Dissertationen, Habilitationsschriften

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Schäffer, Daniel;
Planar integrated asymmetric waveguide splitter devices in glass. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2024. - 1 Online-Ressource (xvii, 122 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2024

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung planar integrierter, asymmetrischer Multimode Wellenleiterverzweiger in Glas. Diese sind besonders interessant für Anwendungen in lokalen Datacom-Netzwerken, der Medizin und der Hochspannungstechnik. Als geeignetes Herstellungsverfahren wird der feldunterstützte Na+/Ag+ Ionenaustausch aus flüssigen Salzschmelzen untersucht. Hierbei werden Ag+ über die Oberfläche in das Glas eingebracht, um den Brechungsindex zu erhöhen. Durch die Verwendung von Masken, die via Photolithographie auf der Glasoberfläche aufgebracht werden, kann die Erhöhung des Brechungsindex lokal begrenzt werden, um optische Lichtwellenleiter herzustellen. Ein externes Feld beschleunigt den Ionenaustauschprozess, kann jedoch zu ungewünschten Verformungen der Wellenleiterprofile führen. Ein Simulationsmodell, basierend auf der Finite-Elemente-Methode, wird zur Berechnung der Lichtwellenleiterprofile entwickelt. Dieses bildet die Ionenaustauschprozesse anhand der Diffusionsgleichungen ab und erlaubt die Erstellung von dreidimensionalen planar integrierten Strukturen in Glas. Anschließend wird die Lichtausbreitung mittels wellenoptischer BPM-Simulation berechnet. Somit kann der experimentelle Aufwand signifikant reduziert werden und eine computergestützte Optimierung des Bauteildesigns erfolgen. Mit Hilfe des Modells werden vier verschiedene asymmetrische Multimode Verzweigervarianten entwickelt. Diese unterscheiden sich in ihrem Maskendesign und den gewählten Ionenaustauschparametern. Es wird untersucht, wie sich die Asymmetrie durch unterschiedliche Breiten der Verzweigerarme und deren Winkel steuern lässt. Ein neuartiger Ansatz, der ohne Maske und damit ohne Photolithographieprozess auskommt, wird vorgestellt. Hierbei wird ein Ultrakurzpuls-Laser genutzt, um Gräben in eine mit Silberionen angereicherte Schicht zu strukturieren. Der verbleibende Steg dient als Lichtwellenleiter. Für jede Verzweigervariante wird jeweils ein Funktionsmuster hergestellt. Die Wellenleiterprofile werden mittels eines Rasterelektronenmikroskops charakterisiert und anschließend werden die Ein- und Ausgänge der Verzweiger an optische Glasfaserkabel angekoppelt. Die Asymmetrie und die Verluste der Komponenten werden gemessen und mit den Simulationsergebnissen verglichen. Das Verhalten bei Datenraten von 28 Gbit/s wird experimentell bestimmt, um so die Eignung für den Einsatz in optischen Kommunikationsnetzwerken zu gewährleisten.



https://doi.org/10.22032/dbt.59865
Behrens, Arne;
Plasma based 2.5D+ micro and nanostructuring for whispering gallery mode resonators. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2023. - 1 Online-Ressource (xii, 172 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2023

