Multiscale Modeling of Non-crystalline Ceramics (Glass)

Science.gov (United States)

2011-02-01

4). 5.3 Approach: We will produce high silica glasses with additions of up to 10 wt% of network formers and modifiers using Momentive’s lab scale...Aij , rij , ρ, and Cij are constants, which are provided by van Beest et al. (16); we refer to equation 2 as the BKS potential. 7.2 Generating...Optischer und Elektrostatischer Gitterpotentiale. Ann. Phys. 1921, 369, 253–287. 16. van Beest , B. W. H.; Kramer, G. J.; van Santen, R. A. Force-fields for

Hazards and Possibilities of Optical Breakdown Effects Below the Threshold for Shockwave and Bubble Formation

Science.gov (United States)

2006-07-01

water . Appl. Opt. 37, 4092-4099 (1998)b. J. Noack: Optischer Durchbruch in Wasser mit Laserpulsen zwischen 100 ns und 100 fs (PhD Disertation...a sub- micrometerscale can be achieved. For femtosecond optical breakdown in water and glass this was found to be the case for NA ≥ 0.9 [Sch01...fused silica and glass strongly resembles the process in water [Sch01, Stu96, Len98, Sch03]. Variations are mainly due to differences in the band gap

Application of laser-optical diagnostics for the support of direct-injection gasoline combustion process development; Einsatz laseroptischer Messverfahren zur Unterstuetzung der Entwicklung von Brennverfahren mit Benzin-Direkteinspritzung

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Hentschel, W.; Meyer, H.; Stiebels, B. [Volkswagenwerk AG, Wolfsburg (Germany). Abt. Forschung und Entwicklung

2000-07-01

The development of direct-injection gasoline engines at Volkswagen was supported strictly from the beginning by the means of optical diagnostics and CFD-simulations. Basic phenomena, such as the formation of the in-cylinder flow field, the penetration of the spray formed by a hollow-cone swirl-type injector at high fuel pressure, the interaction of spray and flow and the formation of an ignitable mixture were analysed in details. The paper describes the laser-optical techniques-particle-image-velocimetry, laser-Doppler-anemometry, videostroboscopy, high-speed cinematography and laser-induced fluorescence - which were used during the development of the DI gasoline combustion process. Examples taken from engines with optical access to the combustion chamber demonstrate the capability of the techniques and pinpoint where the design of the combustion process benefits from experimental and simulation investigations. (orig.) [German] Die Entwicklung von Ottomotoren mit Benzin-Direkteinspritzung wurde bei Volkswagen von Beginn an konsequent durch den Einsatz optischer Messverfahren und CFD-Simulationen unterstuetzt. Damit konnten grundlegende Phaenomene, wie die Ausbildung des Stroemungsfeldes im Motorbrennraum, die Ausbreitung des durch einen Hohlkegel-Drallinjektor unter hohem Druck eingespritzten Kraftstoffs sowie die Wechselwirkung der Luftstroemung im Zylinder mit den Einspritzstrahlen und die Bildung einer zuendfaehigen Ladungswolke detailliert untersucht werden. Das Paper beschreibt die laseroptischen Messverfahren - Particle-Image-Velocimetry, Laser-Doppler-Anemometry, Video-Stroboskopie, Hochgeschwindikgkeits-Kinematographie und Laserinduzierte Fluoreszenz - die bei der Brennverfahrensentwicklung eingesetzt werden und zeigt anhand einer Reihe von konkreten Beispielen, wo Antworten auf Grundsatzfragen zur Auslegung des Brennverfahrens durch Messergebnisse an optisch zugaenglichen Motoren und durch CFD-Simulationen erarbeitet werden koennen. (orig.)

Radiation-resistant optical sensors and cameras; Strahlungsresistente optische Sensoren und Kameras

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Fischer, G. [Imaging and Sensing Technology, Bonn (Germany)

2008-02-15

Introducing video technology, i.e. 'TV', specifically in the nuclear field was considered at an early stage. Possibilities to view spaces in nuclear facilities by means of radiation-resistant optical sensors or cameras are presented. These systems are to enable operators to monitor and control visually the processes occurring within such spaces. Camera systems are used, e.g., for remote surveillance of critical components in nuclear power plants and nuclear facilities, and thus contribute also to plant safety. A different application of optical systems resistant to radiation is in the visual inspection of, e.g., reactor pressure vessels and in tracing small parts inside a reactor. Camera systems are also employed in remote disassembly of radioactively contaminated old plants. Unfortunately, the niche market of radiation-resistant camera systems hardly gives rise to the expectation of research funds becoming available for the development of new radiation-resistant optical systems for picture taking and viewing. Current efforts are devoted mainly to improvements of image evaluation and image quality. Other items on the agendas of manufacturers are the reduction in camera size, which is limited by the size of picture tubes, and the increased use of commercial CCD cameras together with adequate shieldings or improved lenses. Consideration is also being given to the use of periphery equipment and to data transmission by LAN, WAN, or Internet links to remote locations. (orig.)

Toepassing van optische sensoren (I). Meting van bellengrootteverdeling in luchtige levensmiddelen.

NARCIS (Netherlands)

Bisperink, C.G.J.; Akkerman, J.C.; Prins, A.

1991-01-01

Beschrijving van een methode, ontwikkeld op het laboratorium voor Zuivel en Levensmiddelennatuurkunde van de LU Wageningen in nauwe samenwerking met de TU Delft, waarmee goed en snel de verdeling van de gasfase in de vloeibare fase in de tijd en op verschillende plaatsen in een monster kan worden

Relaxation processes in optically excites metal clusters; Relaxationsprozesse in optisch angeregten Metallclustern

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Stanzel, J.

2007-08-10

The present work is concerned with the dynamics of optically excited metal clusters in the gas phase. Small mass-selected gold and tungsten cluster anions (Au{sup -}{sub n}, n=5-8, 14, 20 and W{sup -}{sub n}, n=3-14) are studied using femtosecond time-resolved photoelectron spectroscopy. Depending on the electronic structure in the valence region as well as on the optical excitation energy fundamentally different relaxation processes are observed. In small gold cluster anions excited with 1.56 eV an isolated electronically excited state is populated. The time-dependent measurements are strongly sizedependent and open insights into photoinduced geometry changes of the nuclear framework. Oscillatory vibrational wavepacket motion in Au{sup -}{sub 5}, an extremely longlived ({tau} >90 ns) electronically excited state in Au{sup -}{sub 6} as well as photoinduced melting in Au{sup -}{sub 7} and Au{sup -}{sub 8} is monitored in real time. By increasing the OPTICAL excitation energy to 3.12 eV a completely different scenario is observed. A multitude of electronically excited states can be reached upon optical excitation and as a consequence electronic relaxation processes that take place on a time scale of 1 ps are dominating. This is shown for Au{sup -}{sub 7}, Au{sup -}{sub 14} and Au{sup -}{sub 20}. Compared to gold clusters, tungsten clusters are characterized by a significantly higher electronic density of states in the valence region. Therefore electronic relaxation processes are much more likely and take place on a significantly faster time scale. The fast electronic relaxation processes are distinguished from pure vibrational relaxation. It is shown that already in the four atomic tungsten cluster W{sup -}{sub 4} electronic relaxation processes take place on a time scale of 30 fs. In all investigated tungsten cluster anions (W{sup -}{sub n}, n=3-14) an equilibrium between electronic and vibrational system is reached within around 1 ps after optical excitation which is on the same time scale as observed in solids. (orig.)

Anordnung fuer die optische Ueberwachung und/oder Bestimmung physikalischer und/oder chemischer Messgroessen

OpenAIRE

Wilhelmi, B.; Schreiber, J.; Nebel, D.

2007-01-01

WO 2009068023 A2 UPAB: 20090629 NOVELTY - The assembly giving an optical monitoring and/or measurement of physical and/or chemical has an optic fiber (1) to carry electromagnetic radiation to an optical detector. The fiber has a sensitive zone, where the fiber material is replaced by a material or mixture, which is optically transparent in the radiation wavelength. The replacement material has the same refractive index as the fiber or the refractive index deviation is less than difference bet...

Optical diagnostics to adjust burners. Een optische diagnostiek voor het instellen van branders

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Braam, A L.H.; Hulshof, H J.M.; De Jongh, W [NV KEMA, Arnhem (Netherlands)

1991-05-01

The most efficient method to reduce nitrogen oxides in a natural gas flame or a coal flame is a correct adjustment of the burners. A newly developed optical method to measure the temperature distribution in the flame is discussed. KEMA (a Dutch Electrotechnical Equipment Testing Agency) developed the measuring method to control the combustion process in each burner of a natural gas- or coal-fired power plant for NOx formation for a constant energy production, and for the stability of the combustion. By means of data from the temperature distribution measurements some important parameters concerning NOx formation can be determined. Attention is paid to several active and passive spectroscopic methods to measure temperatures in flames. Passive spectroscopy is considered to be the best measuring method. Concentrations of radicals (CH, CN, NH) and temperature distribution are determined by means of a spectroheliograph and a camera, flame temperatures are measured by means of metal tracers. Experimental measurements carried out in the Flevo plant (EPON) are discussed. 8 figs.

