Soft nanoimprint lithography on curved surfaces. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (vi, 67, XII Blätter)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
Diese Arbeit befasst sich mit den Herausforderungen des Prägens auf gekrümmten Oberflächen. Die Prägung auf gekrümmten Oberflächen hat aufgrund der steigenden Nachfrage nach Anwendungen in der Optik, bei biomedizinischen Implantaten und Sensoren eine hohe Relevanz gewonnen. Gegenwärtig ist es aufgrund der begrenzten Tiefenschärfe des Projektionssystems eine Herausforderung, Strukturen auf gekrümmten Oberflächen mit Hilfe der konventionellen Photolithographie zu strukturieren. Daher wird zunehmend die Nanoimprint-Lithographie (NIL) eingesetzt. NIL ermöglicht die gleichmäßige Abformung von Strukturen auf stark gekrümmten Oberflächen. Sie ist im Vergleich zu herkömmlichen Methoden nicht durch optische Effekte wie Streuung, Beugung und Interferenz in einem Substrat begrenzt. In dieser Arbeit wird ein weicher UV-NIL-Prozess entwickelt, optimiert und für die Strukturierung auf nicht ebenen Oberflächen implementiert. Es handelt sich um einen mechanischen Prozess, der auf der Übertragung von Strukturen von einem flexiblen und transparenten weichen Polydimethylsiloxan (PDMS) Stempel auf das Substrat in Gegenwart von UV-Licht basiert. Die Entformung ist ein wichtiger Aspekt für einen erfolgreichen NIL-Prozess. Die induzierte Scherspannung während der Trennung des Stempels vom Substrat kann zu strukturellen Verzerrungen führen, insbesondere an den Rändern der gekrümmten Oberfläche, wo die Neigung hoch ist. Das weiche NIL wurde angewandt, da es im Vergleich zur konventionellen Lithographie nicht von komplexen Maschinen, strengen Umgebungsbedingungen und optischen Einschränkungen abhängig ist. Eine hochpräzise Nanopositionierungs- und Nanomessmaschine (NPMM) wurde eingesetzt, um eine kontrollierte Positionierung des Substrats zum Stempel zu ermöglichen. Ein kompakter und einstellbarer weicher UV-NIL-Prozess wurde entworfen, montiert und in die NPM-Maschine integriert. Die erfolgreiche Umsetzung des grundlegenden Prozesses im NPMM schuf die Grundlage für die Herstellung eines NIL-Werkzeugs, das mit einer Drehvorrichtung kombiniert und in das NPMM integriert wurde. Die Kombination ermöglicht fünf Bewegungsfreiheitsgrade für das orthogonale Formen und Entformen an den Kanten gekrümmter Substrate. Das rotierende NIL-Werkzeug spricht die allgemein übersehene Herausforderung der Strukturierung und Charakterisierung an den Kanten gekrümmter Substrate an. Unabhängig von den eingeschränkten Messmöglichkeiten bei hohen Neigungen für hochauflösende Nanostrukturen war es möglich, die Strukturen sowohl auf dem Linsensubstrat als auch bei einer Neigung von 45˚ im REM abzubilden. Es hat sich gezeigt, dass es an der Kante eines gekrümmten Substrats mit einem Krümmungsradius von ca. 25 mm bei einer Oberflächennormalen, die um 45˚ geneigt ist, ein Imprinting durchführen kann. Die Methode ermöglicht präzise Prägefähigkeiten bei hohen Neigungen und stellt damit einen neuartigen Ansatz von weichem NIL auf gekrümmten Oberflächen dar.
