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Dissertation
Optical Sensor Array based Nanospectrometer: Fabrication of high resolution 3D NanoImprint master templates and bonding of Fabry-Pérot filter array onto photodetector array
(2017-05-11)
In the field of optical spectroscopy, spectrometers are high resolution optical sensors that have emerged as a platform for a wide range of application fields. Commercially available spectrometers are bulky and expensive. Hence, this limits its integration into modern mobile and wearable devices. To overcome this limitation, miniaturization of spectrometers is an interesting target for a wide range of emerging applications. The most attractive concept of fabricating miniaturized spectrometers is the Fabry-Pérot filter ...
Dissertation
Mixed Signal CMOS ASIC mit integrierten frei verschaltbaren Photodioden und Signalvorverarbeitung zur adaptierbaren Ortsfrequenzfilterung
(2016-12-15)
Die vorliegende Arbeit untersucht die Integrierbarkeit von Photodioden und zugehörigen Signalvorverarbeitungen mit dem preisgünstigen Standard-0,5-µm-Prozess bzw. 0,35-µm-CMOS-Prozess. Als Pilotanwendung wurde die Realisierung eines flexiblen Ortfrequenzfilters vorgesehen, der durch die Verschaltung und die Wichtung von integrierten Photodioden gebildet wird.
Mit einem integrierten optoelektronischen Bauteil (Opto-ASIC) sollte die Funktionaliät eines CORREVIT®-Sensors (der Firma Corrsys 3D Sensors) aus Prismengitter, ...
Dissertation
Electromagnetic Modeling of Nanooptical 2-D Photonic Crystal Structures in Resonant Micro-Opto-Electro-Mechanical Systems: Polarization Selectivity and Tunability
(2018-08-27)
In this thesis, optical filters and cavities consisting of 2-D Photonic Crystals (PCs) are studied in the Near-Infrared (NIR) range with regard to their optical properties using
the frequency domain 3-D Finite Element Method (FEM). The filter structures are Photonic Crystal Membranes (PCMs) and micromechanically tunable Fabry-Pérot-Filters
(FPFs) with periodically arranged Indium Phosphide (InP)/air elements, which support Guided Resonances (GRs). The focus here is primarily on the polarization selectivity. In
the ...
Dissertation
Design and Numerical Simulation of Dielectric Photonic Crystal Devices and Investigation of an Optical Characterization Method
(2017-11-09)
In this research work, dielectric photonic crystal (PhC) structures based on low refractive index slab waveguide are investigated. These two-dimensional slab waveguide PhC structures work on the principle of guided-mode resonance and find their application in optical filters operated in the near-infrared range. The design and numerical simulation of the presented PhCs are carried out using finite-difference time-domain (FDTD) method. The dielectric materials used in the presented structures are zirconium dioxide/niobium ...
Dissertation
Intrakavitäts-Absorptionsspektroskopie von Spurengasen mit hoher Sensitivität und Selektivität auf Basis konkurrierender Moden eines Halbleiterlasers
(2016-08-30)
Die Validität des Sensorkonzeptes aus dem Patent von Prof. H. Hillmer wird unter Verwendung einer gasförmigen Testsubstanz gezeigt. Zu diesem Zweck wird ein bestehender Messaufbau durch zahlreiche Verbesserungen optimiert. Die optischen Eigenschaften der verwendeten Komponenten und der resultierenden modifizierten Aufbauten werden dargelegt.
Die bisherigen faserbasierter Messaufbauten werden zu einem symmetrischen Messaufbau mit verbesserter spektraler Auflösung und vereinfachter Handhabung erweitert. Die Vorlaufzeiten, ...
Dissertation
Residual-Layer-Free 3D Nanoimprinting using Novel Hybrid Soft Templates
(2017-08-23)
Hybrid 3D soft templates are designed and evaluated for residual layer free 3D imprinting in UV-Substrate Conformal Imprint Lithography (SCIL). 3D imprinting usually results in laterally varying residual layers, which cannot be removed by conventional etching processes in a satisfactory manner. The hybrid templates introduced in this thesis are hybrid in a way that their template protrusions are enclosed with a UV-blocking metal layer, by this means selective UV curing of the resist material is attainable. Hence, the ...
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Optical Antennas for Biosensing Applications
(2015-06-19)
The aim of the thesis is to theoretically investigate optical/plasmonic antennas for biosensing applications. The full 3-D numerical electromagnetic simulations have been performed by using finite integration technique (FIT). The electromagnetic properties of surface plasmon polaritons (SPPs) and the localized surface plasmons (LSPs) based devices are studied for sensing purpose. The surface plasmon resonance (SPR) biosensors offer high refractive index sensitivity at a fixed wavelength but are not enough for the ...
Dissertation
Eine dedizierte Prozessor-Architektur zur effizienten Berechnung leitfähigkeitsbasierter neuronaler Netze
(2018-01-25)
Das menschliche Fassungsvermögen kommt selbst bei einfachen Systemen an seine Grenzen, sobald diese Rückkopplungen bzw. nichtlineare Abhängigkeiten aufweisen. Bei biologischen Prozessen wird dieser Umstand dadurch verstärkt, dass zahlreiche Subsysteme zusammenwirken. Simulationen bieten gewisse Vorteile gegenüber experimentellen Ansätzen, da sich ein komplexer Zusammenhang vereinfachen und gezielt untersuchen lässt. Bezogen auf Nervenzellen kann das leitfähigkeitsbasierte Huber-Braun-Modell mit tonischen, burstenden ...
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Entwicklung und Anwendung einer Kraftwerks- und Speichereinsatzoptimierung für die Untersuchung von Energieversorgungsszenarien mit hohem Anteil erneuerbarer Energien in Deutschland
(2013-05-07)
In dieser Arbeit wurde ein gemischt-ganzzahliges lineares Einsatzoptimierungsmodell für Kraftwerke und Speicher aufgebaut und für die Untersuchung der Energieversorgung Deutschlands
im Jahre 2050 gemäß den Leitstudie-Szenarien 2050 A und 2050 C ([Nitsch und Andere, 2012])
verwendet, in denen erneuerbare Energien einen Anteil von über 85 % an der Stromerzeugung
haben und die Wind- und Solarenergie starke Schwankungen der durch steuerbare Kraftwerke und Speicher zu deckenden residualen Stromnachfrage (Residuallast) ...
Dissertation
Load Reducing Control for Wind Turbines: Load Estimation and Higher Level Controller Tuning based on Disturbance Spectra and Linear Models
(2017-05-08)
The aim of this work is to demonstrate an efficient and pragmatic approach for design and optimization of load reducing controllers for wind turbines. Load reducing control means that, besides the classical rotor speed control loop, load or oscillation signals are included as additional input signals into the controller. Thereby, a multiple-input-multiple-output (MIMO) control design problem arises.
While the basic concepts of load reducing control and the achievable load reductions are essentially known from ...