Whispering gallery mode resonatoren werden für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen in der Industrie und im akademischen Bereich eingesetzt. Die Arbeit mit WGM ist mit Hürden wie die Herstellung, Charakterisierung und Anregung verbunden. Das Ziel dieser Arbeit ist es, neue Konzepte vorzustellen, um diese Hürden zu verringern. Die Herstellung von photonischen Strukturen beruht auf der Mikrofabrikationstechnik, die keine Kontrolle des Seitenwandwinkels erlaubt. Die Steuerung des Seitenwandwinkels in SiO2 bei gleichzeitig sehr geringer Oberflächenrauhigkeit würde einen neuen Freiheitsgrad ermöglichen und die Leistung photonischer Strukturen verbessern. Es wird eine systematische Untersuchung vorgestellt, die den riesigen Parameterraum des Ätzprozesses mit einem ”educated guessing”-Ansatz eingrenzt, bis DoE-Ansätze realisierbar werden. Dies geschieht in mehreren Schritten. Zur Untersuchung der verbleibenden Parameter wird eine Surface-Response-Methodology angewandt. Das erstellte Modell ist validiert und stimmt gut mit den Experimenten überein und kann daher zur Optimierung verschiedener Responsevariablen wie Seitenwandwinkel, Rauheit und Ätzrate verwendet werden. Die Substrattemperatur ermöglich die Kontrolle des Seitewandwinkels von 50˚ bis 90˚. Die gewonnenen Erkenntnisse werden dann in Kombination mit dem bereits vorhandenen Wissen in der Community genutzt, um die Fertigungsmöglichkeiten der Gruppe Technische Optik im Reinraum zu erweitern. Das SiO2-Verfahren ist auch für das Ätzen von Si3N4 mit hervorragenden Ergebnissen geeignet. Diese Mikrofabrikationstechniken werden dann für die Herstellung von 2,5D+ WGMRs eingesetzt. Es wird eine neue Charakterisierungstechnik vorgeschlagen, die die emittierten Photonen für die Analyse von WGM nutzt. Dazu wird eine Einzelphotonentechnologie wie die zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung verwendet, die neben klassischen Intensitätsbildern auch die Aufnahme von räumlich aufgelösten Lebenszeitbildern ermöglicht. Ein experimenteller Aufbau wird konzipiert und realisiert. Aus fluoreszierendem Material hergestellte WGMs werden mit den vorgeschlagenen Techniken angeregt und analysiert; durch die Analyse der Lebensdauern können die Q-Faktoren der WGMs bestimmt werden. Schließlich wird ein alternativer Weg zur Einkopplung von Licht in WGM vorgeschlagen, der monolithisch integrierte DOE auf WGM verwendet. Aufgrund eines fehlenden theoretischen Rahmens werden Simulationen durchgeführt, um DOE und WGM separat zu modellieren. Die vorgeschlagenen Elemente werden mit den entwickelten Mikrofabrikationsverfahren hergestellt und mit dem neuartigen Charakterisierungsaufbau analysiert.



https://doi.org/10.22032/dbt.59169
Pohl, Mario;
Vermeidung und Simulation der Entstehung von mittelfrequenten Fehlern im Schleifprozess für Präzisionsoptiken. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2023. - 1 Online-Ressource (K, 101, XXVIII Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2023

Die aktive Vermeidung mittelfrequenter Fehler (MSFE) ist eine Herausforderung in der modernen Optikfertigung von Asphären und Freiformen. Während Formfehler durch entsprechende lokale Korrekturverfahren beseitigt und auch die spezifizierten Oberflächenrauheiten über entsprechende Glättprozesse erreicht werden können, limitieren die MSFE die erreichbaren optischen Qualitäten. In der vorliegenden Arbeit werden deshalb insbesondere die Entstehungsmechanismen von MSFE systematisch erforscht und beschrieben. Ziel ist es, Entstehungsmechanismen von MSFE zu identifizieren und konkrete Vermeidungsstrategien für bestehende Produktionsprozesse von Präzisionsoptiken abzuleiten. Die Vorhersage beim Schleifen entstehender MSFE mittels Simulationsmodellen stellt einen weiteren Schwerpunkt der Arbeit dar. Das Schleifen im Punktkontakt ist bei der Herstellung asphärischer Geometrien und Freiformen aufgrund der lokalen Krümmungsänderungen technisch notwendig. Es ist somit für die Geometrien von Präzisionsoptiken der produktionstechnische Standard und stellt daher meist den ersten Schritt der Prozesskette dar. In der vorliegenden Dissertationsschrift werden die Entstehungsmechanismen von MSFE beim Schleifen im Punktkontakt experimentell untersucht und beschrieben. Die Experimente wurden unter realistischen Produktionsbedingungen mittels dem aktuellen Stands der Technik entsprechenden Prozessen im Bereich der Fertigung von Präzisionsoptiken hergestellt. Zur Auswertung der Ergebnisse wurden sowohl kommerziell verfügbare als auch eigens für diese Arbeit entwickelte Softwarelösungen verwendet. Auf Basis der aus den Experimenten abgeleiteten Erkenntnisse wird ein modellbasierter Ansatz zur Simulation der Entstehung von MSFE beim Schleifen im Punktkontakt entwickelt. Das Simulationsmodell wird anhand von real gemessenen MSFE und den zugehörigen Bearbeitungsparametern überprüft und verifiziert. Es werden neue Ansätze zur Auswertung von MSFE sowie der Charakterisierung von Polierwerkzeugen diskutiert. Der Entstehungsmechanismus von MSFE im Schleifprozess wird umfassend beschrieben und simulativ verifiziert.