https://doi.org/10.22032/dbt.48830
Aprotische Medien zur elektrochemischen Abscheidung von Silicium als neuartiges Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (xii, 95, XLIX Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2021
Die elektrochemische Abscheidung von Silicium ist eine aussichtsreiche Alternative zu den derzeitigen energieintensiven Herstellungsverfahren. Bisher ist der Reduktionsprozess jedoch kaum verstanden und die Schichten weisen starke Kohlenstoff- und Sauerstoffverunreinigungen auf. Für den Einsatz als hochkapazitive Anoden in Lithium-Ionen-Batterien ist deshalb die Anpassung der Schichteigenschaften und chemischen Zusammensetzung erforderlich. Diese Parameter werden durch das verwendete Substrat, die Stabilität des Elektrolyten und dem angelegten Potential beeinflusst. Daher wird in dieser Arbeit die Reduktion von SiCl4 in diversen aprotischen Medien, u.a. 1-Butyl-1-methylpyrrolidinium Bis(trifluoromethylsulfonyl)imid ([BMP][TFSI]) und Sulfolan (SL), untersucht. Als Hauptanalysewerkzeug dient dabei die elektrochemische Quarzkristallmikrowaage mit Dissipationsüberwachung. Die morphologische und chemische Charakterisierung erfolgt mittels Rasterelektronenmikroskopie bzw. Röntgenphotoelektronenspektroskopie. Die Ergebnisse zeigen unabhängig von Substrat und Potential eine starke Zersetzung von [BMP][TFSI] während der Abscheidung. Die Menge an Si(0) unterscheidet sich jedoch auf den einzelnen Substraten und reicht von 18,1 at.% (Glaskohlenstoff - GC) bis 7,5 at.% (Ni). Im Gegensatz dazu wird die Reduktion von SiCl4 auf den Metallelektroden in SL bei niedrigen Potentialen kaum durch die Nebenreaktionen beeinträchtigt, wodurch doppelt so hohe Anteile an Si(0) in den Schichten erreicht werden. Auf GC verhindert die Zersetzung von SL eine erfolgreiche Abscheidung von Si. In beiden Elektrolyten nehmen Rauheit und Viskoelastizität des Si mit zunehmender Abscheidezeit (t>1h) zu. Das (De-)Lithiierungsverhalten der Schichten wird mittels galvanostatischer Zyklisierung in EC/DMC (1:1, v/v) - LiPF6 Elektrolyten bei verschiedenen spezifischen Strömen untersucht. Die Daten zeigen eine schnelle Abnahme der Kapazität aufgrund der hohen Volumenexpansion während der Legierungsbildung. Durch Verwendung eines porösen Kupfer-Stromabnehmers konnten die Zyklenstabilität, Ratenfähigkeit und Coulomb-Effizienz von aus SL abgeschiedenem Si jedoch deutlich verbessert werden. Selbst nach 1200 Zyklen besitzt das Material noch eine Kapazität von ca. 1,5 Ah/g. Darüber hinaus konnten keine Risse in der Schicht festgestellt werden, was die hohe Stabilität der Elektrode belegt.
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2021000088
Formabtrag an mineralischen Gläsern mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - 1 Online-Ressource (175 Seiten). - (Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung ; Band 9)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
In: Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Abtragsverfahren zur Formgebung optischer Komponenten aus mineralischem Glas mittels ultrakurz gepulster Laserstrahlung untersucht. Für diese Untersuchungen wurden ein experimenteller ps- und ein fs-Aufbau konzipiert, umgesetzt, optimiert und charakterisiert sowie Analysemethoden zur Probenbewertung entwickelt. Aus den Untersuchungen zu den ausgewählten Gläsern ergibt sich, dass mit Verwendung ultrakurzer Laserpulse prinzipiell das gesamte Materialspektrum bearbeitbar ist, wenngleich sich die Bearbeitungsergebnisse unterscheiden. Für einen schichtweisen Abtrag wurden plausible Parameterräume definiert, in denen der Ablationsprozess stabil in Bezug auf ausgewählte Zielgrößen beschrieben werden kann. Experimentell zeigten sich der glasspezifischen Bandlücke sowie der applizierten Wellenlänge nach steigende Grenzwerte für die zur Ablation notwendigen Fluenz. Beim Vergleich der Pulsdauerregime zeigte sich, dass für einen einsetzenden ps-Abtrag höhere Fluenzwerte als für einen fs-Abtrag appliziert werden müssen. Die Untersuchungen haben veranschaulicht, dass sich, in Relation zu einem