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In dieser Arbeit soll auf die Entwicklung und die Charakterisierung von dekorativen Hartstoffen für die PVD-Beschichtung eingegangen werden. Dabei wird der Einfluss der verschiedenen Beschichtungsparameter auf den optischen Eigenschaften genauer Untersucht. Anschließend erfolgten weitere Untersuchungen mit verschiedenen Materialkombinationen für die dekorative PVD-Beschichtung. Es folgte die Entwicklung einer
Tierversuche sind bereits seit längerer Zeit äußerst umstritten. Während Tierschützer sie aus ethischen Gründen ablehnen, verweisen Forscher auf die Schwächen bei der Übertragung der Ergebnisse auf den Menschen. Mithilfe von alternativen Technologien soll diese Problematik jedoch gelöst werden. Zu diesen Möglichkeiten zählen die Mikroperfusionssysteme, welche pharmakologisch relevante Mechanismen wie mikrophysiologisches Milieu und Zellinteraktionen des menschlichen Körpers technisch nachahmen. Der flächendeckende Einsatz solcher Systeme scheitert jedoch bislang daran, dass sie sich entweder noch im Pro-totypenstatus befinden oder es einer komplizierten Schulung des Personals zur Anwendung dieser Techniken bedarf. Um den Erfolg dieser neuartigen Methoden voranzutreiben, ist es also notwendig, eine passende, einfache und intuitive Anleitung für die Nutzer zu erzeugen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich deshalb mit der Entwicklung und Etablierung einer anwendungsspezifischen Benutzeroberfläche zur Bedienung eines Mikroperfusionssystems. Da es in der Fachliteratur bisher noch keine Beispiele oder Richtlinien zur Gestaltung dieser Anwendung gibt, wurden graphische Benutzeroberflächen (GUI) anderer Applikationen als Vorlage diskutiert. Für die Umsetzung wurde eine visualisierte Ablaufsteuerung nach den in den Recherchen ermittelten Standards und Normen gestaltet und über ein Tablet graphisch dargestellt. Zur Eignungsfeststellung wurde die Oberfläche anschließend durch eine Nutzer-befragung evaluiert. Die Ergebnisse der Evaluierung zeigen, dass der Umgang mit Mikroperfusionssystemen durch die nutzerfreundliche Gestaltung der GUI deutlich vereinfacht werden kann. Somit könnte durch den erleichterten Einsatz der Alternativmethoden und der damit verbundenen Etablierung der Systeme, die Zahl der notwendigen Versuchstiere reduziert werden.
In der Arbeit geht es um den Herstellungsprozess von Ultraschallwerkzeugen für die Strukturierung von Glaswafer. Dabei kommt es häufig zu Nadelverlusten der Ultraschallwerkzeugen. Dieser Nadelverlust wird durch Oxidschichtdicken, mechanische Belastungen, Luft in den Bohrungen und Restverschmutzungen hervorgerufen. In der Masterarbeit wird ein neuer Herstellungsprozess beschrieben, der die Ursachen des Verlustes entgegen wirkt.
Mit der vorliegenden Arbeit wurde ein Messplatz zur Bestimmung der Partikelgrößen und -verteilung in dispersen Systemen entwickelt. Es konnten für die Analyse wichtige mathematische Beziehungen zur Programmierung der Amplitudenstreufunktion erarbeitet werden. Zudem wurden anhand theoretischer und experimenteller Untersuchungen, die Rahmenbedingungen für die Datenerfassung analysiert. Es konnten bereits erste Programmsequenzen einer Software für den Messplatz umgesetzt werden, welche in naher Zukunft weiter ausgebaut werden sollen. Die Komponenten zur elektronischen Abnahme des Detektorwinkels und die Halterung der Probenkammer wurden konstruiert, gefertigt und mit der vorliegenden Arbeit ausführlich beschrieben. Anhand abschließender Untersuchungen, bei welchen eine monochromatische Lichtquelle und eine Superkontinuumsquelle zum Einsatz kamen, werden weitere notwendige Schritte diskutiert.
Diese Arbeit befasst sich mit der Reduzierung des Interferenzphänomens Speckle in einem Messsystem zur Regelung des Ablationsniveau. Dabei werden drei Methoden Vorgestellt. Der rotierende Diffuser, bei dem die Phasen der Wellenfronten eine statistische Verteilung erfahren, Frequenzmodulierung, wobei die Brechzahl des Diodenlaser-Resonators zeitlich geändert wird und die Methode der schwingungsmodulierten Multimodefaser, bei der durch Biegung und Streckung der Faser eine statistische Phasenverteilung resultiert. Diese werden auf Änderung der Kohärenz und deren zusammenhänge zur verwendeten Methode Untersucht. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungen der einzelnen Einflussfaktoren führt schließlich zu einer auf das Messsystem anwendbare Speckle-Reduzierungs-Methode.