https://doi.org/10.22032/dbt.59113
Lietz, Henrik;
Super-Resolution-Techniken zur Steigerung des lateralen Auflösungsvermögens von 3D-PMD-Kameras. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2022. - 1 Online-Ressource (xii, 125 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2022

Literaturverzeichnis: 95-104

PMD-Kameras ermöglichen die 3D-Bilderfassung in Echtzeit und liefern robuste Aufnahmen auch bei schwierigen Lichtverhältnissen. Allerdings limitiert deren geringe Bildauflösung die Detektion kleiner Objekte erheblich. Unter dem Einsatz rechnergestützter Bildverarbeitung verschieben Super-Resolution-Techniken (SR) diese Grenze hin zu einem höheren lateralen Auflösungsvermögen, ohne dabei die spezifischen Eigenschaften des Sensors zu verändern. In der Literatur wird die Leistungsfähigkeit von SR-Methoden mit Rauschanalysen bewertet, indem die SR-Ergebnisse mit ihrem fehlerfreien Ground-Truth-Referenzbild (GT) verglichen werden. Dabei beschränken sich die SR-Methoden zumeist auf definierte Anwendungsfälle und deren Auswertungen auf synthetisch erzeugte Datensätze, ohne die Auflösungssteigerung am realen Aufbau zu verifizieren. Mit dieser Arbeit wird eine generische SR-Methode auf eine echte, niedrig auflösende PMD-Kamera appliziert, die für den Einsatz im Außenbereich konzipiert ist und eine Bildauflösung von lediglich 64 x 16 Bildpunkten aufweist. Zunächst erfolgen simulative Untersuchungen von drei aktuellen SR-Techniken hinsichtlich deren Eignung zur generischen Steigerung der lateralen Ortsauflösung einer PMD-Kamera: 1) KI-lernbasierte Single Image SR (SISR) 2) Inkohärente Fourier Ptychographie (FP) 3) Subpixel-Shift SR (SpS-SR). Ein Vergleich der Simulationsergebnisse zeigt Vorteile für die SpS-SR, sodass diese mit einem neuartigen Lens-Shift-Aufbau in die praktische Anwendung überführt wird. Die geringe Bildauflösung der eingesetzten PMD-Kamera schließt die Bewertung der SR-Ergebnisse nach einer klassischen Rauschanalyse aus. Stattdessen wird die erreichte Bildqualität im SR-Amplitudenbild nach dem optischen Auflösungsvermögen in Linienpaaren pro Pixel [LP/mm] bewertet. Dieses Absolutmaß gewährleistet eine Vergleichbarkeit der SR-Ergebnisse aus Simulation und Messung auch für Kameras, von denen keine hochauflösenden GT-Bilder existieren. Letztlich zeigt diese Arbeit die Möglichkeiten und Grenzen der Auflösungssteigerung mit SR-Methoden in der praktischen Anwendung für den spezifischen Anwendungsfall bei PMD-Kameras auf. Darüber hinaus bildet der hier vorgestellte Lens-Shift-Aufbau die Basis zur flexiblen und kostengünstigen Auflösungssteigerung digitaler Kameras im Allgemeinen, wie sie die bildverarbeitende Optik-Industrie immer häufiger fordert.