spezifischen Vorbearbeitungszustand von Quarzglas, mit zunehmendem Abtrag, also mehreren Überfahrten, und unter Zuhilfenahme einer gezielten Partikelabfuhr ein Gleichgewicht der Rauheit auf der Oberfläche einstellte und man von einer Sättigungsrauheit sprechen kann. Für dieses Abtragsverhalten an Glas wurde ein Modell für den 2,5D-Formabtrag mit ausgewählten Parametern aufgestellt und Aussagen zum notwendigen Konditionierabtrag getroffen. Gleichzeitig ergab sich nach Erreichen des Sättigungswertes ein konstantes Ablationsregime, welches einen linearen Abtrag pro Überfahrt ermöglichte. Für eine an den Zielgrößen (Rauheit, induzierte optische Gangunterschiede, Abtragstiefe sowie Abtragsraten) ausgerichtete Auswahl von Bearbeitungsparametern sind Schädigungstiefen bestimmt worden. Es zeigte sich, dass die ermittelten Werte z. T. geringer sind als typische Schädigungen durch das Fein- und Feinstschleifen (< 15 [my]m) und somit dazu beitragen den folgenden Polierprozess zu verkürzen. Ein schichtweiser Abtrag mit ultrakurzen Pulsen kann als Substitutionstechnologie für den formgebenden Schleifprozess angesehen werden. Die ermittelten Zeitspanvolumina lagen im applizierten Laserparameterfeld mit < 14 mm^3/min deutlich über den Werten des Fein- und Feinstschleifens mit ≈ 2 mm^3/min. In weiteren Untersuchungen zum Laserabtrag mit Scanprofilen konnten funktionelle Zusammenhänge beschrieben und nachgewiesen werden, die einen ortsvariablen Glasabtrag ermöglichen.
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000104
Realisierung fähiger Prozesse in der Galvanotechnik. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (139 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
Die vorliegende Dissertation beschreibt den Einsatz von Qualitätsmanagementmethoden in der Galvanotechnik, um die geforderten Schichteigenschaften zu jeder Zeit gewährleisten zu können. Im Sinne einer Null-Fehler-Strategie müssen dazu die Prozessschwankungen möglichst minimiert werden. Die Dissertation ist an die DMAIC-Methode der Six Sigma Philosophie (Define, Measure, Analyze, Improve und Control) angelehnt. In der Definitionsphase werden die grundlegenden Zusammenhänge der Galvanotechnik und der untersuchten Prozesse der Nickel- und Nickel-Phosphorabscheidung beschrieben. Als Schlussfolgerung daraus rückt die chemische Badzusammensetzung ins Zentrum der Untersuchung, da diese die Schichteigenschaften wesentlich bestimmt und prozessimmanenten Schwankungen unterliegt. Ausgehend von der Messung und Analyse der Konzentrationsschwankungen lassen sich Regeln zur Festlegung von Analyseintervallen und Eingriffsgrenzen zur Steuerung der Prozesse definieren. Diese münden in eine Neukonzipierung der Badführung mit dem Ziel Schwankungen zu minimieren. Darauf aufbauend lassen sich durch Bilanzierung der Reaktionen und Stoffverbräuche die komplexen Konzentrationsänderungen makroskopisch durch einfache chemische und physikalische Zusammenhänge beschreiben, wodurch sich Prozessveränderungen im Voraus berechnen lassen. Dazu ist die Ermittlung charakteristischer Kenngrößen, wie Verschleppung, Stromausbeute und Reaktionsumsätze nötig, die mit Hilfe eines numerischen Lösungsverfahrens aus den Prozessdaten selbst gewonnen werden können. Durch die Simulation der Konzentrationsänderungen lassen sich Maßnahmen definieren um möglichst stationäre Bedingungen in den galvanischen Bädern einzustellen. In der Kontrollphase werden die beschriebene Systematik und Umsetzung anhand ausgewählter Prozesse überprüft. Die berechneten Prozesskennwerte und Konzentrationsverläufe wiesen dabei eine Abweichung von etwa 10% im Vergleich zu den gemessenen Werten auf. Für die elektrolytische und chemische Nickel-Phosphorabscheidung konnten kurzfristige Prozessfähigkeiten über 2 erreicht werden. Ebenso konnte flankierend mit weiteren Verbesserungen der Ausschussanteil bei der Beschichtung von MID-Bauteilen (molded interconnect devices) von 3% auf dauerhaft weniger als 0,1% gesenkt werden. Dies zeigt, dass ein galvanischer Serienprozess die heutigen industriellen Anforderungen erfüllen kann.