Optical properties of aluminium-gallium-nitride semiconductors; Optische Eigenschaften von Aluminium-Galliumnitrid-Halbleitern

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Roeppischer, Marcus

2011-08-17

In this work fundamental optical properties of AlN, GaN and their alloys are presented. Spectroscopic ellipsometry from the near infrared (NIR) to the vacuum-ultraviolet (VUV) spectral region was the main tool to investigate these properties. The complete dielectric function (DF) of cubic as well as hexagonal GaN and AlN in the range between 0.6 eV and 20 eV is shown here, for the first time. A layer model including surface roughness and buffer layers was used to separate the DF of the investigated layer from the measured pseudo-DF. Afterwards all absorption structures in the DF's are discussed in detail. Due to the comparison with calculated bandstructures these absorption structures could be connected to interband transitions at high symmetry points in the Brillouin zone (BZ). Within this analysis similarities and differences between GaN and AlN are discussed. For zincblende (zb) AlN a pronounced absorption tail below the direct band gap transition was detected. This behaviour is typical for a phonon-assisted indirect absorption. In contrast zb-GaN exhibits a clear direct absorption. Furthermore, a change in the energetic position of the two main interband absorptions E1 and E2 at the L- and X-point of the BZ was found. A detailed analysis of the anisotropic fundamental band gap of hexagonal AlN offers a interchange of the two topmost valance bands at the BZ center compared to GaN. Due to this permutation the fundamental band edge of wurtzit (wz) AlN is only visible for parallel polarized light, while for GaN it can be detect in the perpendicular configuration. By analysing the energetic position of the three excitonic transitions the crystal-field- and spin-orbit-splitting were defined to be {delta}{sub cr}=-226 meV and {delta}{sub so}=14 meV. In addition, the energetic positions for these transitions at T=15 K are 6.0465 eV, 6.2694 eV and 6.2775 eV. The comparison between measurements at room and low temperature shows an energetic shift for both absorption edges of about 80 meV. By comparing the energetic positions of the excitonic transitions with the lattice parameters of different samples on silicon, sapphire and SiC substrate the influence of strain on the optical properties of wz-AlN was investigated. Due to this analysis the deformation potentials within the cubic approximation were calculated. Finally the spectral region below the fundamental band gap absorption of cubic AlGaN layers were studied. Therefore an analytical model was developed to calculate the dispersion in the transparent range for an arbitrary Al-content.

Magnetisches Tracking für die Navigation mit dem da Vinci® Surgical System

Science.gov (United States)

Nickel, Felix; Wegner, Ingmar; Kenngott, Hannes; Neuhaus, Jochen; Müller-Stich, Beat P.; Meinzer, Hans-Peter; Gutt, Carsten N.

In dieser Studie wurde untersucht ob in einem typischen OP-Aufbau mit dem da Vinci® Telemanipulator elektromagnetisches Tracking für die Realisation eines Navigationssystems eingesetzt werden kann. Hierfür wurde in einem realen OP-Aufbau untersucht, wie stark metallische und ferromagnetisch wirksame Objekte wie Operationstisch und Telemanipulator das elektromagnetische Feld des Trackingsystems beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Telemanipulator nur unwesentlich die Störung des Magnetfeldes durch den OP-Tisch verstärkt. Insbesondere die Bewegung der Instrumente im Trackingvolumen verursachte keine zusätzliche relevante Störung des Magnetfeldes. Bei Begrenzung des Trackingvolumens auf eine Länge von 190 mm, Höhe von 200mm und Breite von 400 mm war der maximale Fehler in diesem Bereich an allen Messpunkten kleiner 10 mm. Der Einsatz von elektromagnetischem Tracking für die Navigation mit dem da Vinci® Surgical System ist somit in einem begrenzten Arbeitsvolumen mit hinreichender Genauigkeit möglich.

Optical Links for the ATLAS Pixel Detector

CERN Document Server

Gregor, Ingrid-Maria

In der vorliegenden Dissertation wird eine strahlentolerante optische Datenstrecke mit hoher Datenrate für den Einsatz in dem Hochenergiephysikexperiment Atlas am Lhc Beschleuniger entwickelt. Da die Lhc-Experimente extremen Strahlenbelastungen ausgesetzt sind, müssen die Komponenten spezielle Ansprüche hinsichtlich der Strahlentoleranz erfüllen. Die Qualifikation der einzelnen Bauteile wurde im Rahmen dieser Arbeit durchgeführt. Die zu erwartenden Fluenzen im Atlas Inner Detector für Silizium und Gallium Arsenid (GaAs) wurden berechnet. Siliziumbauteile werden einer Fluenz von bis zu 1.1.1015neq /cm2 in 1 MeV äquivalenten Neutronen ausgesetzt sein, wohingegen GaAs Bauteile bis zu 7.8.1015neq /cm2 ausgesetzt sein werden. Die Strahlentoleranz der einzelnen benötigten Komponenten wie z.B. der Laserdioden sowie der jeweiligen Treiberchips wurde untersucht. Sowohl die Photo- als auch die Laserdioden haben sich als strahlentolerant für die Fluenzen an dem vorgesehenen Radius erwiesen. Aus de...

Optical and structural properties of noble-metal nanoparticles; Optische und strukturelle Eigenschaften von Edelmetallnanopartikeln

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Dahmen, C

2006-06-23

Noble-metal nanoparticles exhibit rich optical behavior, such as resonant light scattering and absorption and non-linear signal enhancement. This makes them attractive for a multitude of physical, chemical, and biophysical applications. For instance, recent biomedical experiments demonstrate the suitability of noble-metal nanoparticles for selective photothermal apoptosis by heat transport by laser irradiation. The applications of nanoparticles largely exploit that plasmons, i. e. collective oscillations of the conduction electrons, can be optically excited in these nanoparticles. In optical spectroscopy, these are seen as pronounced resonances. In the first part of this work, model calculations are employed to elucidate how radiation damping in noble-metal nanoparticles, i. e. the transformation of plasmons into photons, depends on particle size, particle shape, and on electromagnetic coupling between individual particles. Exact electrodynamic calculations are carried out for individual spheroidal particles and for pairs of spherical particles. These calculations for spheroidal particles demonstrate for the first time that radiative plasmon decay is determined by both the particle volume and the particle shape. Model calculations for pairs of large spherical particles reveal that the electromagnetic fields radiated by the particles mediate electromagnetic coupling at interparticle distances in the micrometer range. This coupling can lead to immense modulations of the plasmonic linewidth. The question whether this coupling is sufficiently strong to mediate extended, propagating, plasmon modes in nanoparticle arrays is addressed next. Detailed analysis reveals that this is not the case; instead, for the particle spacings regarded here, a non-resonant, purely diffractive coupling is observed, which is identified by steplike signatures in reflection spectra of the particle arrays. In the second part of this work, structural and optical properties of noble-metal nanoparticles are examined. It is shown that laser-irradiation of silver nanoparticles embedded in titania induces structural and optical changes in the nanoparticles. Consequently, the sample color changes to that of the illuminating light. Optical spectroscopy and X-ray diffractometry show that the amount of metallic, crystalline, silver is reduced in the particles under irradiation. Based on these experimental findings a model of this recently discovered photochromic effect is presented. In another project, the cooling dynamics of laser-excited gold nanoparticles are investigated by solving the heat transfer equation. These theoretical results are compared to time-resolved X-ray scattering experiments. The thermal conductivity of the nanometer-sized interface between the particle and the surrounding water phase is determined by combining theory and experiment. Furthermore, the threshold temperature for the nucleation of nanoscale water vapor bubbles on a picosecond timescale is determined. (orig.)

Optical and electronic properties of semiconducting nanoparticles; Optische und elektronische Eigenschaften von halbleitenden Nanopartikeln

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Gondorf, Andreas

2011-10-07

In the present thesis, the electronic properties of semiconducting nanoparticles are investigated. The I-V-characteristics of a submonolayer of silicon nanoparticles, embedded in a Si{sub 3}N{sub 4}-matrix are calculated. The calculated results are compared to those found experimentally by Cho et al. It is investigated whether quantization effects, like the Coulomb blockade, can also be observed in systems, which contain many particles. Compacted silicon and germanium nanoparticle powders are analyzed by reflection measurements. The goal is to determine the carrier density and to find how the core-shell-structure (Ge/Si core and Ge/Si oxide shell) affects the reflection spectra. Furthermore, the influence of doping on the properties of the nanoparticles is investigated. Optical spectroscopy and magneto-transport measurements are performed on thin films, consisting of indium tin oxide nanoparticles (ITO nanoparticles). In optical spectroscopy the dielectric function in the high frequency region is determined. With the known dielectric function the charge carrier concentration as well as the mobility can be calculated. With magnetotransport measurements it is possible to measure the Hall voltage and the macroscopic conductivity. By taking into account the theoretically derived correction factor [Kharitonov, 2008] the carrier density and macroscopic mobility can be determined. Thus, the combination of the two measurement methods allows an insight into the electronic structure of this system. Additionally, layers consisting of ITO nanoparticles exhibit a decreasing resistivity when a magnetic field is applied perpendicular to the current orientation. This effect is called negative transverse magnetoresistance. The experimental results can be explained by the weak localization theory of granular systems. For the dephasing time {tau}{sub H}, however, we find a different dependence on the magnetic field than predicted by theory (experiment: 1/{tau}{sub H} {proportional_to} H{sup 1,6}, theory: 1/{tau}{sub H} {proportional_to} H{sup 2}). For comparison, the magneto-transport properties of nanoporous gold (NPG), a second nanostructured system, have been investigated. In this system, however, the magnetoresistance is positive (the resistance rises with an increasing magnetic field). The results can be explained by the Fuchs-Sondheimer theory, even though it was developed for non porous thin metal layers. The dependence of the magnetoresistance on the magnetic field as well as the mean free path are determined.

Optical remote measurement of ozone in cirrus clouds; Optische Fernmessung von Ozon in Zirruswolken

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Reichardt, J. [GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH (Germany). Inst. fuer Physikalische und Chemische Analytik

1998-12-31

The subject of this thesis is theoretical and experimental investigations into the simultaneous optical remote measurement of atmospheric ozone concentration and particle properties. A lidar system was developed that combines the Raman-lidar and the polarization-lidar with the Raman-DIAL technique. An error analysis is given for ozone measurements in clouds. It turns out that the wavelength dependencies of photon multiple scattering and of the particle extinction coefficient necessitate a correction of the measured ozone concentration. To quantify the cloud influence, model calculations based on particle size distributions of spheres are carried out. The most important experimental result of this thesis is the measured evidence of pronounced minima in the ozone distribution in a humid upper troposphere shortly before and during cirrus observation. Good correlation between ozone-depleted altitude ranges and ice clouds is found. This finding is in contrast to ozone profiles measured in a dry and cloud-free troposphere. (orig.) 151 refs.

EC-directive optical radiation - present state of consultation; EG-Richtlinie optische Strahlung - aktueller Beratungsstand

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Pipke, R. [Bundesanstalt fuer Arbeitschutz und Arbeitsmedizin, Dortmund (Germany)

2004-07-01

The draft of a directive on the protection of workers from risks related to radiation in the range from 100 nm to 1 mm (Laser, UV-radiation) is discussed on EC-level. The European concept of regulations on occupational safety and health is outlined and put into reference with other directives on the protection against physical agents (vibrations, noise, electromagnetic fields). Building up on this the present state of consultation of a directive on optical radiation is represented, including major points of consideration. (orig.)