Für den Fortschritt im Bereich der Erforschung von extrem kurzen Prozessen in Materialien und zur Entwicklung neuer fortschrittlicher Industrieanlagen, ist es von essentieller Wichtigkeit Studenten mit dem Themenbereich von ultrakurzen Pulsen vertraut zu machen. Deshalb, ist es für die Lehreinrichtungen notwendig, über innovative und zugleich einfach handhabende Praktikumsaufbauten zu verfügen. Ziel dieser Arbeit ist die Realisierung eines Lehraufbaus, mit dem es möglich ist, alle essentiellen Prozesse und Mechanismen zur Erzeugung von ultrakurzen Pulsen im Femtosekundenbereich anschaulich darzustellen. In dieser Arbeit wurden unterschiedlichste optische Komponenten sowie Typen und Längen von optischen Fasern getestet, um einen stabilen modenkoppelnden Aufbau zu generieren. Dabei wurde vor allem ein Augenmerk auf die resultierende Dispersion gelegt, sowie auf die einfache Justierbarkeit des Gesamtaufbaus. Schlussendlich wurde ein selbststartender Femtoskeundenlaser mit einer Pulsdauer im Bereich von 200-400xfs aufgebaut und hinsichtlich seiner Stabilität charakterisiert. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass der realisierte Erstaufbau für den Einsatz im Lehrbetrieb gut geeignet ist. Zusätzlich zu dem modengekoppelten Ultrakurzpulslaser, wurde im Verlauf der Arbeit, für die exakte Bestimmung der Pulsdauer ein Autokorrelator aufgebaut und für die Vermessung der Pulse verwendet.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Systems zur Pulsformanalyse kurze Pulse eines Excimerlaser. Mit diesem System soll eine Echtzeitmessung umgesetzt werden um die Betriebsparameter des Lasers während des Prozesses anpassen zu können. Dazu wurden verschiedene Detektoren und Detektormaterialen miteinander verglichen. Außerdem wurde ein schneller Silizium-Carbid Fotodetektor entwickelt, der für den UV-Bereich hervorragende spektrale Eigenschaften besitzt. Des Weiteren wurden die Pulse des Excimerlasers ausgewertet und ein darauf abgestimmtes Messsystem zusammengestellt.
To improve the quality of education in applied laser physics, a new and innovative educational platform was designed, realized and tested. The system focusses on the improvement of the theoretical, experimental and numerical skills in the topics of ultra-short pulsed fiber based laser systems and related measurement techniques. The main content of the platform is the fundamental understanding of the technologies of an ytterbium-doped fiber based Master-Oscillator Power-Amplifier and a 2nd order intensity autocorrelator. A wide range of system parameters are variable and metrologically accessible. Thus the underlying physical mechanisms are illustrated and, by this the fundamental understanding of the system, improved. To transfer actual industrial and scientific topics into the experimental education of students, the complex lab course aims for a full characterization of the system by experimental work and a numerical analysis by simulating the system dynamics. A state-of-the-art educational tool was created to demonstrate current industrial sys-tems. An amplification of 37.2 dB was achieved. The pulses with a temporal width of 30.6 picoseconds possessed a pulse peak power of 14.2 kW. By the analysis of the material specific spectral properties, the rate equation model can be applied and im-portant system parameters determined.
Für die Halbleiterindustrie einer der wichtigsten Realisierungsschritte ist die Photolithographie. Die Hauptwerkzeuge der Photolithographie sind die Belichtungsanlagen. Die moderne Projektionsmethoden setzen eine Niveau der Belichtungsqualität voraus. Die Qualität der Belichtung repräsentiert die Qualität der abbildenden Optik des System. Die Charakterisierung der Belichtungsmaschinen erfolgt mittels der Untersuchung der Wellenfront im Belichtungsbereich. Die konventionelle Methoden der Wellenfrontuntersuchung sind mit hohen wirtschaftlichen Investitionen verbunden. \smallskip Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Messsystem für eine schnelle Wellenfrontuntersuchung realisiert. Die untersuchte und realisierte Messtechnik nutzt die Eigenschaften des Belichtungssystems, um eine hoch-präzise Frontabrasterung zu realisieren. Die Untersuchungen des aufgebauten Messsystem zeigen, dass der \Gls{PSD}-basierte Aufbau, in einem breiten Intensitäts- und Wellenlängenrahmen, die notwendige Auflösung liefern kann.
Simulation induktiver Vorwärmung an Vergütungsstahl und Sphäroguss und Abgleich mit der Praxis
(2016)
Die numerische Simulation der induktiven Erwärmung dient der Vorbetrachtung der experimentellen Praxis. Das elektrothermische Verfahren der induktiven Erwärmung eines Werkstoffes wird durch die physikalischen Gesetzmäßigkeiten, die Prozessparameter der Induktionsanlage und die Eigenschaften von Probenmaterialien beeinflusst. Aufgrund der vielfältigen Parametereinflüsse sind aufwändige experimentelle Versuche im Vorfeld der maschinenorientierten Anwendung der Induktionstechnik nötig. Um diese praktischen Versuche zu vereinfachen, sollen bereits im Vorfeld praktischer Tätigkeiten Einflussparameter abgeschätzt werden können. Dieses Ziel wird mittels einer numerischen Simulation erreicht. In der Konsequenz entsteht ein Vergleich zwischen Simulation und Praxis. Dieser hat zum Ergebnis, dass die Simulation unter Berücksichtigung von geringen Abweichungen zur Praxis eine Anwendungsrelevanz besitzt. Diese Arbeit soll dem Leser außerdem die physikalische Theorie der induktiven Erwärmung darstellen und den Zugang zu den zahlreichen Einflussfaktoren vereinfachen.
