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Dissertation
Model Calculations and Implementation of Filters and Hybrid Green VCSELs based on Optical Thin Film Stacks
(2010-06-25)
This work introduced the novel conception of complex coupled hybrid VCSELs for the first time. Alternating organic and inorganic layers in the lasers provide periodic variation of refractive index and optical gain, which enable single mode operation and low threshold of the VCSELs. Model calculations revealed great reduction of the lasing threshold with factors over 30, in comparison with the existing micro-cavity lasers. Tunable green VCSEL has been also designed, implemented and analyzed taking advantage of the ...
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Untersuchungen zu Fabry-Pérot Filterfeldern: Herstellung mittels Nanoimprinttechnologie, experimentelle Charakterisierung und Anwendungen
(2010-08-09)
Die spektrale Zusammensetzung von Licht ändert sich, wenn es mit gasförmiger, flüssiger oder fester Materie d.h. mit Ionen, Atomen, Molekülen, Atom- und Molekülverbänden und amorphen oder kristallinen Festkörpern interagiert. Spektroskopische Messungen des Lichts nach der Wechselwirkung geben Aufschluss über die Eigenschaften der zu untersuchenden Materie [2]. Viele der heute noch nicht realisierbaren Ideen und Konzepte in den verschiedensten Anwendungsfeldern der Sensorik benötigen aber für ihre Umsetzung extrem ...
Dissertation
Patent DE10 2004 037 519 B4 “Sensor Process and Device for Determining a Physical Value“. A Proof of Concept
(2010-06-11)
At present, a fraction of 0.1 - 0.2% of the patients undergoing surgery become aware during the process. The situation is referred to as anesthesia awareness and is obviously very traumatic for the person experiencing it. The reason for its occurrence is mostly an insufficient dosage of the narcotic Propofol combined with the incapability of the technology monitoring the depth of the patient’s anesthetic state to notice the patient becoming aware.
A solution can be a highly sensitive and selective real time monitoring ...
Dissertation
Chemical gas sensors based on functionalized self-actuated piezo-resistive cantilevers
(2009-01-21)
Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Anwendung funktionalisierter Mikrocantilever mit integrierter bimorpher Aktuation und piezo-resistiver Detektion als chemische Gassensoren für den schnellen, tragbaren und preisgünstigen Nachweis verschiedener flüchtiger Substanzen. Besondere Beachtung erfährt die Verbesserung der Cantilever-Arbeitsleistung durch den Betrieb in speziellen Modi. Weiterer Schwerpunkt liegt in der Untersuchung von spezifischen Sorptionswechselwirkungen und Anwendung von innovativen Funktionsschichten, ...
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Micro-electromechanical structural design and optimization of vertical cavity photonic devices with wide continuous tuning
(2005-03-11)
Diese Arbeit umfaßt das elektromechanische Design und die Designoptimierung von weit durchstimmbaren optischen multimembranbasierten Bauelementen, mit vertikal orientierten Kavitäten, basierend auf der Finiten Element Methode (FEM). Ein multimembran InP/Luft Fabry-Pérot optischer Filter wird dargestellt und umfassend analysiert. In dieser Arbeit wird ein systematisches strukturelles Designverfahren dargestellt. Genaue analytische elektromechanischer Modelle für die Bauelemente sind abgeleitet worden. Diese können ...
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Development of hybrid UV VCSEL with organic active material and dielectric DBR mirrors for medical, sensoric and data storage applications
(2009-10-19)
Lasers play an important role for medical, sensoric and data storage devices. This thesis is focused on design, technology development, fabrication and characterization of hybrid ultraviolet Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (UV VCSEL) with organic laser-active material and inorganic distributed Bragg reflectors (DBR).
Multilayer structures with different layer thicknesses, refractive indices and absorption coefficients of the inorganic materials were studied using theoretical model calculations. During the ...
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Entwicklung eines Nanospektrometer-Demonstrators für den sichtbaren Spektralbereich
(2022)
Ein miniaturisiertes optisches Spektrometer auf Basis eines Fabry-Pérot-Filter-Arrays wird für den sichtbaren Spektralbereich als Demonstrator realisiert. Hierfür wird ein FP-Filter-Array mit einem optischen Bandpass-Filter in eine Graustufen-CCD-Kamera integriert und ein Algorithmus zur Signalverarbeitung implementiert. Die Kalibrierung des Spektrometers wird experimentell mit Hilfe einer durchstimmbaren Lichtquelle durchgeführt, die in dieser Arbeit konstruiert und verifiziert wird. Die Bezeichnung des Spektrometers ...
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Entwicklung einer selbstjustierenden Formgebungsstruktur zur Herstellung formspezifischer 3D-Partikel basierend auf Nanoimprint-Technologie
(2020-11)
Ausgehend vom Soft-Nanoimprint-Verfahren wurde im Rahmen dieser Arbeit die Self-Aligned Molding Technology (SAMT) entwickelt. Die SAMT-Prägetechnologie ermöglicht eine wesentliche Reduzierung des Justieraufwands zur Herstellung echter 3D-Strukturen. Das Konzept basiert auf einem ‚Waffeleisen‘-Prinzip in Mikrometergröße und erlaubt in einem einstufigen Prägeprozess die Erzeugung komplexer 3D-Strukturen und -Partikel. Die SAMT Prägeform wurde in Form von 35 µm breiten V-Gräben im elastischen Polydimethylsiloxan (PDMS) ...
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Optimization of the Mechanical and Optical Properties of Tunable Optical Sensor Arrays (TOSA) for a Nanospectrometer in the Visible and Near Infrared Spectral Range
(2015-01-07)
Tunable Optical Sensor Arrays (TOSA) based on Fabry-Pérot (FP) filters, for high quality spectroscopic applications in the visible and near infrared spectral range are investigated within this work. The optical performance of the FP filters is improved by using ion beam sputtered niobium pentoxide (Nb2O5) and silicon dioxide (SiO2) Distributed Bragg Reflectors (DBRs) as mirrors. Due to their high refractive index contrast, only a few alternating pairs of Nb2O5 and SiO2 films can achieve DBRs with high reflectivity ...
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Absorptionsspektrometrie in der Kavität eines Halbleiterlasers unter Ausnutzung der Modenkonkurrenz zwischen zwei Moden
(2011-04-20)
Motivation dieser Arbeit ist die Idee, ein höchst sensitives und selektives Spektroskop, welches gleichzeitig robust ist, auf Basis von Halbleiterlasern zum Einsatz in der Atemgasdiagnostik zu entwickeln. Technische Grundlage ist die Idee, die Probe innerhalb des Laserresonators zu vermessen (sogenannte intra cavity absorption spectroscopy, ICAS). Im speziellen soll durch die Verwendung des relativen Intensitätsrauschens zur Messwertbestimmung und die Verwendung von nur zwei Moden statt der sonst für ICAS verwendeten ...