Optically induced charge transport in mesoscopic semiconductor systems; Optisch induzierter Ladungstransport in mesoskopischen Halbleitersystemen

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Hof, Klaus-Dieter

2009-07-13

In the framework of this thesis optoelectronic processes in a to a quantum-dot contact nanostructured heterostructure were studied. In the experiment thereby by means of a laser in a 2DES heterostructure charge carriers were optically induced in the neighbourhood of a quantum-dot contact. Thereafter their effect on the electronic transport through the quantum-dot contact in the sample is studied. In the planely etched samples the purely electronic conductivity measurements indicate with the conductivity stages a one-dimensional subband quantization. The energetic distance of the subband bottoms amounts up to 5 meV. Furthermore the measurement in the magnetic field shows a transition of the subband structure over magnetoelectric bands to the pure Landau quantization. First photoresponse measurement s show under illumination the effect of an unwanted parallel conductivity. This effect can be suppressed by changed sample design and optimized wafer material. By this photoresponse measurements on the free-sttanding bridge samples and planely etched qunatum-dot contact samples. In low-frequency photoresponse measurements in both sample types the effect of an optically induced conductivity change can be identified. A simple model of the optically induced photoconductivity is introduced, which shows in the framework of a numerical simulation a very good agreement with the measurement data and allows the identification of the experimentally determined time constant. By application of for radiofrequencies suited components the experiment can be performed also at higher-frequent modulation of the optical excitation. Thereby it was proved that the effect of the photoinduced conductivity change because of its relatively high time constant generates for excitations in the MHz range a quasi-static conductivity state and the sample conductivity experiences therefore on a fast time scale no change.

Optical and opto-electronic characterization of semiconducting nanostructures; Optische und optoelektronische Charakterisierung von halbleitenden Nanostrukturen

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Offer, Matthias

2011-10-12

In the present thesis, the photoluminescence (PL) of cadmium selenide nanoparticles and doped gallium arsenide nanowires are investigated. Furthermore, in GaAs nanowires, with a distinct pn-junction in the direction of growth, electroluminescence (EL) is demonstrated and analyzed for the fist time. Using PL spectroscopy, the excitonic states of individual CdSe nanoparticles are studied. Sharp emission lines, which can be assigned to different excitonic transitions, can be observed. At a sample temperature of T{approx_equal}10 K, line widths of {delta}E{sub FWHM} {<=}8 meV are found. Additionally, it is demonstrated that, apart from the main line, phonon replica of the LO and 2LO-phonon can be observed. An exciton in an ionized nanoparticle has the electronic structure of a trion. In silicon, the recombination of a trion in CdSe nanoparticles, while optically allowed, will not be detected visually because faster non-radiative Auger processes dominate (off-state). However, this work shows that, on a coated aluminium alloy substrate, the trions of single CdSe nanoparticles are observable. This observation is due to the reduction of the optical lifetime and is caused by surface plasmons. Instead of the commonly occurring off-state, a jump-like and discrete red shift of the emission energy of {delta}E {approx}24 meV is observed. This emission line can also be attributed to a negative trion. In addition, p- and n-doped GaAs nanowires are characterized using spatially resolved PL spectroscopy. The intrinsic stump of the nanowire shows the typical PL of GaAs. Through doping of the GaAs nanowire, there is a recognizable shift in the emission energy. This shift can be attributed to increasing dopant concentration. By analyzing the line shape, information regarding the distribution and concentration of the dopant can be found. Using these findings, the PL of a single GaAs nanowire with a distinct pn-junction in the direction of growth is examined. This observation shows that a compensated region develops because of an inherent memory effect. Nevertheless, this component shows typical diode characteristics and EL can be demonstrated successfully for the first time.

Storage of optical excitations in colloidal semiconductor nanocrystals; Speicherung optischer Anregungen in kolloidalen Halbleiter-Nanokristallen

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Kraus, Robert

2009-07-22

In the present theis it is described, how colloidal semiconductor nanocrystals can be used under influence of an electric field to store optical excitation energy at room temperature, to alter, and to supply controlledly. For this the photoluminescence emission of an ensemble of heterogeneous nanocrystals was manipulated and spectroscopically studied. The applied od-shaped particles consist of a spherical core of CdSe, on which an elongated shell of CdS is monocrystallinely be grown. The electron is in such an asymmetric geometry delocalized over the hole nanorod, whereas the hole because of the high potential barrier remains bound in the CdSe core. The wave-function overlap of the charge carriers can therefore be influenced both by the length of the nanorod and by an external electric field. In the regime of prompt fluorescence the manipulation of the charge-carrier separation by an electric field led to a suppression of the radiative recombination. As consequence a fluorescence suppression of about 40% could be observed. After the removal of the electric field the separation was reduced and the stored energy is in an fluorescence increasement directedly liberated again. The strength of the storage efficiency lies with the strength of the electric field in a linear connection. Furthermore in this time range a quantum-confined Stark effect of upt o 14 meV could be detected at room temperature, although the effect is complicated by the different orientations and sizes of the nanorods in the ensemble. Hereby it is of advance to can adress with the applied detection technique a subensemble of nanocrystals. Furthermore a significant storage of the ensmble emission by up to 100 {mu}s conditioned by the electric electric fieldcould be demonstrated, which exceeds the fluorescence lifetime of these particles by the 10{sup 5} fold. As also could be shown by experiments on CdSe/ZnS nanocrystals surface states play a relevent role for the emission dynamics of nanocrystals. The interaction ot the optically excited charge carriers with such states can be obviously changed by an electric field. Nevertheless the contributing charge carriers remain Coulomb-correlated, which leads to a longly during storage of the excitation energy. By an electric field timely delayed relatively to the excitation pulse it furthermore succeeded to transfer charge carriers from surface states to the radiating level and to generate so a directed fluorescence increasement.

Optical incremental rotary encoder in low-cost-design; Optischer inkrementaler Drehgeber in Low-Cost-Bauweise

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Hopp, David; Pruss, Christof; Osten, Wolfgang [Stuttgart Univ. (Germany). Inst. fuer Technische Optik; Seybold, Jonathan; Mayer, Volker [Hans-Schickard-Gesellschaft, Stuttgart (DE). Inst. fuer Mikroaufbautechnik (IMAT); Kueck, Heinz [Hans-Schickard-Gesellschaft, Stuttgart (DE). Inst. fuer Mikroaufbautechnik (IMAT); Stuttgart Univ. (Germany). Inst. fuer Zeitmesstechnik, Fein- und Mikrotechnik

2010-07-01

We have developed a new concept for low-cost optical encoders to come up to meet the increasing demand for inexpensive rotary sensors. The principal idea is to use a micro patterned plastic disc with metal coating, as it is used for Compact Discs or DVDs. Such encoder discs can be manufactured by an efficient injection compression moulding process. With this well established technique it is possible to achieve highly precise micro patterns while running a cost effective process for high volume production. (orig.)

Design and analysis of high-numerical-aperture beam shaping systems; Design und Analyse von Strahlformungssystemen hoher numerischer Apertur

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Schweitzer, Hagen

2009-11-24

Optimierung dieser Systeme mittels eines generalisierten Projektionsalgorithmus. Dieser Algorithmus wird zur Optimierung von punktweise, mittels Asphaerenformel oder Polynomen parametrisierten Strahlformungsoberflaechen eingesetzt. Es wird gezeigt, dass waehrend der Optimierung eine Beruecksichtigung von Beugung, Interferenz und Aberrationen moeglich ist. Letztere koennen nicht nur beruecksichtigt, sondern gezielt zur Strahlformung genutzt werden. Letztendlich wird gezeigt, dass die Aberrationen von sphaerischen Kataloglinsen fuer einige Strahlformungsanwendungen bereits ausreichend sind. Die Wirksamkeit des entwickelten Optimierungsalgorithmus wird sowohl an paraxialen als auch nicht-paraxialen Strahlformungsbeispielen mit einer numerischen Apertur von bis zu 0,62 demonstriert. Abschliessend werden in der vorliegenden Arbeit Konzepte zur Achromatisierung und zum Wellenlaengenmultiplexing eingefuehrt, die auf dem Einsatz mehrerer Oberflaechen und Materialien unterschiedlicher Dispersion beruhen. Waehrend sich die Achromatisierung damit beschaeftigt, die optische Funktion eines Strahlformungssystems wellenlaengenunabhaengig zu machen, versucht das Wellenlaengenmultiplexing gezielt unterschiedliche optische Funktionen fuer mehrere Designwellenlaengen zu realisieren. (orig.)

Measuring drifted dust near coal transhipment in the harbour of Amsterdam, Netherlands; Meten aan verwaaiend stof bij kolenoverslag in het Amsterdams havengebied

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Weijers, E.P.; Rodink, R.; Hensen, A. [ECN Environment and Energy Engineering, Petten (Netherlands)

2013-02-15

For two months, particulate matter measurements were performed at the Rietlanden coal terminal in the Africa harbour in Amsterdam. At eight places around the coal terminal particulate matter concentrations were measured with relatively simple (and relatively inexpensive) optical sensors (which have been further developed by ECN). The primary purpose of the measurement campaign was to determine the performance and robustness of the sensors 'in the field'. After the satisfactory performance, the feasibility of a monitoring c.q. alarm system were studied and an estimate was made of particulate matter emissions from the terminal with a dispersion model during the measurement period [Dutch] Gedurende twee maanden zijn bij de Rietlanden kolenterminal in de Afrikahaven te Amsterdam fijnstofmetingen uitgevoerd. Op een achttal plaatsen rondom het bedrijf zijn fijnstofconcentraties gemeten met relatief eenvoudige (en relatief goedkope) optische sensoren (die door ECN verder zijn ontwikkeld). In de eerste plaats had de meetcampagne ten doel de prestatie en robuustheid van de sensoren 'in het veld' vast te stellen. Na gebleken geschiktheid is de haalbaarheid van een monitoring- c.q. alarmeringssysteem bestudeerd en is de fijnstofemissie afkomstig van de terminal geschat voor de periode van de metingen met een verspreidingsmodel.