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000674
Untersuchungen zu den tribologischen und elektrischen Eigenschaften zinnbeschichteter Kontaktoberflächen. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (XIII, 130 Blätter)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
An galvanisch beschichteten Kontaktgeometrien werden Kontaktwiderstandsmessungen, Reibversuche und Leiteranschlussuntersuchungen durchgeführt. Dabei werden hemisphärische, zylindrische und sickenförmige Geometrien mit unterschiedlichen Kontaktradien eingesetzt. Bei den Reibversuchen zeigen große Radien und zylindrische Kontaktgeometrien die günstigsten Verschleißeigenschaften. Dickere Zinnschichten führen zu einer höheren Verschleißbeständigkeit, allerdings auch zu erhöhten Reibkräften. Bei Zinnschichten führt die Relativbewegung zwischen zwei Kontaktpartnern bereits nach dem ersten Reibzyklus zu einer deutlichen Reduzierung des Kontaktwiderstands durch das Verdrängen der Oxidschicht aus dem Kontaktbereich. Nickel wird als Sperrschicht zwischen Kupfer und Zinn eingesetzt, zeigt aber auch bei den Verschleißversuchen günstige Eigenschaften. So steigt der Kontaktwiderstand weniger stark an als bei nicht unternickelten Kontakten. Eine signifikante Erhöhung der Verschleißbeständigkeit bei gleichzeitiger Reduzierung des Reibwerts kann durch den Einsatz von Schmieröl erreicht werden. Bei Kontaktwiderstandsmessungen ohne Relativbewegung zeigt sich für eine Hartgoldschicht, dass große Radien und zylindrische Kontaktgeometrien zu geringeren Kontaktwiderständen führen. Für Zinnschichten ist dieses Verhalten, je nach Schichtsystem, schwächer ausgeprägt oder nicht vorhanden. Unter Wärmeeinfluss zeigt sich eine Abnahme des Kontaktwiderstands mit zunehmender Temperatur für Hartgold- und Zinnschichten. Untersuchungen mit eindrähtigen Leitern zeigen für den betrachteten Kontaktkraftbereich bis 10 N ein elektrisch günstiges Verhalten bei kleinen Kontaktradien und dicken Zinnbeschichtungen. Für feindrähtige Leiter begünstigen breite Leiterpakete geringere Widerstandswerte. Durch die Entwicklung eines theoretischen Modells werden die mechanischen und elektrischen Vorgänge nachvollzogen. Es wird ein Modell für die Auslegung von Steckverbinderkontakten vorgestellt, welches auf einer analytischen Untersuchung der mechanischen, elektrischen und tribologischen Eigenschaften von Steckverbinderkontakten und daraus abgeleiteten Gleichungen basiert.
