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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 ...
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Development and assessment of volume resolving velocimetry for turbomachinery test facilities
(Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR, 2017-12-21)
The present thesis assesses the applicability of volume resolving velocimetry
for turbo machinery test facilities. Tomographic particle image velocimetry has been implemented in a transonic cascade wind tunnel. Assessment is based on 3D-3C measurements of the passage vortex in an axial compressor cascade at subsonic inflow (Ma1=0.6). Results show broad consistency with stereoscopic PIV with improved depth resolution. A novel Fast Multiplicative Algebraic Reconstruction Technique (FMART) enables signi cantly faster ...
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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 ...
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Comprehensive evaluation of the WaterGAP3 model across climatic, physiographic, and anthropogenic gradients
(2016-03-14)
In den letzten Jahrzehnten haben sich makroskalige hydrologische Modelle als wichtige Werkzeuge etabliert um den Zustand der globalen erneuerbaren Süßwasserressourcen flächendeckend bewerten können. Sie werden heutzutage eingesetzt um eine große Bandbreite wissenschaftlicher Fragestellungen zu beantworten, insbesondere hinsichtlich der Auswirkungen anthropogener Einflüsse auf das natürliche Abflussregime oder der Auswirkungen des globalen Wandels und Klimawandels auf die Ressource Wasser. Diese Auswirkungen lassen ...
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Characterization of Novel Fabry Pérot Filter Arrays for Nanospectrometers in Medical Applications
(2012-12-12)
Optische Spektroskopie ist eine sehr wichtige Messtechnik mit einem hohen Potential für zahlreiche Anwendungen in der Industrie und Wissenschaft. Kostengünstige und miniaturisierte Spektrometer z.B. werden besonders für moderne Sensorsysteme “smart personal environments” benötigt, die vor allem in der Energietechnik, Messtechnik, Sicherheitstechnik (safety and security), IT und Medizintechnik verwendet werden. Unter allen miniaturisierten Spektrometern ist eines der attraktivsten Miniaturisierungsverfahren das Fabry ...
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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 ...
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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, ...
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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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Technological implementation and characterization of optimized high quality multi-stopband Fabry-Pérot filter arrays for nanospectrometers using Substrate Conformal Imprint Lithography
(2018-08-29)
Ein Fabry-Pérot (FP) Filtern basiertes miniaturisiertes statisches Sensor Arrays für hohe Qualität, Sensitivität und selektive Detektion im sichtbaren Bereich wurde in dieser Arbeit untersucht. Das FP-Filter besteht aus zwei parallelen hochreflektiven Spiegeln und einer zwischenliegenden Resonanzkavität. Abhängig von der Dicke oder Höhe der Resonanzkavität transmittiert jeder Filter ein schmales spektrales Band (die sogenannte „Transmissionslinie“). Bragg-Spiegel (Distributed Bragg Reflector-DBR), die mittels ...