Studentische Abschlussarbeiten

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Erstellt: Thu, 28 Mar 2024 23:05:03 +0100 in 0.1020 sec


Hinz, Susanne;
Kanalübergreifendes Design für segmentierte AMD-Sehhilfen. - 78 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Der Inhalt der vorliegenden Arbeit besteht in der Entwicklung und Optimierung einer Sehhilfe für Patienten, die an altersabhängige Makuladegeneration (AMD) erkrankt sind. Im Gegensatz zu den vorhandenen Sehhilfen bei AMD, basieren die zu betrachtenden Prinzipien auf miniaturisierte Systeme, die im Array angeordnet sind. Das erste System, welches betrachtet wird, besteht aus einem Array aus Keilen und einem Array aus Teleskoplinsen. Für dieses System erfolgt die Entwicklung von Optimierungsansätzen für die einzelnen Kanäle des Arrays. Dadurch soll die Abbildungsqualität des vorhandenen Systems verbessert werden. Diesem System wird ein weiteres gegenübergestellt, welches auf dem Prinzip des Prismenanamorphoten basiert. Zunächst werden die optischen Eigenschaften des Prismenanamorphoten untersucht und ein Ansatz zu Minimierung der chromatischen Aberration entwickelt. Danach erfolgt die Anordnung von miniaturisierten Prismenanamorphoten in einem Array. Auch für dieses System werden Optimierungsansätze entwickelt und untersucht. Abschließen beinhaltet die Arbeit einen Vergleich der Vor- und Nachteile der beiden Systeme, sowie eine Zusammenfassung von weiterführenden Aufgaben bezüglich der Entwicklung, Optimierung und Untersuchung der Arrays.



Weiß, Robert;
Chromatisch-konfokale Matrixsensorik mit akuierten Lochblendenarrays. - 98 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der parallelisierten chromatisch-konfokalen Profilometrie mit aktuierten Lochblendenarrays. Dabei werden zunächst das konfokale und das chromatisch-konfokale Messprinzip erläutert und die Vergrößerung des lateralen Messbereichs mittels einer Aktuierung auf MEMS-Basis erläutert. Ein optisches System wird unter Zuhilfenahme einer Raytracing-Software und unter Berücksichtigung erweiterter Anforderungen entworfen und optimiert. Zwei verschiedene Systemlayouts, wovon in eines ein aktuiertes Lochblendenarray implementiert wird, werden aufgebaut und umfassend charakterisiert. Die Leistungsparameter der Systeme werden mit den Simulationsergebnissen verglichen und beide Systemen werden kalibriert. Die Funktionsfähigkeit der Messsysteme wird anhand verschiedener Beispielmessungen demonstriert. Darüber hinaus werden die Aktoren der Pinholearrays charakterisiert und ein alternativer Detektor auf Basis einer Mehrkanalmessung mit Farbfiltern hinsichtlich seiner Tauglichkeit für chromatisch-konfokale Systeme untersucht.



Wolf, Florian;
Miniaturisierter Sensor für Rückstreuröntgenuntersuchungen. - 102 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Konzeption eines miniaturisierten Sensors für Röntgenrückstreu-untersuchungen. Dafür wird der Grundaufbau einer Röntgenrückstreu-Kamera sowie deren einzelnen Bestandteile beschrieben. Die Grundlagen der Röntgenoptik also Brechung, Reflexion sowie Totalreflexion werden untersucht. Für die spiegelnde Reflexion von Röntgenstrahlung stellt die Erfüllung des Rayleigh-Kriterium die wichtigste Forderung dar. Die gängigen Verfahren der Röntgenrückstreusicht werden einander verglichen mit dem Ergebnis, dass das Hummer-Augen-Verfahren das effektivste darstellt. Die einzelnen Stationen der Hummer-Augen-Kamera werden analysiert. Ein Schwerpunkt wäre der Compton-Effekt, da dieser die Photonen zurück in Richtung des Detektors streut. Zur Optimierung wurde mittels einer Optiksoftware der optimale Kanalquerschnitt ermittelt. Die Simulation ergab dass ein Gitter mit quadratischen Kanalquerschnitt eine Punktquelle am effektivsten abbilden kann. Für diesen Querschnitt wurden dann Fertigungsverfahren untersucht, bei dem sich das Rippen-Steckverfahren als das geeignetste Verfahren herausstellte. Es wird auf die Detektion von Röntgenstrahlung eingegangen. Dafür wurden Verfahren der direkten und indirekten Detektion aufgelistet und auf die Szintillation eingegangen. Es ergab sich das ein strukturierter Szintillator in einen Kollimator integriert mit nachgeschalteter CCD-Matrix die optimalste Lösung für die Detektion von weicher Röntgenstrahlung darstellt. Für eine miniaturisierte Röntgenkamera, die auch für harte Röntgenstrahlung geeignet ist, wurden als Ausblick drei Funktionsstrukturen erarbeitet. Am Ende wurde versucht mittels Röntgenrückstreutechnologie einen Hohlraumdetektor zu entwickeln. Das Messprinzip sieht vor, das zurückgestreute Signal, welches beim Durchlaufen des Erdbodens aufgrund verschiedenster Wechselwirkungenarten abgeschwächt wurde, kontinuierlich zu messen. Zur Simulation des Messsignales wurde ein Programm in C++ geschrieben, welche Werte des Signales errechnet. Es zeigte sich, dass sich ein charakt. Verlauf des Signales ergab, welcher es erlaubt, einen Hohlraum aus der rein physikalischen Betrachtung zu detektieren. Es ergab sich, dass die Abschwächung zu stark war und keine geeignete Röntgenquelle existiert die diesen Intensitätsverlust ausgleichen kann.