Measurement of in-cylinder mixture formation by optical indication; Bestimmung der innermotorischen Gemischbildung durch optisches Indizieren

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Berg, Thomas; Thiele, Olaf; Seefeldt, Stefan [LaVision GmbH, Goettingen (Germany); Vanhaelst, Robin [Ostfalia Hochschule fuer Angewandte Wissenschaften, Wolfsburg (Germany). Fakultaet Fahrzeugtechnik

2013-06-01

The company LaVision has developed an optical indication process that can be used to determine lambda, residual gas and temperature curves in the combustion chamber with high temporal resolution. The sensor system is able to provide crank angle-resolved, real-time measurements of the complete process of in-cylinder mixture formation over hundreds of single cycles. (orig.)

Optical beam diagnostics at the Electron Stretcher Accelerator ELSA; Optische Strahldiagnose an der Elektronen-Stretcher-Anlage ELSA

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Zander, Sven

2013-10-15

At the ELectron Stretcher Accelerator ELSA, a resonant excitation of the horizontal particle oscillations is used to extract the electrons to the experiments. This so-called resonance extraction influences the properties of the extracted beam. The emittance, as a number of the beam quality, was determined by using synchrotron light monitors. To enable broad investigations of the emittance a system of synchrotron light monitors was set up. This system was used to measure the influence of the extraction method on the emittance. Time resolved measurements were conducted to investigate the development of the emittance during an accelerator cycle. To improve the optical beam diagnostics a new beamline to an external laboratory was constructed. There, a new high resolution synchrotron light monitor was commissioned. In addition, a streak camera has been installed to enable longitudinal diagnostics of the beam profiles. First measurements of the longitudinal charge distribution with a time resolution in the range of a few picoseconds were conducted successfully.

Vehicle power supply cable with optical jacket monitoring and arcing interference detection; Bordnetzkabel mit optischer Mantelueberwachung und Stoerlichtbogendetektion

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Viehmann, Matthias [Fachhochschule Nordhausen (Germany). Lehrstuhl fuer Industrieelektronik; Kloss, Christina [Fachhochschule Nordhausen (Germany). Forschungsschwerpunkte Polymere/Elastomere und Lichtwellenleiter; Lustermann, Birgit [Fachhochschule Nordhausen (Germany). Forschungsschwerpunkte Lichtwellenleiter und Simulation optischer Systeme

2012-10-15

In vehicles with electrical drive, vehicle power supplies are used with high-voltage level, as well as with several voltage levels. In order to minimise any hazards through arcing faults associated with this, constructive and material-technical measures are necessary. Nordhausen Technical College presents a patented, opticalelectrical combination conductor - the main constituent of an innovative vehicle power supply cable with optical jacket monitoring and arcing interference detection. (orig.)

Semiconductor nanostructures on silicon. Carrier dynamics, optical amplification and lasing; Halbleiternanostrukturen auf Silizium. Ladungstraegerdynamik, optischer Verstaerker und Laser

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Lange, Christoph

2008-12-11

Two material systems that can be grown epitaxially on a silicon substrate are experimentally investigated with respect to their optical properties. Quantum wells (qw) of Germanium were experimentally investigated by spectrally resolved white-light pump-probe-absorption spectroscopy at room temperature. A second material class is Ga(NAsP), which was grown as quantum wells on a silicon substrate matching the lattice constant of the substrate. The basic optical properties were determined using the variable stripe-length method. In order to relate the results to those of established materials, a selection of comparable III/V semiconductors were measured in the same setups. The pump-probe measurements on (GaIn)As quantum wells exhibited a much more rapid scattering. In these material systems, quite similar optical gain values of 10{sup -3}/QW were found with decay times of several 100 ps. For (GaIn)(NAs), slightly higher values were determined. Using the variable stripe-length method, GaSb quantum wells with dot-like morphology were investigated. (orig.)

Investigation of optical nanostructures for photovoltaics with near-field scanning microscopy; Untersuchung optischer Nanostrukturen fuer die Photovoltaik mit Nahfeldmikroskopie

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Beckers, Thomas

2011-09-26

Textured and rough surfaces are known to increase light trapping in solar cells significantly. The development and optimization of these nano-structures is essential to improve the energy conversion efficiency of thin-film solar cells. In the past, first research approaches covered classical and macroscopic investigations, e.g. determining the haze or angularly resolved scattering. These methods do not provide precise explanation for the optical improvement of the devices, because layer thicknesses and structure sizes in thin-film solar cells are smaller than the wavelength of visible light. The impact of local nano-structures and their contribution to the local absorption enhancement is not resolved by macroscopic measurements. In this thesis, near-field scanning optical microscopy is introduced as first near-field investigations of nano-structures for photovoltaics. This provides an insight into local optical effects for relevant surfaces of photovoltaic devices. Investigating the distribution of the electric fields in layer stacks is crucial to understand the absorption in solar cells. Evanescent fields, which occur due to total internal reflection at the interfaces, are measurable by near-field scanning optical microscopy and yield important information about local light trapping. Within the framework of this thesis, correlations between local surface structures and optical near-field effects are shown. In this case structure features of randomly textured surfaces, which optimize local light trapping, are identified. It paves the way to connect microscopic optical effects on the surface with the macroscopic performance of thin-film solar cells. Moreover, the measurement yields a 3D illustration of the electric field distribution over the sample surface. It is an important criterion to prove the results of rigorous diffraction theory. An excellent agreement between experiment and simulation is found. The simulations provide an insight into the material, which is not accessible by the experiment. Therefore, impacts of optical improvements such as absorption enhancement due to different surface textures or properties of selective and diffractive filters can be studied. (orig.)

Combined use of contrast media containing iodine and gadolinium for imaging and intervention. A hitherto widely ignored topic in radiological practice; Kombinierter zeitnaher Einsatz jod- und gadoliniumhaltiger Kontrastmittel in der diagnostischen und interventionellen Radiologie. Ein bisher vernachlaessigtes Kapitel der radiologischen Praxis

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Golder, W.

2012-02-15

. Mangels verlaesslicher Daten aus experimentellen und klinischen Studien ist der Radiologe auf Falldarstellungen, Informationen der Hersteller, persoenliche Mitteilungen, die meist spaerlichen eigenen Erfahrungen und ein geschicktes Zeitmanagement angewiesen, um die Situation zu meistern. Nur die kombinierte direkte Roentgen-/CT-/MR-Arthrographie kann ohne Bedenken durchgefuehrt werden. Die zeitnahe intravaskulaere Injektion jod- und gadoliniumhaltiger Kontrastmittel verlangt dagegen besondere Aufmerksamkeit. Je schwerer die Erkrankung des Patienten, desto vorsichtiger wird man handeln, desto dringlicher kann allerdings auch die Entscheidung fuer oder gegen die kombinierte Kontrastmittelgabe sein. Die folgende Uebersicht beschreibt die Eigenschaften der jod- und gadoliniumhaltigen Kontrastmittel, soweit sie fuer Interaktionen bei simultaner bzw. unmittelbar sukzessiver Gabe von Bedeutung sind. Anschliessend werden die fuer die Praxis bedeutsamen klinischen Situationen und Konstellationen dargestellt und analysiert sowie Entscheidungshilfen gegeben. (orig.)

Optical and mechanical manipulation of plasmonic hot spots on gold nanoparticle tips; Optische und mechanische Manipulation plasmonischer Heisspunkte an Goldnanopartikelspitzen

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Hrelescu, Calin-Alexander

2011-06-15

in the present thesis hybride systems based on alternative nanoparticle morphologies were studied in view of their optical properties in order to remove extensively the known limitations and insufficiencies of the established nanoparticle systems and shapes like rod-shaped or spherical nanoparticles. Star-shaped gold nanoparticles and their special plasmonic properties are presented. By methods of the dark-field spectroscopy, the photoelectron emission spectroscopy, and scanning electron microscopy the near- and far-field properties of single nanostars and their morphologies are correlated. So the first experimental proof of the localization of optically excited hot spots on the tips of the single nanostars could be given. By suited choice of the polarization and wavelength hot spots on several or exclusively single tips of a nanostar are selectively excited and the detected plasmon resonances assigned to single nanostar tips only due to experimental data. Furthermore field amplification factors in the range of 58-79 are for the first time quantitatively determined. The high and for molecules easily accessible hot spots on the tips of the nanostars are applied in order to demonstrate the excellent amplification of the Raman scattering on the level of single nanostars. The Raman amplification factors of 10{sup 7} for the studied nanostars without use of plasmonic coupling effects mark the nanostars as important candidates for the application in complex dynamical environments. A further possibility of the use of the hot spots localized on tips offer nanopyramides. By manipulation with a scanning force microscope a positioning of the hot spots until 1 nm above the surface and on arbitrary places on a sample substrate can be reached. Nanoresonators of two nanopyramides can be mechanically fabricated in three adsorption configurations concerning the tips of the two nanoparticles directed to each other. By the mechanical change of the configuration of the nanoresonator the position of the hot spot arising in the space between the particles can be moved in the height without essential change of the spectral position of the couple plasmon resonance.

Optical and electronic properties of AlGaN/GaN heterostructures; Optische und elektronische Eigenschaften von AlGaN/GaN-Heterostrukturen

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Winzer, Andreas T.

