will help in the development and demonstration of threat detection tools for telecom cloud-native applications.
  • Tiekustannusten ositteluperusteista uusjaossa
    (1954) Jaakkola, Antti
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Trapping atoms on a transparent permanent-magnet atom chip
    (2006) Shevchenko, Andriy; Heiliö, Miika; Lindvall, Thomas; Jaakkola, Antti; Tittonen, Ilkka; Kaivola, Matti; Pfau, Tilman
     School of Science | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    We describe experiments on the trapping of atoms in microscopic magneto-optical traps on an optically transparent permanent-magnet atom chip. The chip is made of magnetically hard ferrite-garnet material deposited on a dielectric substrate. The confining magnetic fields are produced by miniature magnetized patterns recorded in the film by magneto-optical techniques. We trap Rb atoms on these structures by applying three crossed pairs of counterpropagating laser beams in the conventional magneto-optical trapping geometry. We demonstrate the flexibility of the concept in creation and in situ modification of the trapping geometries through several experiments. 
  • Trapping atoms on a transparent permanent-magnet atom chip
    (2006-05-05) Shevchenko, Andriy; Heiliö, Miika; Lindvall, Thomas; Jaakkola, Antti; Tittonen, Ilkka; Kaivola, Matti; Pfau, Tilman
     A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    We describe experiments on the trapping of atoms in microscopic magneto-optical traps on an optically transparent permanent-magnet atom chip. The chip is made of magnetically hard ferrite-garnet material deposited on a dielectric substrate. The confining magnetic fields are produced by miniature magnetized patterns recorded in the film by magneto-optical techniques. We trap Rb atoms on these structures by applying three crossed pairs of counterpropagating laser beams in the conventional magneto-optical trapping geometry. We demonstrate the flexibility of the concept in creation and in situ modification of the trapping geometries through several experiments.
  • Virheenkorjausalgoritmien tehokkuus
    (2009) Jaakkola, Antti
     Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta | Bachelor's thesis