Hoffmann, Daniela;
AMD-Sehhilfen durch PDMS-Abformung. - 66 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

In der vorliegenden Arbeit soll eine Sehhilfe für AMD-Patienten auf Basis von flexiblen PDMS-Elementen realisiert werden, die Bildinformationen gleichzeitig vergrößert und umlenkt. Dafür wird das bereits entwickelte optische System in Zemax optimiert. Anhand einer Toleranzanalyse wird geprüft, ob das System zur Abformung geeignet ist. Zur Übertragung des optischen Systems in PDMS wird eine transparente Abformvorrichtung auf Basis der Konstruktionsprinzipien von Spritzgießformen konstruiert. Um eine beidseitige Abformung zu ermöglichen, enthält das Abformwerkzeug Justierelemente die mit einem Mikroskop betrachtet werden können. Diese werden in das abgeformte PDMS-Element übertragen und zur Charakterisierung der replizierten Elemente genutzt. Anhand der gesammelten Erfahrungen werden Vorschläge zur Verbesserung der Abformung und des Abformwerkzeuges gegeben.



Lawin, Meike;
Implementation of bessel beam illumination into the scanning thin sheet laser imaging microscope (sTSLIM). - 96 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die Lichtschicht-Fluoreszenz-Mikroskopie ist eine der wichtigsten Techniken, für den Erhalt von dreidimensionalen Modellen von verhältnissmäßig großen biologischen Proben, ohne diese zu zerstören. Das scanning Thin-Sheet-LASER Imaging Microscope (sTSLIM) nutzt im Allgemeinen einen Gaussstrahl für die Abbildung eines Teiles des Innenohrknochens mit dem Namen Cochlear. Dieser Knochen besitzt eine sehr stark und zufällig streuende Struktur. Dadurch ist es nur schwer möglich, mit dem Gaussstrahl hohe Eindringtiefen zu erzielen, da Mehrfachstreuprozesse den Gaussstrahl aufweiten und somit die schmale Strahltaillie verloren geht. Die Aufgabe dieser Abschlussarbeit ist es, eine Bessel-Strahl Beleuchtung in das sTSLIM zu integrieren. Dieser Strahl besitzt nützliche Eigenschaften, wie die Fähigkeit sich selbst zu rekonstruieren, nachdem er gestreut wurde. Somit kann eine höhere Eindringtiefe in die Cochlear erreicht werden. Ein neues optisches System wird berechnet und präsentiert. Die neuen Bauelemente werden in den vorhandenen Aufbau integriert. Eine weitere wichtige Teilaufgabe ist es, eine Lösung für die störende Intensität des Bessel-Ringsystemes zu erarbeiten. Einen Blende wird entwickelt und optimiert, welche Teile des Ringsystemes abblockt. Dieser modifizierte Bessel-Strahl wird sectioned Bessel beam genannt. Verschiedene Experimente werden für eine Charakterisierung der zwei verschiedenen Besselstrahlen durchgeführt. Anschließend werden erste Bilder der biologischen Probe im scan-modus des Systems aufgenommen. Die besten Ergebnisse erreicht man durch eine Kombination von dem sectioned Bessel beam und einer konfokalen Aufnahmemethode.



Krüger, Mathias;
Optimierte Ansteuerung eines SLM zur iterativen Anpassung einer gestörten Wellenfront. - 154 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit einer Optimierung der Ansteuerung sowie der Modulationseigenschaften eines spatialen Flüssigkristall-Lichtmodulators (LC-SLM). Das Anwendungsgebiet dieser aktiven optischen Bauelemente reicht von der Verwendung als Anzeigeelement in Form von Flachbildschirmen bis zum Einsatz als steuerbares diffraktives Element zur Strahlformung sowie zur optischen Abbildung. Im Rahmen dieser Arbeit soll der vorliegende LC-SLM als Kompensationselement zur Korrektur von Wellenfrontstörungen eingesetzt werden, was eine detaillierte Charakterisierung und Optimierung seiner Eigenschaften voraussetzt. Hierzu werden ausgehend von den theoretischen Grundlagen zu Twisted-Nematic LC-SLMs und Flüssigkristallen Methoden entwickelt, mit denen die technologisch bedingten Störeffekte charakterisiert und gegebenenfalls kompensiert werden. Die Ermittlung einer optimalen Phasen- und Amplitudenmodulation erfolgt über einen kombinierten Müller-Jones-Formalismus, welcher in LabVIEW sowie MATLAB implementiert wurde. Eine anschließende messtechnische Auswertung einer vom SLM erzeugten Intensitätsverteilung veranschaulicht die Leistungsfähigkeit der angewendeten Kalibriermethode. Die Eignung des kalibrierten SLMs zur Kompensation von Wellenfrontstörungen bzw. zur Charakterisierung von Oberflächenprofilen optischer Komponenten wird abschließend anhand von zwei praxisnahen Beispielen bewiesen.