2008-10-28

The electronic material properties of AlGaN/GaN heterostructures were investigated. The analysis of optical spectra by complex models allowed for the first time to confirm the theoretically predicted dependence of the polarisation discontinuity (also called polarisation charge) on the Al content by reliable experiments. Furthermore, it is shown that the polarisation discontinuity is constant over the temperature range from 5 K up to room temperature. The method employed here is based on the analysis of electroreflectance (ER) spectra and exploits the specific dependence of the electric field strength within a layer on the applied electric voltage. In this work this method is consequently refined to surpass all alternative methods in accuracy. ER spectra of group-III-nitrides posses some general peculiarities: (i) In di- rect proximity to the band gap they can not be described by constant Seraphin coefficients in contrast to small gap semiconductors (e.g. GaAs). (ii) Though, the analysis of the Franz-Keldysh oscillations by Aspnes' method yields the correct values of the electric field strength as it is the case for small gap semiconductors. Optical and especially ER spectra of group-III-nitrides can only be described completely by taking into account for excitons in electric fields. For this a mo- del proposed by Blossey was applied to nitride semiconductors and implemented into a software program. By extensive numerical simulations it was found that the energetic position of the exciton main resonance as well as its spectral width depend linearly on the electric field strength. The approach presented is unique since it allows for a quantitative description of excitons in inhomogeneous electric fields. The good agreement between experiment and simulation supports the reliability of the material properties presented in this work. The operation of AlGaN/GaN heterostructures as chemical sensors was investigated by means of optical spectra too. If Pt contacted samples have been exposed to hydrogen the density of their two dimensional electron gases were raised by several 10{sup 12} e/cm{sup 2} while the Schottky barrier heights were lowered by up to 0.85 V. Wetting of the free surface of not contacted samples by a polar liquid (acetone) led to an increase of the surface potential and a decrease of the net surface charge density. (orig.)

Optical properties and microphysical characterization of single levitated aerosol particles. Final report; Optische Eigenschaften und mikrophysikalische Charakterisierung von einzeln levitierten Aerosolpartikeln. Schlussbericht

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Leisner, T.; Vortisch, H.

2002-07-01

Composition, micro structure and phase of the sulfate aerosol particles in the stratosphere are crucial for their activity in the polar stratospheric ozone depletion and not well known until now. We have performed Raman spectroscopic laboratory investigations with model particles levitated in an electrodynamic balance under stratospheric conditions. We were able to obtain new results on the dynamics of phase transitions in such particles and on the type of metastable structures encountered after the freezing of heavily supercooled sulfuric acid solution. The compositions found were usually not consistent with the phase diagram. Sulfuric acid tetrahydrate was the dominant compound even when dilute solution nucleated. It was formed crystalline not immediately after nucleation but only when the particles approached the melting point. At lower temperatures a nanocrystalline and strongly disordered hydrate was observed. Our investigations help to arrive at a better understanding of the role of the sulfuric acid aerosol in stratospheric chemistry. (orig.) [German] Zusammensetzung, Mikrostruktur und Aggregatzustand der stratosphaerischen Schwefelsaeureaerosole bestimmen deren Aktivitaet im polaren Ozonabbau und sind bislang kaum erforscht. Unsere ramanspektroskopischen Laboruntersuchungen an Modellpartikeln in einem elektrodynamischen Levitator konnten hier neue Erkenntnisse zur Dynamik von Phasenumwandlungen sowie der Struktur metastabiler Zustaende liefern. Insbesondere wurden stark vom Phasendiagramm abweichende Zusammensetzungen als typisch erkannt. So konnte Schwefelsaeuretetrahydrat als das dominierende Hydrat bei der Nukleation auch verduennter Schwefelsaeureloesungen erkannt werden. Es bildet sich kritallin jedoch nicht direkt beim Gefrieren unterkuehlter Schwefelsaeureloesungen, sondern erst bei deren Annaeherung an den Schmelzpunkt. Vorher liegt ein nanokristallines und stark ungeordnetes Hydrat vor. Durch derartige Untersuchungen wird ein besseres Verstaendnis der Rolle der Schwefelsaeureaerosole in der Stratosphaerenchemie ermoeglicht. (orig.)

Determination of W-erosion through optical spectroscopy under ITER-relevant plasma conditions; Bestimmung der Wolframerosion mittels optischer Spektroskopie unter ITER-relevanten Plasmabedingungen

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Laengner, Marko

2016-11-21

Tungsten (W) is used in present fusion experiments and is as well a material choice for future reactors like ITER and DEMO. However, tungsten eroded from the wall leads to high radiation losses in the plasma and the transport to the plasma center to critical plasma cooling. Therefore a detailed investigation of the interaction between eroded tungsten and the plasma is necessary. The emission of tungsten line radiation in the plasma and thus the shape of the emission profiles is characterized by excitation and ionisation. Quantitatively the ionisation can be described in terms of the ionisation rate coefficients. This knowledge is necessary for the interpretation of spectroscopic data and especially to determine tungsten fluxes into the plasma that are caused by tungsten erosion. Up to now, ionisation rate coefficients for neutral tungsten were not determined except for the plasma temperature range below 20 eV. For higher temperatures only uncertain calculated data or semi-empirical data is available. Therefore, within this thesis for the first time ionisation and emission processes of tungsten originating from tungsten erosion were investigated in the temperature range between (41±8) eV and (81±8) eV at the tokamak TEXTOR and ionisation rate coefficients were determined experimentally. Measured emission profiles of the W I(400.88 nm)-line show a typical exponential decrease that is caused by the ionisation of the neutral tungsten atoms. But moreover, at a distance of 1 to 2 mm away from the sputtered surface the emission initially increases to a maximum. By introducing a relaxation time between 0.5 and 1 μs before reaching the equilibrium of the population of the emitting energy level of this line the increase of the emission profiles can be reproduced. Simulating the emissions profiles through a Monte-Carlo-simulation that was developed in the scope of this thesis results in ionisation rate coefficients that are identical with values calculated through using the semi-empirical Lotz-formula. The necessary extension of the atomic data base regarding neutral tungsten leads to the interest in a tungsten source that can easily be used for calibration purposes. This was realised at TEXTOR through the injection of WF{sub 6}. The tungsten that was brought into the plasma via WF{sub 6}-injection was investigated regarding the comparability to tungsten originating from a sputtering process. Moreover was WF{sub 6} used for the first time to determine conversion factors - the so-called photon efficiencies - to calculate tungsten fluxes from spectroscopically measured photon fluxes. For the given combinations of temperature and density from (20±5) eV to (82±5) eV and from (2.2±1) x 10{sup 12} cm{sup -3} to (6.8±1) x 10{sup 12} cm{sup -3}, respectively, for the W I(400.88 nm)-line a constant average value of left angle E{sup WI(400.88} {sup nm)}{sub Ph} right angle =94±16 is found. To test these values sputtering yields were determined from the amount of eroded tungsten atoms. These sputtering yields are in line with experimental reference values and calculations. The prevailing investigated plasma conditions are in the range of what can be expected considering the ITER divertor during ELMs. The found experimental results are consistent and confirm the match between WF{sub 6} photon efficiencies and photon efficiencies of sputtered tungsten.

Determination of the thermal radiation effect on an optical strontium lattice clock; Bestimmung des Einflusses thermischer Strahlung auf eine optische Strontium-Gitteruhr

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Middelmann, Thomas

2013-05-31

Optical clocks have the potential to be 100 times more accurate than current best cesium atomic clocks within a fraction of the averaging time. This corresponds to a fractional uncertainty of the clock frequency on the level of 10{sup -18} and requires highaccuracy knowledge of systematic frequency shifts, such that they can be avoided or corrected for. In strontium optical lattice clocks an ensemble of ultracold strontium atoms is confined in an optical lattice, to allow for spectroscopy of the reference transition 5s{sup 2} {sup 1}S{sub 0}-5s5p {sup 3}P{sub 0} in the Lamb-Dicke regime. The by far largest systematic frequency shift of the strontium clock transition is caused by its high sensitivity to blackbody radiation (BBR). The knowledge of the resulting frequency shift limited the achievable clock uncertainty to about 1 x 10{sup -16}. In this thesis for the first time an experimental approach was followed, to determine the sensitivity of the strontium clock transition to blackbody radiation. At an environmental temperature of 300 K the resulting frequency shift corresponds to 2.277 8(23) Hz. The achieved uncertainty contributes with 5 x 10{sup -18} to the fractional systematic uncertainty of the clock frequency. The determination is based on a precision measurement of the difference of static polarizabilities of the two clock states {Delta}{alpha}{sub dc} = {alpha}(5s5p {sup 3}P{sub 0})-{alpha}(5s{sup 2} {sup 1}S{sub 0}) = 4.078 73(11) x 10{sup -39} Cm{sup 2} /V. For this the de Stark shift of the clock transition has been measured in the accurately known electric field of a precision plate capacitor, which has been developed in this work. The attained static polarizability difference {Delta}{alpha}{sub dc} corresponds to the first term of a power series of the sensitivity to BBR. Higher orders are accumulated as dynamic part of the BBR shift. Which has been modelled using {Delta}{alpha}{sub dc} and experimental data for other atomic properties. To interrogate the ultracold atoms in the electric field a novel transport technique has been developed, which uses the magic wavelength (813 nm) optical lattice to convey the atoms. For this, the interference pattern is translated together with the foci of the far-detuned lattice beams, by simultaneous translation of the lattice optics. In this way ultracold atoms have been transported within 250 ms over 5 cm, or several Rayleigh ranges respectively without significant atom loss or heating. In the course of this work the first frequency measurement with the strontium lattice clock of Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) has been performed. The frequency of the {sup 87}Sr clock transition was measured to be 429 228 004 229 872.9(5) Hz. The strontium lattice clock itself contributed with 1.5 x 10{sup -16} to the overall fractional uncertainty. Furthermore the thermal radiation field in a cryogenic blackbody environment was modelled and a draft of a corresponding environment of the atoms was designed, which is suitable to be implemented in the strontium lattice clock of PTB.