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000642
Beitrag zum Verständnis der Zerspanung nachgiebiger Strukturen aus kohlefaserverstärkten Kunststoffen: Charakterisierung, Modellierung und Bewertung instationärer Bohrprozesse. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (VII, 192 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
Die Forschungsarbeit zielt darauf ab einen Beitrag zum besseren Verständnis der Zerspanungsmechanismen nachgiebiger CFK-Strukturen zu leisten. Dies geschieht unter Berücksichtigung der Werkzeuggeometrie, des Werkzeugverschleißes sowie den spannsituationsspezifischen Einflussfaktoren. Es wird insbesondere die spanende Bearbeitung von endkonturnahen 3-dimensionalen Bauteilen adressiert, welche aktuell mit komplexen Spannsystemen realisiert werden muss. Im Gegensatz zur industriellen Praxis sieht der Forschungsansatz vor, eine gewisse Werkstücknachgiebigkeit an der Bearbeitungsstelle zuzulassen, welche eine ausreichende Bearbeitungsqualität gewährleisten kann. Dadurch schafft die Abhandlung eine Grundlage zur Auslegung und Optimierung von Spannsystemen. Durch die Reduktion der Komplexität von Spannsystemen können Kosten eingespart werden. Gleichzeitig verringert sich damit auch der Platzbedarf zur Lagerung der Spannsysteme. Obwohl sich ein Großteil der Arbeit mit elementaren Grundlagen der Zerspanung von nachgiebigen CFK-Strukturen befasst, ist der Fokus der Untersuchungen der angewandten Forschung zuzuordnen. Diesbezüglich werden als Zerspanungsmaterial CFK-Laminate aus dem luftfahrttypischen Prepreg HexPly® M21/T800S verwendet, welche mit VHM-Stufenbohrergeometrien nach aktuellem Industriestandard bearbeitet werden. Im experimentellen Teil erfolgt eine messtechnische Analyse der Werkstückkinematik relativ zur Werkzeugbewegung und in Abhängigkeit von der lokalen Werkstücknachgiebigkeit an der Bearbeitungsposition. Dabei steht die zeitliche Entwicklung des Spanungsquerschnittes und der Vorschubswerte des Bearbeitungsprozesses im Vordergrund. Diese werden hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Austrittsdelamination bewertet. Werkzeugseitig werden dabei die Schneidkantenverrundung von 10 [my]m bis 50 [my]m sowie der Spitzenwinkel der Hauptschneiden zwischen 70˚ und 130˚ variiert. Die Erkenntnisse der Quantifizierung der Zerspanungsmechanismen gehen Hand in Hand mit der Neuentwicklung dreier unterschiedlicher Simulationsmodelle. Diese bilden die Entstehung von Maßabweichungen der Bohrungskontur, den zeitabhängigen Prozesskraftverlauf sowie die initiale Schädigungsentstehung beim Werkzeugaustritt aus dem CFK-Laminat nach.
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000653
Methoden des Soft Computing zur Regelung und Diagnose von Magnetlagern. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (267 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
Es besteht weltweit eine ausgeprägte Tendenz, durch Einsatz der aktiv geregelten Magnetlagerung die mechanische Reibung und Verschleiß zu vermeiden sowie die einstellbare Systemsteifigkeit und -dämpfung zu ermöglichen. Solche Systeme werden bis anhin über fixed-control-design oder lineare Strategie geregelt, verwenden also Frequenzfilter mit kleinem Wirkungsgrad, begrenzter Cutoff-Frequenz und Zuverlässigkeit im konventionellen Regelkonzept. Der industrielle Einsatz der aktiven Magnetlager in Verbindung mit dem technologischen Prozess insbesondere unter Belast-, Störfall und Einfluss vom starken Rauschen stellt heute hohe Aufforderung an die Stabilität der Positionierung, Funktionszuverlässigkeit und Laufruhe. Diese führen gegenüber konventionelles Regelkonzept zu einer wesentlichen Erneuerung des Regelkonzeptes. So werden die stabile Magnetlagerung bzw. Steuerbarkeit der dynamischen Eigenschaft bis hin zur technischen Grenze ermöglicht. In dieser Arbeit wird ein neuartiges Regelkonzept mithilfe Soft Computing erarbeitet und am Testanlage FLP 500 am Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik der Hochschule Zittau / Görlitz umgesetzt. Dazu bietet sich vor allem die Integration von Soft Computing in der Regelung-, Filterung- und Online-Identifikationstechnik in das System an. Es werden das Führungsverhalten, Störverhalten, der Umdrehungsversuch bzw. Identifikationsversuch angestellt. Der Identifikationsversuch präsentiert die Ergebnisse aus Online-Identifikation mit ausreichender Schnelligkeit und Robustheit gegen Prozessrauschen. Die weiteren Versuchsergebnisse zeigen, dass die Stabilität der Positionierung mit einem variierenden Arbeitspunkt bzw. die Laufruhe, besonderes unter Bedingung vom starken Prozessrauschen, unter Einfluss von der elektronischen bzw. mechanischen Eigenschwingung, vom Messrauschen und von der Messstörung in Sensorik, deutlich optimiert sind. Durch die Adaptionsmöglichkeit ist die Magnetlagerung zudem wesentlich weniger anfällig für die Variation der Arbeitspunkte. Der Vorteil der Zustandsbeobachtung wird durch Anwendung des Kalman-Filters ausgenutzt. Auf diese Weise ist die nahezu vollständige Eliminierung der Störung und Signalverfälschung in Messsignale möglich. Im realen Versuchsstand durchgeführte Untersuchungen belegen die praktische Anwendbarkeit des Konzeptes.