https://doi.org/10.22032/dbt.51968
Fischer, David;
Computer generated holography for 3D lithographic illumination. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2021. - 1 Online-Ressource (xv, 91 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2021

Maskenlose holographische Lithographiesysteme nutzen die Möglichkeiten der gezielten Lichtformung in Phase und Amplitude durch Holographie, die für die Projektion zwei- und dreidimensionaler Muster genutzt werden kann. Das Ziel ist die strukturierte Belichtung von Fotoresist, wodurch das Einbringen von Strukturen in den Resist ermöglicht wird. Die computergenerierten Hologramme (CGH) werden dabei mittels Algorithmen berechnet und auf einem räumlichen Lichtmodulator (SLM) dargestellt. In dieser Arbeit wird ein solches System entwickelt, bestehend aus geeigneten Algorithmen zur Hologrammberechnung, einem Lichtmodulator zur Darstellung der Hologramme, einem optischen Projektionssystem mit Laser als Lichtquelle, sowie einem Positionierungssystem für zu belichtende Fotoresists auf Substraten. Durch gezielte Optimierung der Parameter der Berechnungs- und Darstellungsmethoden sowie des optischen Projektionssystems werden Muster projiziert, welche ein Einbringen von mikrometergroßen Strukturen in Fotoresist ermöglichen. Das Erreichen guter Uniformität der Intensität der projizierten Muster ist bei holographischer Projektion eine besondere Herausforderung, da durch die Kohärenz der Lichtquelle in Verbindung mit der Hologrammberechnungsmethodik üblicherweise ein Specklekontrast entsteht, der ein Intensitätsrauschen verursacht. Da in der Mikrolithographie die Schärfentiefe üblicherweise stark begrenzt ist, sind bei Projektion auf unebenen Substraten Teile des Musters an der Substratoberfläche nicht im Fokus, somit werden verschwommene Strukturen in den Fotoresist einbelichtet. Um dies zu korrigieren, werden eine Oberflächenvermessung des zu strukturierenden Gebiets sowie eine abschnittsweise Refokussierung mittels Anpassung der Hologrammberechnung umgesetzt. Sowohl die Messung als auch die angepasste Belichtung werden parallelisiert in dem zu strukturierenden Feld durchgeführt. Für ersteres wird ein geeignetes Muster durch den Lichtmodulator projiziert, welches eine ortsaufgelöste Bestimmung der Oberflächenpositionen ermöglicht. Für letzteres werden Kurzdistanzpropagationsschritte in die Hologrammberechnung integriert, um eine gleichzeitige Projektion in mehrere Tiefenebenen zu ermöglichen. Zuletzt zeigen Belichtungstests die Leistungsfähigkeit des Systems.



https://doi.org/10.22032/dbt.50106
Bichra, Mohamed;
Development of an innovative metrology technique for freeform optics based on a modified Talbot-wavefront-sensor. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (xvii, 112 Blätter)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