Chall, Annemiek;
Design, Optimierung und experimentelle Charakterisierung einer innovativen Pinzettenoptik. - 72 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Thematik der Entwicklung einer innovativen Pinzettenoptik. Dabei wurde begleitend an dem Design, der Optimierung und der Charakterisierung des optischen Pinzettensystems mitgearbeitet. Die experimentelle Umsetzung der Manipulation sphärischer SiO2 Partikel mit einem Durchmesser von 10 [my]m innerhalb eines gasförmigen Umgebungsmediums mit der optischen Pinzette stellt den Schwerpunkt dieser Arbeit dar. - Dabei werden zunächst die theoretischen Grundlagen einer optischen Pinzette beschrieben, um basierend auf diesen Prinzipien ein innovatives Pinzettendesign vorzustellen. Bei diesem Design, standen eine hohe System- und Fangeffizienz sowie ein großer Arbeitsabstand von 2 mm im Vordergrund. Anhand eines Demonstrationsaufbaus wurde nachgewiesen, dass es reproduzierbar möglich ist mit diesem neuartigen Pinzettensystem Partikel optisch zu fangen. Die Partikel haben einen Durchmesser von 10 [my]m, wobei als Fanglaser ein Ytterbium dotierter Faserlaser mit einer Emissionswellenlänge von 1070 nm genutzt wurde. Die minimale Leistung, mit der Partikel gehalten werden können, beträgt 50 mW.



Schurig, Florian;
Optimierung der Form- und Wellenfrontmessung von Freiformoptiken für praktische Anwendungen. - 102 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein optischer Formmessplatz aufgebaut und evaluiert, mit dem man in der Lage ist, Freiformoptiken zu vermessen und deren Oberfläche zu rekonstruieren. Zur Realisierung dieses Formmessplatzes wurde ein aus einer CMOS-Kamera und einer Kollimatorlinse bestehendes Detektorsystem mit einem Goniometer gekoppelt. Damit wurde die Spotposition eines am Prüfling reflektierten LASER-Strahls bestimmt und daraus die Flächennormale der Flächensegmente des Prüflings ermittelt. Mittels eines erstellten Rekonstruktionsalgorithmuses wurde aus diesen Daten die Oberfläche des Messobjektes berechnet.



Lorenz, Lucia;
Optische Abstands- und Schichtdickenmessung entlang einer Linie. - 70 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der optischen Messung des Abstandes und der Wandstärke transparenter Messobjekte an mehreren parallel erfassten Messpunkten. Im Mittelpunkt stehen dabei das Triangulationsverfahren und das chromatisch-konfokale Messprinzip. Es werden zunächst verschiedene Konzepte zur Erzeugung und Detektion mehrerer Messpunkte ausgearbeitet und im Hinblick auf Messfrequenz, Tiefenauflösung und Komplexität bewertet. Zwei ausgewählte Ansätze für das chromatisch-konfokale Prinzip werden als optische Systeme für die Messung an drei Punkten umgesetzt. Dies umfasst zum einen den Entwurf und die Optimierung innerhalb einer raytracing-basierten Software. Um den geforderten Messbereich des Sensors zu erreichen und einen kompakten Aufbau zu gewährleisten, werden diffraktive optische Elemente (DOE) als hyperchromatische und strahlteilende Komponenten verwendet. Zum anderen werden als Vorbereitung für die Fertigung der diffraktiven Phasenelemente die entsprechenden Lithographiemasken pixelweise berechnet. Die realisierten Prototypen bestehen aus den hergestellten Phasenelementen, weiteren optischen Komponenten sowie der Lichtquelle und Detektionseinheit. Sie werden hinsichtlich der axialen Auflösung und des Zusammenhangs zwischen Abstand und Wellenlänge charakterisiert. Als Messobjekt dienen dabei sowohl ein Planspiegel als auch Glasplatten verschiedener Dicken. Hierbei zeigt sich eine gute Übereinstimmung zwischen den theoretischen und experimentellen Ergebnissen.



Barth, Tim;
Variantenuntersuchung von Analyseverfahren für Verschleißkenngrößen an elektrisch und mechanisch belasteten Steckverbindungen. - 74 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung von Verschleißkenngrößen an elektrischen Steckkontakten. Es erfolgte die experimentelle Anwendung und Auswertung der Messverfahren für den vorliegenden Anwendungsfall, um die Eignung der Verfahren zur Analyse der Kenngrößen zu untersuchen. Da die Kontaktelemente in einer Langzeituntersuchung und unter verschiedenen Betriebsbedingungen bereits analysiert werden, ist die Erweiterung des vorhandenen Versuchsaufbaus um die erforderlichen Messverfahren angestrebt worden.