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000389
Real-time estimation and visualization of functional connectivity in the human brain. - Düren : Shaker Verlag, 2020. - xi, 128 Seiten. - (Berichte aus der Medizintechnik)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
ISBN 978-3-8440-7773-5
Aus neurowissenschaftlicher Sicht sind die Möglichkeiten für die Echtzeitverarbeitung neuronaler Daten vielfältig. Echtzeit-Tools ermöglichen nicht nur einen schnelleren und intuitiveren Einblick in augenblickliche Gehirnfunktionen, sondern schaffen eine Grundlage für eine Vielzahl von Neurofeedback-Szenarien. Darüber hinaus ermöglichen sie eine frühzeitige Beurteilung der Datenqualität und des Versuchsaufbaus. Dies erlaubt ein frühes Eingreifen und Beheben von möglichen Fehlern. Aufgrund ihrer hohen zeitlichen Auflösung sind Magnetoenzephalographie (MEG) und die Elektroenzephalographie (EEG) geeignete Messverfahren für die Echtzeitdatenverarbeitung. Es existieren bereits Software-Toolboxen, welche in der Lage sind, M/EEG-Daten in Echtzeit zu überwachen und zu verarbeiten. Diese Arbeit stellt eine Reihe neuer Werkzeuge zur Erfassung und Verarbeitung elektrophysiologischer Datenströme vor. Die Methoden in dieser Arbeit ermöglichen die Schätzung und Visualisierung großer funktionaler Netzwerke in Echtzeit. Bereits existierende Arbeiten haben sich bisher stets auf Netzwerke mit wenigen Knoten konzentriert. Alle neuen Tools wurden in das Open-Source-Projekt MNE-CPP integriert, welches eine API und GUI-Anwendungen bereitstellt. Damit stehen die neuen Tools sowohl für Entwickler als auch Anwendern, welche keine oder nur wenig Programmiererfahrung besitzen, zur Verfügung. Die neuen Echtzeit-Tools sind in der Lage funktionale Netzwerke auf Sensor- und Quellebene zu verarbeiten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Proof-of-Principle-Messung durchgeführt, welche funktionale Netzwerke auf Quellniveau und evozierten Reaktionen, die durch eine Stimulation des sog. Nervus medianus ausgelöst wurden, geschätzt. Die Ergebnisse zeigen, dass die implementierten Echtzeit-Tools wie erwartet funktionieren und in der Lage sind, während einer laufenden Messung, Einblicke in funktionale Netzwerke zu geben. Die implementierten Tools ermöglichen es dadurch eine laufende Messung zu überwachen und Experiment- bzw. Einrichtungsprobleme frühzeitig zu erkennen. Weiterhin können die Echtzeitergebnisse genutzt werden, um neuartige Gehirn-Maschinen Schnittstellen zu entwerfen.