Die Leistungsfähigkeit hochpräziser optischer Systeme mit sphärischer Optik ist im Allgemeinen durch Aberrationen begrenzt. Durch die Verwendung asphärischer und Freiform-Optiken können die geometrischen Aberrationen reduziert oder beseitigt werden. Gleichzeitig können die erforderliche Anzahl von Komponenten, die Größe und das Gewicht des Systems reduziert werden. Heutzutage existieren neue Produktionstechniken, die die Herstellung hochpräziser Freiformflächen ermöglichen. Eine geeignete Messtechnik (universell, hochgenau, berührungslos, kostengünstig und schnell/echtzeitfähig) ist jedoch der Schlüssel für die Herstellung, Entwicklung und Anwendung dieser Oberflächen. Diese Arbeit beschreibt die Ableitung, Implementierung und Erprobung eines neuen Wellenfront-Messprinzips für Freiformoptik. Eine der wichtigsten Eigenschaften des vorgestellten Wellenfrontsensors ist die Möglichkeit der gleichzeitigen Charakterisierung der Freiform im Transmissions- und Reflexionsmodus. Der neuartige Wellenfrontsensor basiert auf der Beugungstheorie und der Fourier-Analyse mit einem modifizierten Winkelspektrum-Propagator. Aus experimenteller Sicht wird die Ausbreitung einer Wellenfront hinter einem zweidimensionalen Gitter beobachtet. Dann wird ein universelles Verfahren verwendet, um den Phasengradienten direkt aus einem aufgezeichneten Intensitätsbild zu extrahieren. Hierzu wird die Intensitätsverteilung im Spektralbereich analysiert und die Verarbeitung durch eine entsprechende Zerlegung des Propagatorkerns vereinfacht. Diese Methode funktioniert für beliebige Abstände hinter dem Gitter. Unsere neue Formulierung wurde durch zahlreiche Simulationen getestet. Die von einer Freiformfläche erzeugte Wellenfront wird nach der neuen Methode gemessen und mit Messergebnissen eines handelsüblichen Shack-Hartmann-Sensors verglichen. Für die Messung reflektierender Oberflächen wurde der vorgestellte Aufbau leicht modifiziert. Somit können alle optischen Elemente auf einer optischen Achse platziert werden, ohne dass eine Verschattung zwischen der Beleuchtung und der Messeinheit auftritt. Das Fehlen einer seitlichen Beleuchtung oder eines Strahlteilers sowie die Möglichkeit der Verwendung einer partiell kohärenten Beleuchtung sind die Hauptmerkmale des im Rahmen dieser Dissertation erforschten Messsystems.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000589
Cao, Xinrui;
Innovative Beleuchtung für neuartige Abbildungs- und Lithographiesysteme. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (vi, 128 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

In dieser Arbeit werden innovative Beleuchtungssysteme in den Bereichen Mikroskopie und Lithographie untersucht. Dabei werden LEDs und LED-Arrays als Lichtquellen der Beleuchtungssysteme in zwei optischen Systemen eingesetzt, nämlich der Fourier-Ptychographie und dem Lau-Effekt. Es wird theoretisch analysiert und experimentell überprüft, wie sich die Kohärenzeigenschaften der Beleuchtung auf die zwei optischen Anwendungen auswirken. Der Einsatz der räumlich kohärenten Beleuchtung mittels eines LED-Arrays in der Fourier-Ptychographie ermöglicht es, die Auflösung zu erhöhen. In der Praxis wird ein kohärentes 4f-Abbildungssystem aufgebaut, in dem zwei unterschiedliche Beleuchtungskonzepte eingebracht werden. Sowohl die planare als auch die kugelförmige Anordnung der Beleuchtung bieten räumlich kohärentes Licht mit jeder LED. In Abhängigkeit von der Position der LEDs werden verschiedene Beleuchtungswinkel realisiert. Die LEDs werden sequentiell ein- und ausgeschaltet, somit werden einige niedrigaufgelöste Intensitätsbilder aufgenommen. Um ein hochaufgelöstes Intensitätsbild mittels der Informationen der niedrigaufgelösten Intensitätsbilder zu rekonstruieren, werden zwei iterative Phasenrückgewinnungsalgorithmen überprüft. Der Rekonstruktionsprozess entspricht einer verbreiterten Übertragungsfunktion oder synthetischen numerischen Apertur. Ein hochaufgelöstes Intensitätsbild kann zwar mittels des kFP-Algorithmus oder des EPRY-FPM-Algorithmus rekonstruiert werden, aber seine Qualität wird durch das fehlerbehaftete optische System beeinträchtigt. Der Einfluss der Wellenaberrationen des Beleuchtungssystems und die Beseitigung dieses Einflusses werden diskutiert. Eine Reduzierung dieser Wellenaberrationen wird durch das Einbringen einer kugelförmigen Anordnung der LED-Array-Beleuchtung realisiert. Der Einsatz räumlich kohärenter Beleuchtung in dem Versuchsaufbau zum Lau-Effekt führt zu Beugungsordnungen des Gitters in der Beobachtungsebene. Erst mit einer räumlich inkohärenten Beleuchtung, die jeweils mit einer einzelnen LED oder einem LED-Array realisiert ist, entstehen periodisch dreieckförmige Lau-Streifen. Aus dem Experiment ist herausbekommen, dass das LED-Array ca. 7-fach der optischen Leistung einer einzelnen LED erbringt. Das führt zu vergrößerten Intensitäten der Lau-Streifen und reduziert die Belichtungszeit im Belichtungsprozess der Lithographie. In Abhängigkeit von den Gitterparametern variieren die Intensitäten und Perioden der Lau-Streifen um die Beobachtungsebene. Durch den Einsatz der Lau-Streifen in der optischen Lithographie werden dreidimensionale Strukturen auf sowohl planarer als auch gekrümmter Oberfläche realisiert.