KlimaCH4. Climate effects of biomethane economy; KlimaCH4. Klimaeffekte von Biomethan

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Westerkamp, Tanja; Reinelt, Torsten; Oehmichen, Katja; Ponitka, Jens; Naumann, Karin

2014-07-01

the identical period. In addition, with the optical remote measurement method one can from the time profile of the path-averaged concentrations in comparison with plant operation infer possible causes of increased emissions. This is mainly the case with operating problems with correspondingly high emissions. [German] Im Rahmen des Projektes ''Klimaeffekte einer Biomethanwirtschaft'' (KlimaCH4) wurden durch das Deutsche Biomasseforschungszentrum zwei Methoden fuer Messungen von direkten Treibhausgasemissionen hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit und Vergleichbarkeit untersucht. Im Rahmen konkreter Messungen wurden die direkten Emissionen, v. a. von Methan, an drei Biogasanlagen mit Methanaufbereitung zur Einspeisung ins Erdgasnetz quantifiziert. Diese Untersuchungen erfolgten einerseits direkt vor Ort mittels Leckagesuche, Einhausungen und ''Open Chamber''-Messungen, andererseits indirekt mittels optischer Fernmessungen mit Tunable Diode Laser Absorption Spectrometry (TDLAS) und Quelltermrueckrechnung mittels inverser Ausbreitungsmodellierung. Die Vor-Ort-Methode bietet dabei die Moeglichkeit, die Einfluesse des Anlagenbetriebs auf die Emissionen bekannter diffuser Quellen zu untersuchen, u. a. durch den Abgleich des Betriebszustandes mit dem zeitlichem Verlauf der Emission einer bestimmten Quelle (z.B. erhoehte Methanfreisetzung aufgrund von Ruehrintervallen). Dies ist insbesondere fuer die Ableitung geeigneter Emissionsminderungsmassnahmen von zentraler Bedeutung. Die Quantifizierung einzelner, diffuser Emissionsquellen ist messtechnisch gegebenenfalls nur sehr aufwendig umsetzbar. Der Aufwand ist in erheblichem Masse von der Bauweise und Groesse der zu untersuchenden Biogasanlage abhaengig. Um den Einfluss jahreszeitlich wechselnder Umgebungsbedingungen zu erfassen wurden wiederkehrende Emissionsmessungen realisiert. Der Einsatz optischer Fernmesstechnik stellte sich als vorteilhafte Alternative zur Vor-Ort-Methode dar, da er

KlimaCH4. Climate effects of biomethane economy; KlimaCH4. Klimaeffekte von Biomethan

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Westerkamp, Tanja; Reinelt, Torsten; Oehmichen, Katja; Ponitka, Jens; Naumann, Karin

2014-07-01

the optical remote measurement method one can from the time profile of the path-averaged concentrations in comparison with plant operation infer possible causes of increased emissions. This is mainly the case with operating problems with correspondingly high emissions. [German] Im Rahmen des Projektes ''Klimaeffekte einer Biomethanwirtschaft'' (KlimaCH4) wurden durch das Deutsche Biomasseforschungszentrum zwei Methoden fuer Messungen von direkten Treibhausgasemissionen hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit und Vergleichbarkeit untersucht. Im Rahmen konkreter Messungen wurden die direkten Emissionen, v. a. von Methan, an drei Biogasanlagen mit Methanaufbereitung zur Einspeisung ins Erdgasnetz quantifiziert. Diese Untersuchungen erfolgten einerseits direkt vor Ort mittels Leckagesuche, Einhausungen und ''Open Chamber''-Messungen, andererseits indirekt mittels optischer Fernmessungen mit Tunable Diode Laser Absorption Spectrometry (TDLAS) und Quelltermrueckrechnung mittels inverser Ausbreitungsmodellierung. Die Vor-Ort-Methode bietet dabei die Moeglichkeit, die Einfluesse des Anlagenbetriebs auf die Emissionen bekannter diffuser Quellen zu untersuchen, u. a. durch den Abgleich des Betriebszustandes mit dem zeitlichem Verlauf der Emission einer bestimmten Quelle (z.B. erhoehte Methanfreisetzung aufgrund von Ruehrintervallen). Dies ist insbesondere fuer die Ableitung geeigneter Emissionsminderungsmassnahmen von zentraler Bedeutung. Die Quantifizierung einzelner, diffuser Emissionsquellen ist messtechnisch gegebenenfalls nur sehr aufwendig umsetzbar. Der Aufwand ist in erheblichem Masse von der Bauweise und Groesse der zu untersuchenden Biogasanlage abhaengig. Um den Einfluss jahreszeitlich wechselnder Umgebungsbedingungen zu erfassen wurden wiederkehrende Emissionsmessungen realisiert. Der Einsatz optischer Fernmesstechnik stellte sich als vorteilhafte Alternative zur Vor-Ort-Methode dar, da er insbesondere an grossen Biogasanlagen bzw. Anlagen mit zahlreichen Einzelquellen den

Investigations of coal ignition in a short-range flame burner using optical measuring systems; Untersuchungen zur Kohlezuendung am Flachflammenbrenner unter Verwendung optischer Messtechnik

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Hackert, G.; Kremer, H.; Wirtz, S. [Bochum Univ. (Germany). Lehrstuhl fuer Energieanlagentechnik

1999-09-01

The short-range flame burner and the KOALA reactor of DMT are experimental facilities for realistic simulation of coal conversion processes at high temperatures and pressures in atmospheric conditions. The TOSCA system enable measurements of temperatures, sizes, shapes and velocities of the fuel particles, which serve as a basis for a three-dimensional simulation model of coal combustion. In the future, further parameter studies will deepen the present knowledge of coal dust combustion under pressure and enable optimisation of the numerical models for simulation of industrial-scale systems for coal dust combustion under pressure. [Deutsch] Mit dem Flachflammenbrenner und dem KOALA-Reaktor der DMT stehen Versuchsapparaturen zur Verfuegung, mit deren Hilfe die Kohleumwandlungsprozesse bei hohen Temperaturen unter Druck und unter atmosphaerischen Bedingungen realistisch wiedergegeben werden. Das TOSCA-System erlaubt dabei die Bestimmung von Temperaturen, Groessen, Formen und Geschwindigkeiten der Brennstoffpartikel. Diese Daten liefern die Grundlage fuer die Erstellung eines dreidimensionalen Simulationsmodells zur Modellierung der Kohleverbrennung. In Zukunft werden weitere Parameterstudien das Verstaendnis der Kohlenstaubdruckverbrennung vertiefen und ein Optimierung der numerischen Modelle ermoeglichen, so dass die Simulation grosstechnischer Kohlenstaubdruckverbrennungsanlagen realisiert werden kann. (orig.)

Design, construction and testing of holographic PV concentrator modules and construction of a pilot plant for serial production of the holographic optical concentrator system on flexible foils. Follow-up project: Completion of the production process for mass production of large format holographic optical elements on flexible foils for solar technology. Final report; Auslegung, Konstruktion und Test von holographischen PV-Konzentratormodulen und Aufbau einer Pilotanlage zur Serienfertigung der holographischen Konzentratoroptik auf flexiblen Folien. Anschlussvorhaben: Vervollstaendigung der Produktionsverfahren fuer die Serienfertigung von grossformatigen holographischen optischen Elementen auf flexiblen Folien fuer die Solartechnik. Abschlussbericht

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Stojanoff, C.G.; Froehlich, K.; Froening, P.; Schulat, J.; Schuette, H.; Wagemann, E.U.

1997-06-30

The aim of the research project is the development of a technique for value for money mass-production of large area holographic focussers made of dichromate gelatine for photo-electrics. The holograms act simultaneously as spectrally dispersing and focussing optical elements, which focus the sunlight in discrete bands on the spectrally matched solar cells. The three marked characteristics of the holographic focussers are the diffraction efficiency, the spectral bandwidth and the central working wavelength. The optimum values of these parameters depend on the variation of the layer thickness and the index of refraction over the aperture of the hologram, and on the ability of the DCG layer to provide great modulation of the index of refraction. Mass-production of large format holographic lenses (transmission holograms) and mirrors (reflection holograms) demands precise coating of the supporting substrate (glass or PET foil) with dichromate gelatine. Mass-production of the holographic lenses requires a matrix hologram with 50% diffraction efficiency and is done with two copier plants developed in the project. (orig./AKF) [Deutsch] Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer Technologie fuer die preiswerte serielle Herstellung von grossflaechigen holographischen Konzentratoren in Dichromatgelatine fuer die Photovoltaik. Die Hologramme wirken gleichzeitig als spektral dispergierende und fokussierende optische Elemente, die das Sonnenlicht in diskreten Baendern auf spektral angepasste Solarzellen konzentrieren. Die drei kennzeichnenden Charakteristiken der holographischen Konzentratoren sind die Beugungseffizienz, die spektrale Bandbreite und die zentrale Arbeitswellenlaenge. Die optimalen Werte dieser Parameter sind durch die Variation der Schichtdicke und des Brechnungsindexes ueber die Apertur des Hologramms, sowie durch die Faehigkeit der DCG-Schicht grosse Brechungsindexmodulation zu ermoeglichen, eindeutig bedingt. Die serielle Fertigung der

Interpretation of ozone vertical profiles and their variations in the Northern hemisphere on the basis of GOME satellite data. Final report; Interpretation von Ozon-Vertikalprofilen und deren Variationen in der noerdlichen Hemisphaere unter Benutzung von GOME Satellitendaten. Abschlussbericht

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Eichmann, K.U.; Bramstedt, K.; Weber, M.; Rozanov, V.; Debeek, R.; Hoogen, R.; Burrows, J.P.

2000-07-04

Semiglobal ozone vertical profiles based on GOME measurements were established and evaluated systematically. GOME (Global Ozone Monitoring Experiment), carried by the ERS-2 satellite, is the first European passive optical sensor for long-term monitoring of ozone, other trace elements, and aerosols. Especially the vertical distribution of ozone in the Arctic region was measured and interpreted with a view to enhanced ozone degradation in the Arctic winter and spring seasons. Apart from the regional variations, also the time variations of the profiles are to provide further information on the dynamics and chemical processes in the polar vortex. The retrieval algorithm used for assessing the ozone vertical profiles, FURM (FUll Retrieval Method), is based on the GOMETRAN radiation transport model developed at Bremen university especially for evaluation of the GOME data. The GOME ozone profiles were validated with ozone probes and other satellite experiments. [German] Ziel des Projektes war eine systematische Bestimmung und Auswertung von semiglobalen Ozonvertikalprofilen aus den Messdaten von GOME. Das auf dem Satelliten ERS-2 fliegende Spektrometer GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) ist der erste europaeische, passive, optische Sensor, der fuer Langzeitmessungen von Ozon, anderen Spurenstoffen und Aerosolen konzipiert wurde. Im Projekt wurde insbesondere die vertikale Verteilung von Ozon in der Arktis bestimmt und interpretiert hinsichtlich des verstaerkten Ozonabbaus im arktischen Winter und Fruehjahr. Neben der raeumlichen Variation sollen auch die zeitlichen Ablaeufe und Veraenderungen der Profile weitere Erkenntnise hinsichtlich der Dynamik und der chemischen Prozesse im Polarwirbel liefern. Der Retrievalalgorithmus zur Bestimmung des Ozonhoehenprofils, FURM (Full Retrieval Method) genannt, basiert auf dem Strahlungstransportmodell GOMETRAN, das an der Universitaet Bremen speziell fuer die Auswertung der Daten des GOME Instrumentes entwickelt wurde

Electroreflectance of CuInS{sub 2}-solar cells for the optimization of the process parameters during the absorbers production process; Elektroreflexion an CuInS{sub 2}-Solarzellen im Hinblick auf die Optimierung der Prozessparameter bei der Absorber-Herstellung

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Henninger, R.