Refraktionsänderungen in Dämmerung und Nacht. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (IX, 237, [23] Blätter)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
Eine mögliche Ursache für Sehprobleme in Dämmerung und Nacht stellen Refraktionsänderungen mit abnehmender Leuchtdichte dar: Die Dämmerungs- bzw. Nachtmyopie. In der Literatur wird die Nachtmyopie über drei Effekte erklärt: Die Akkommodationsruhelage, die sphärische Aberration und die Purkinje-Verschiebung. Die vorliegende Arbeit beleuchtet im Rahmen von vier Studien diese möglichen Ursachen für Refraktionsänderungen in mesopischen Lichtverhältnissen und deren Auswirkung auf Visus und Kontrastempfindlichkeit. Die erste Studie untersuchte den Einfluss des Dark Focus of Accommodation auf den Refraktionsstatus. Dabei zeigte sich nach dem Übergang von photopischen zu skotopischen Lichtbedingungen eine klinisch unbedeutende Verschiebung des Refraktionsstatus in Richtung Myopie. Ferner stellte sich der Dark Focus sofort nach der Abdunklung ein und war unabhängig von der Dunkeladaptationszeit. Der Einfluss des Dark Focus auf das Sehen in mesopischen Lichtverhältnissen ist somit als gering einzustufen. In der zweiten Studie wurde der Einfluss der sphärischen Aberration auf die subjektive Refraktionsänderung untersucht. Die subjektive Refraktion änderte sich dabei mit abnehmender Leuchtdichte nicht umso mehr in Richtung Myopie, je positiver die sphärische Aberration war. Zur Untersuchung der Purkinje-Verschiebung wurde ein Versuchsaufbau zur Messung der spektralen Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges erstellt und im Rahmen einer Evaluierungsstudie geprüft. Auf dieser Basis konnte in der dritten Studie festgestellt werden, dass die Purkinje-Verschiebung unmittelbar nach der Einstellung einer maximalen Leuchtdichte von 0,1 cd/m^2 eintritt und ebenfalls unabhängig von der Dunkeladaptationszeit ist. Des Weiteren zeigte sich, dass die Purkinje-Verschiebung nicht im Netzhautzentrum, sondern ausschließlich in der Peripherie (10˚) auftritt und wohl nicht zu einer Refraktionsverschiebung mit abnehmender Leuchtdichte beträgt. Die vierte Studie beschäftigte sich mit der Erstellung von Defokuskurven für Visus und Kontrast in Abhängigkeit von der Leuchtdichte. Dabei änderte sich der Refraktionsstatus nur in Einzelfällen in Richtung Myopie. Der Betrag der Myopisierung beträgt weniger als 1 dpt. Astigmatische Änderungen treten in der Regel nicht auf. Ebenso führt die Verordnung einer angepassten Korrektion für mesopische Lichtverhältnisse nur in Einzelfällen zu einer Verbesserung von Visus und Kontrastempfindlichkeit in dunkler Umgebung. Ferner geht aus dieser Arbeit hervor, dass eine Differenzierung zwischen Dämmerungs- und Nachtmyopie notwendig ist.
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000630
Elektronisch abstimmbare transistorbasierte Induktivitäten für den Hochfrequenzbereich. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (v, 167 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
Die zur Verfügung stehenden Frequenzen stellen für eine zunehmende Anzahl von Anwendungen eine zentrale Ressource dar. Die effiziente Nutzung der verfügbaren Frequenzen ist erforderlich und damit die Entwicklung von frequenzagilen Sender- und Empfängerarchitekturen. Dafür können entweder mehrere Schaltungen für die jeweiligen Frequenzen parallel aufgebaut werden, oder im Sinne der fortschreitenden Miniaturisierung konfigurierbare Schaltungen verwendet werden. Die steuerbaren Bauelemente, die für konfigurierbare Schaltungen notwendig sind, sind auf vielfältige Weise realisierbar. Die vorliegende Arbeit beinhaltet den Funktionsbeweis der transistorbasierten Induktivitätsschaltung, zeigt das Potenzial des Ansatzes und stellt Richtlinien für die Dimensionierung beziehungsweise den Aufbau der Schaltung auf. Das Potenzial als symmetrische, variierbare und miniaturisierbare Induktivität im Hochfrequenzbereich für frequenzagile Anwendungen wird untersucht. Eine Literaturrecherche zum Stand der Technik beschreibt die bisher üblichen Methoden für abstimmbare Induktivitäten und ermöglicht einen Vergleich mit der Induktivitätsschaltung. Sie ist aufgrund der Möglichkeit der Integration und Miniaturisierung eine nützliche Ergänzung für die HF-Schaltungstechnik. Analytische Untersuchungen in Kombination mit numerischen Simulationsmethoden erlauben das Ableiten von präziseren Entwurfskriterien, die nach Wissen der Autorin das erste Mal auch transistorinterne Größen berücksichtigen. Die Richtlinien werden anschließend durch die Messung realisierter Schaltungen validiert, in denen symmetrisches Verhalten.
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000628