https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00045678
Thomae, Daniel;
Talbot-Lithografie und deren Anwendung zur Realisierung eines Kreuz-Echelle-Spektrometers. - Ilmenau, 2020. - X, 97 Seiten, Seite XI-LXX
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

ISBN 978-3-9822352-0-2

Die optische Spektroskopie hat im Verlauf von 150 Jahren schrittweise Anwendungsfelder von den Grundlagenwissenschaften bis hin zur industriellen Messtechnik erschlossen. Diese Vielfalt zieht eine Spezialisierung verfügbarer Messgeräte auf einzelne Applikationen nach sich. Lücken bestehen jedoch noch im Bereich einiger Feldapplikationen, wo einerseits widriger Umgebungsbedingungen vor Ort als auch hohe Gerätekosten die Messwerterfassung in einem zentralen Analyselabor erzwingen. Dies bedeutet meist die Beschränkung auf Stichproben und ein zeitverzögertes Messergebnis, was zur Prozesskontrolle nur bedingt taugt. Die vorliegende Arbeit schlägt für den Bereich der Atomemissionsspektroskopie eine neue Variante des Echelle-Spektrometers vor: Durch Integration der beiden Dispersionsschritte, welche nach dem Stand der Technik mit zwei getrennten Elementen realisiert werden, in ein einziges Beugungsgitter kann das Gerätedesign deutlich vereinfacht und miniaturisiert werden. Potentiell erhöht dies die Robustheit und senkt die Fertigungskosten. Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Bewertung des Konzepts von Kreuz-Echelle-Spektrometern im Vergleich zu typischen Kompaktspektrometern. Besonderes Augenmerk wird auf Kenngrößen wie spektrales Auflösungsvermögen und Beugungseffizienz gelegt. Es werden die Vor- und Nachteile verschiedener Fertigungstechnologien für das Gitter diskutiert. Für den experimentellen Prinzipnachweis wird ein Kreuz-Echelle-Gitter gefertigt und für dieses ein Prototypenspektrometer ausgelegt und realisiert. Letzteres wird anhand praktischer Beispielmessungen erprobt und es werden Optimierungspotentiale benannt. Das zu fertigende Kreuz-Echelle-Gitter als Kernkomponente zeichnet sich durch die Überlagerung einer sehr tiefen und groben mit einer relativ flachen und feinen Struktur aus. Gängige Gitterfertigungsmethoden versagen hier, sodass mit der Talbot-Lithografie ein Alternativverfahren zum Einsatz kommt. Für dieses wird ein modularer und flexibler Belichtungsaufbau samt zugehöriger Softwareinfrastruktur beschrieben, um damit maßgeschneiderte Profilformen fertigen zu können. Ferner werden die Abbildungsfehler des Talbot-Effekts eingehend analysiert und deren Minimierungsmöglichkeiten aufgezeigt. Ebenso wird die Übertragung von statistischen Defekten bei der Talbot-Lithografie untersucht und auch hierfür Optimierungsmöglichkeiten abgeleitet.