2002-07-01

CuInS{sub 2} thin film solar cells were prepared by a new sequential process. The quality of these layers and the conversion efficiency of the solar cells depends on the process parameters of the sequential process. Electroreflectance measurements are used to characterize these solar cells. This method is suitable to measure optical properties like band gap energy and to detect secondary phases in the vicinity of the heterojunction and defects in the semiconductor. Electroreflectance measurements of the thin film solar cells shows clearly a dependence of film growth from the process parameters copper to indium ratio and sulfurization temperature. From the correlation of electroreflectance results with photoluminescence, X-ray-diffraction and external quantum efficiency measurements a model of film growth was derived. Solar cells made from optimized CuInS{sub 2} films reach an active area efficiency of 12,5%. This is the best efficiency reported so far for this type of solar cell. (orig.) [German] Mit einem neuen sequentiellen Verfahren wurden CuInS{sub 2}-Duennfilme fuer die Solarzellen-Anwendung hergestellt. Die Qualitaet dieser Schichten und damit der Solarzellenwirkungsgrad haengen von den Prozessparametern des sequentiellen Prozesses ab. Elektroreflexion wurde als Messverfahren zur Charakterisierung der fertigen Solarzellen eingesetzt. Dieses Verfahren ist geeignet um optische Eigenschaften, wie die Bandlueckenenergie, zu bestimmen und Fremdphasen in der Naehe des pn-Ueberganges sowie Defekte im Halbleiter nachzuweisen. In Elektroreflexionsmessungen an den hergestellten Duennfilmsolarzellen zeigte sich deutlich eine Abhaengigkeit des Schichtwachstums von den Prozessparametern Kupfer-Indium-Verhaeltnis und Sulfurisierungstemperatur. Aus der Korrelation der Elektroreflexionsergebnisse mit Photolumineszenz-, Roentgenbeugungs- und Quantenausbeutemessungen wurde ein Modell zur Schichtbildung von CuInS{sub 2} abgeleitet. Solarzellen aus optimierten CuInS{sub 2

"Aparat" čy "dyspozytyv"? Notatky pro vyrobnyctvo obrazu i vyrobnyctvo sub''jekta v kino

Directory of Open Access Journals (Sweden)

Ol'ha Briukhovets'ka

2015-09-01

Während der Begriff "Apparatus" in der Filmtheorie gut etabliert ist, ging sein Pendant und zugleich korrelatives Double "Dispositiv" (ebenfalls in die Filmtheorie von Jean-Louis Baudry in den 1970er Jahren eingeführt, bei der Übersetzung aus dem Französischen ins Englische verloren. So verschwand auch der nuancierte Bedeutungsunterschied zwischen den beiden Begriffen, und damit die Unterscheidung von zwei Prozessen – einem, der sich auf die Bildproduktion bzw. die Figuration bezieht, und einem anderen, bei dem es um die Subjektproduktion bzw. die Subjektwerdung geht. Der Begriff "Dispositiv" tauchte in der Filmtheorie gelegentlich als Ersatz für den Begriff oder die Theorie des "Apparatus" auf. Der Beitrag beabsichtigt, die ursprüngliche Unterscheidung zwischen den beiden Begriffen wieder herzustellen und ein mögliches Vorgehen nicht nur für die Filmtheorie, sondern auch für die Analyse bestimmter Filme aufzuzeigen. Am Beispiel von zwei Filmen, Tini zabutich predkiv / Schatten der vergessenen Vorfahren (Sergij Paradžanov, 1965, Sowjetunion und Bol’šaja žizn’. Vtoraja čast’ / Das große Leben. Zweiter Teil  (Leonid Lukov, 1946, Sowjetunion wird gezeigt, wie die beiden Begriffe "Apparatus" und "Dispositiv" in konkreten filmischen Texten angewandt werden könnten. Schatten der vergessenen Vorfahren wurde mit proto-faschistischen Bergfilmen verglichen, wenn auch nur auf der Ebene des "Produktionsdramas",  um zu zeigen, wie durch das optische Unbewusste des Apparatus, der Bildproduktion und der Figuration das ethnisch Andere zurückgewiesen wird. Die Dezentrierung des Bildes, welche die grundlegenden, ungeschriebenen Regel des Anthropozentrismus verletzt, entblößt am Ende von Das große Leben. Zweiter Teil ein stalinistisches Dispositiv, seine spezifische Generierung des Subjekts und dessen Interpellation.

Effect of pressing temperature on the wear resistance of a Co-based Cr-Mo powder alloy produced by hot pressing

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Somunkiran, Ilyas [Firat Univ., Elazig (Turkey). Metallurgical and Materials Engineering Dept.; Balin, Ahmet [Siirt Univ. (Turkey). Dept. of Vocational High School

2016-02-01

In this study, Co-based Cr-Mo powder alloy was produced at different pressing temperatures by using hot pressing technique and abrasive wear behaviors of the produced specimens were examined. Produced specimens were exposed to abrasive wear experiment using block on disc wear test device by applying a load of 50 N with 100-mesh SiC abrasive paper. Each specimen was investigated at 25, 50, 75 and 100 m. At the end of the experiment, abrasive wear results of the specimens were determined by calculating their mass losses. Microstructural properties of the specimens which were produced at different pressing temperatures were investigated by optical and SEM examinations and their wear resistances were examined by abrasive wear experiments. Consequently, it was observed that in Co-based Cr-Mo powder alloy produced by hot pressing technique; as sintering temperature increased, size of neck formations between the powder grains increased, porosity decreased and abrasive wear resistance increased. [German] In diesem Beitrag zugrunde liegenden Studie wurde eine Co-basierte Cr-Mo-Legierung mittels Heisspressens hergestellt und der Abrasivverschleisswiderstand dieser Proben untersucht. Die hergestellten Proben wurden dem Abrasivverschleissversuch durch einen Block-Scheibe-Versuchsaufbau unterzogen, wobei eine Kraft von 50 N mit einem SiC-Papier (100 mesh) verwendet wurde. Jede Probe wurde ueber eine Distanz von 25, 50, 75 und 100 m untersucht. Am Ende der jeweiligen Experimente wurden die Abrasivverschleissergebnisse ermittelt, indem die Massenverluste berechnet wurden. Die mikrostrukturellen Eigenschaften der Proben, die bei verschiedenen Presstemperaturen hergestellt wurden, wurden mittels optischer und Rasterelektronenmikroskopie bestimmt und ihr Verschleisswiderstand anhand der Verschleissversuche ermittelt. Schliesslich wurde beobachtet, dass bei steigender Sintertemperatur der heissgespressten Co-basierten Cr-Mo-Pulverlegierung die Groesse der Einschnuerungen zwischen den

Optical investigations and control of spindynamics in Mn doped II-VI quantum dots; Optische Untersuchung und Kontrolle der Spindynamik in Mn dotierten II-VI Quantenpunkten

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Schmidt, Thomas

2009-05-13

The present thesis deals with the spin of charge carriers confined in CdSe/ZnSe quantum dots (QDs) closely linked to the polarization of emitted photons. II-VI material systems can be adequately mixed with the B-group element manganese. Such semimagnetic nanostructures offer a number of characteristic optical and electronic features. This is caused by an exchange interaction between the spin of optically excited carriers and the 3d electrons of the Mn ions. Within the framework of this thesis addressing of well defined spin states was realized by optical excitation of charge carriers. The occupation of different spin states was detected by the degree of polarization of the emitted photoluminescence (PL) light. For that purpose different optical methods of time-resolved and time-integrated spectroscopy as well as investigations in magnetic fields were applied. (orig.)

Regional coverage of contrails from satellite data and their radiative forcing; Regionale Kondensstreifen-Bedeckung aus Satellitendaten und ihr Einfluss auf den Strahlungshaushalt

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Meyer, R.

2000-07-01

An operational contrail detection algorithm is applied to day and night overpasses of the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). From the classification results the daytime and nighttime coverage by linear shaped contrails over Western Europa is derived. The annual daytime average for the analyzed region of 0.75% shows a strong annual cycle with 1.0% coverage during winter and 0.4% during summer. The day/night ratio reaches the factor 3. Using the radiance contrasts in the 11 {mu}m channel for contrail and adjacent pixels an average visible optical depth for the observed contrails of 0.1 is derived. This leads to an annual mean top of atmosphere radiative forcing by contrails over Central Europe in the range of 0.03 W/m{sup 2} to 0.08 W/m{sup 2}, which is about one magnitude smaller than prior studies suggest. The highest annual mean contrail forcing exceeds 0.12 W/m{sup 2} over Northeastern France, Belgium, Great Britain and Hungary. (orig.) [German] Ein operationelles Kondensstreifen-Erkennungsverfahren wird auf Tag- und Nacht-Ueberfluege des Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) angewandt. Aus den Klassifizierungsergebnissen wird die mittaegliche und naechtliche Bedeckung durch linienhafte Kondensstreifen ueber Westeuropa abgeleitet. Das Jahresmittel der Bedeckung am Tag betraegt 0,75% und zeigt einen ausgepraegten Jahresgang mit 1% im Winter und 0,4% im Sommer, sowie einen starken Tag/Nacht-Unterschied mit einer Amplitude von 3. Mit Hilfe von Strahldichtekontrasten im 11 {mu}m Kanal zwischen Kondensstreifen und benachbarten Pixeln wird fuer die erkannten Kondensstreifen eine durchschnittliche optische Dicke im sichtbaren Spektralbereich von 0,1 abgeschaetzt. Daraus ergibt sich am Oberrand der Atmosphaere ein mittlerer auf Kondensstreifen zurueckzufuehrender Strahlungsantrieb zwischen 0,03 W/m{sup 2} und 0,08 W/m{sup 2}, was eine Groessenordnung unter den Ergebnissen bisheriger Studien liegt. Die hoechsten Jahresmittel mit mehr als 0,12 W