Kremmel, Johannes;
Koppler und Funtionsstrukturen für integriert-optische single-mode polymer Wellenleiter. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2019. - 1 Online-Ressource (iii, 139 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019

In der vorliegenden Arbeit wurde die Erweiterung der Funktionalität einer bekannten integriert optischen Polymerwellenleitertechnologie untersucht. Die untersuchten Wellenleiter werden, basierend auf direkt UV-strukturierbaren Polymeren, unter Zuhilfenahme eines Laser-Direkt-Schreibverfahrens (Laser Direct Imaging, LDI) hergestellt. Die dabei gemachten Entwicklungen umfassen einerseits verschiedene Messmethoden zur Charakterisierung von Wellenleitern, andererseits die Realisierung von gekoppelten Wellenleitern zum Aufbau von Richtkopplerstrukturen und in weiterer Folge von aktiven Funktionsstrukturen wie Schalter und Sensoren. Zur industriellen Fertigung ist die einfache und schnelle Faserkopplung solcher Wellenleiter essenziell. Aus diesem Grund wurde ein Konzept zur passiv ausgerichteten Mehrfach-Faserkopplung entwickelt und umgesetzt. Dabei wurde eine signifikante Verbesserung der Koppeleffizienz, im Vergleich zu ähnlichen Konzepten, erreicht. Zur Demonstration der Funktion wurden, basierend auf den zuvor durchgeführten Entwicklungen, thermo-optisch aktuierte integriert-optische Schalter sowie ein integriert-optischer Verschiebungssensor ausgelegt, realisiert und untersucht.



https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00040516
Karthaus, Daniela;
Optimierungsmethodik für Volumen-Transmissionshologramme mit LED-Beleuchtung. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2018. - 1 Online-Ressource (X, 139 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

In dieser Arbeit wird eine Optimierungsmethodik vorgestellt, welche die Anpassung von Volumen-Transmissionshologrammen an die spektralen Eigenschaften und die Abstrahlcharakteristik von LEDs ermöglicht. Diese Methodik beinhaltet neben einem Designprozess zur Berechnung optimierter Hologramminformationen auch einen Simulationsansatz zur realitätsnahen Visualisierung des rekonstruierten Bildes. Sowohl bei der Berechnung als auch bei der Simulation werden LED-Parameter wie Wellenlänge, Divergenzwinkel und Wellenfrontform berücksichtigt. Die Beschreibung und experimentelle Ermittlung einer LED-spezifischen Wellenfront ist dabei eine besondere Herausforderung und wird in dieser Arbeit entsprechend diskutiert. Zur Überprüfung des Designprozesses und der Simulation werden die berechneten Hologramme in ein Photopolymer belichtet. Der dafür notwendige Belichtungsprozess wird im Rahmen der Arbeit im Labor umgesetzt und die Belichtungsparameter im Design und in der Simulation berücksichtigt. Durch die spezifisch aufeinander abgestimmten Schritte von Design über Belichtung bis zur Simulation entsteht eine ganzheitliche Methodik für die Optimierung und Überprüfung der Hologramme. In sechs experimentellen Testreihen werden nicht optimierte und optimierte Hologramme mit verschiedenen Lichtquellen beleuchtet und die Rekonstruktionen analysiert. Die Ergebnisse belegen die erfolgreiche Kompensation und Visualisierung der oben genannten Effekte durch LED-Beleuchtung bei der Rekonstruktion. Zudem werden Einflüsse auf die Rekonstruktion durch den Belichtungsprozess und das holographische Material aufgezeigt und mögliche Lösungen für eine Weißlicht-Rekonstruktion mit Transmissionshologrammen aufgezeigt.



https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00038435