Low temperature sol-gel process for optical coatings based on magnesium fluoride and titanium dioxide; Niedertemperatur Sol-Gel Verfahren fuer optische Schichtsysteme auf Basis von Magnesiumfluorid und Titandioxid

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Krueger, Hannes

2009-09-24

This work deals with the development of a low temperature sol-gel spincoating process for thin films with thicknesses in the nanometer range based on metal oxides and metal fluorides. Optical films such as anti-reflective (AR) or high reflective coatings are of much interest and consist of alternating dielectric layers of low and high refractive index materials. Regarding the general procedure for the metal fluorides a novel nonaqueous sol-gel synthesis starting from metal alkoxides and alcohol-dissolved HF was used. The coatings were dried and calcined at 100 C. The morphology of these films was characterised with REM, TEM and AFM. EDX and XPS were used to identify the chemical composition and ellipsometry and UV-vis spectroscopy to determine the optical properties of the films. This new process allows the preparation of homogeneous magnesium fluoride and titanium dioxide layers with low roughness (R{sub a} {<=} 1,9 nm) on silicon and quartz substrates. The magnesium fluoride layers are partially amorphous or microcrystalline with crystallite sizes from 2 nm to 10 nm. The titanium dioxide layers are predominantly amorphous. The thicknesses of the magnesium fluoride and titanium dioxide single layers were adjustable between 25 nm and 500 nm depending on the number of coating steps and on the concentration of the used sols. The magnesium fluoride layers had a refractive index of n{sub 500} = 1,36 and the titanium dioxide layers a refraction index of n{sub 500} = 2,05. For the first time, an alternating metal fluoride and oxide multilayer system was produced with a low temperature sol-gel method (consisting of magnesium fluoride and titanium dioxide). Based on the determined optical constants of the magnesium fluoride and titanium dioxide single layers, AR and HR multilayer systems were calculated and fabricated. The transmission spectra of the designs and the corresponding multilayer were in good agreement. Similar results were obtained with the reflection spectra determined with spectral ellipsometry. The presented investigations were able to show that the developed low temperature sol-gel process using the spin-coating technique is suitable for the preparation of simple AR and HR multilayer systems. (orig.)

Synthesis of bis(oxamato) transition metal complexes and Ni nanoparticles and their structural, magnetic, optical, and magneto-optical characterization

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Braeuer, Bjoern

2008-07-02

(oxamato)-Komplexe werden erstmals durch Spin-Coating auf Si(111)-Substraten aufgebracht und mit Hilfe der spektroskopischen Ellipsometrie sowie der Ramanspektroskopie untersucht und mittels DFT-Berechnungen ausgewertet. Magneto-optische Kerr-Effekt-Untersuchungen werden an duennen Schichten dieser Komplexe sowie Phthalocyaninen durchgefuehrt. Zum Vergleich werden die magnetischen und magneto-optischen Eigenschaften von Ni-Nanopartikeln in verschiedenen organischen Matrizen untersucht. Mit Hilfe der Photoelektronenspektroskopie wird das Oxidationsverhalten dieser studiert und es werden Rueckschluesse auf Ladungstransferprozesse zwischen den Matrizen und den Nanopartikeln gezogen. (orig.)

The tropospheric aerosol at mid-latitudes - microphysics, optics, and climate forcing illustrated by the LACE 98 field study; Das troposphaerische Aerosol in mittleren Breiten - Mikrophysik, Optik und Klimaantrieb am Beispiel der Feldstudie LACE 98

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Fiebig, M.

2001-07-01

This study investigates the column closure of optical aerosol parameters as part of the Lindenberg Aerosol Characterisation Experiment (LACE 98). The optical aerosol parameters were calculated from microphysical aerosol parameters which were measured height resolved from tropopause to boundary layer and compared with the direct measurement of the respective property (closure). The closure allows the validation of the measured aerosol properties and the inversion of aerosol properties which are not measurable directly. The radiative forcings of the measured aerosol columns are estimated. The measured, quality assured microphysical aerosol properties are parameterized and tabulated as input data for models. The successful closure of the aerosol column's optical depth validates the measured particle size distributions, whereas the successful closure of the backscatter coefficient validates the assumptions made on the aerosol chemical composition and serves to deduce its state of mixture, the latter point exemplified using a 7 day old forest fire aerosol. The local, instantaneous radiative forcing of the measured continental particle columns are estimated to lie between -33 W/m{sup 2} for continental and -6 W/m{sup 2} for marine air masses for a solar zenith angle of 56 . (orig.) [German] Als Teil des Lindenberger Aerosol Charakterisierungsexperimentes (LACE 98) behandelt diese Arbeit die Saeulenschliessung optischer Aerosolparameter. Diese wurden aus den von Tropopause bis Grenzschicht hoehenaufgeloest gemessenen mikrophysikalischen Aerosoleigenschaften berechnet, um sie mit den am gleichen Ort direkt gemessenen optischen Aerosolparametern zu vergleichen (Schliessung). Es wird gezeigt, dass die Schliessung die Qualitaetssicherung der gemessenen Aerosoleigenschaften und die Invertierung direkt nicht messbarer Aerosoleigenschaften ermoeglicht. Die Strahlungsantriebe der vermessenen Aerosolsaeulen werden abgeschaetzt. Die qualitaetsgesicherten gemessenen

Inhomogeneities in cirrus clouds and their effects on solar radiative transfer; Inhomogenitaeten in Cirren und ihre Auswirkungen auf den solaren Strahlungstransport

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Buschmann, N. [GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH (Germany). Inst. fuer Atmosphaerenphysik

2001-07-01

Atmosphaere verwendet. Der Vergleich homogener und heterogener Rechnungen zeigt, dass die Annahme homogener Wolken insbesondere fuer tropische Cirren zu relativen Fehlern von bis zu {+-} 30% in den Strahlungsflussdichten und der Absorption fuehren kann. Fuer Cirren in mittleren Breiten mit optischen Dicken kleiner als 5 und geringer Inhomogenitaet ergeben sich relative Fehler kleiner als {+-} 10%. Es wird ein Korrekturverfahren entwickelt, mit dessen Hilfe horizontale Inhomogenitaeten in optisch dicken Cirren fuer eine homogene Strahlungstransportrechnung beruecksichtigt werden koennen. Auf diese Weise koennen relative Fehler in den Strahlungsgroessen auf weniger als {+-} 10% reduziert werden, sefern die horizontale Verteilung der optischen Dicke bekannt ist. (orig.)

Development and testing of redundant optical fiber sensing systems with self-control, for underground nuclear waste disposal site monitoring. Vol. 1: Summary and evaluation. Final report; Entwicklung und Erprobung redundanter faseroptischer Messsysteme mit Selbstkontrolle zur Endlagerueberwachung. Bd. 1: Zusammenfassung und Auswertung. Abschlussbericht

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Jobmann, M.; Fischer, S.; Voet, M.

2000-01-01

Fiber optic sensors have been developed or further developed, for specific tasks of the research project reported, as for instance detecting and signalling changes of geophysical or geochemical parameters in underground waste storage sites which are of relevance to operating safety. Such changes include e.g. materials dislocations, extensions, temperatures, humidity, pH value and presence of gaseous carbon dioxide and hydrogen. The measuring principle chosen is the fiber Bragg Grating method, as a particularly versatile method easy to integrate into fiber optic networks. After development and successful lab-scale testing of all sensors, except for the gas sensors, field test systems have been made for underground applications and have been tested in situ in the experimental Konrad mine of DBE. Most of the problems discovered with these tests could be resolved wihtin the given project period, so that finally field-test proven sensing systems are available for further activities. The report explains the system performance with a concrete example which shows inter alia beneficial aspects of the system with respect to on-site operation, and the potentials offered in establishing more direct connections between numerical safety analyses and measured results. (orig./CB) [German] Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurden faseroptische Sensoren entwickelt bzw. weiterentwickelt, die in der Lage sind, Veraenderungen relevanter geophysikalischer und geochemischer Groessen im Bereich der Grubenraeume zu signalisieren, die zu einer Gefaehrdung der Betriebssicherheit fuehren koennten. Im einzelnen sind dies Verschiebungen, Dehnungen, Temperatur, Feuchtigkeit, pH-Werte und Gasgehalte an Kohlendioxid und Wasserstoff. Als Messprinzip wurde aus den moeglichen optischen Verfahren das 'Bragg-Gitter' Prinzip zur Entwicklung gewaehlt, da es besonders vielseitig ist und sich gut in groessere optische Netzwerke integrieren laesst. Nach Entwicklung und erfolgreichem Test der

The photovoltaic planar antenna - high-tech with multifunctional utilisation of the physical properties of solar cells. Paper; Die photovoltaische Planarantenne - High-Tec durch multifunktionale Nutzung der physikalischen Eigenschaften von Solarzellen. Paper

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Bendel, C.; Kirchhof, J.; Henze, N. [Institut fuer Solare Energieversorgungstechnik (ISET), Kassel (Germany)

2001-07-01

Installationsstandorte und Ausrichtungen der Einzelkomponenten Solarzelle / -module und Antenne, weil sie sich oft gegenseitig optisch bzw. elektromagnetisch stoeren. Im ISET entstand die Vision, den ungewollten Effekt der parasitaeren Abstrahlung als neue multifunktionale Eigenschaft von Solarzellen bzw. -modulen zu nutzen. Im Gegensatz zu einfachen PV-Modulen zur Gleichstromgewinnung muss bei einer ''Solaren Planarantenne'' bei allen Leiterstrukturen das Hochfrequenzverhalten beruecksichtigt werden.

Electronic structure of antiferromagnetic UN and UPtGe single crystals from optical and magneto-optical spectroscopy; Elektronische Struktur von antiferromagnetischen UN- und UPtGe-Einkristallen aus optischer und magnetooptischer Spektroskopie

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Marutzky, M.

2006-10-12

In this thesis the study of the magneto-optical Kerr effect and the determination of the optical constants by means of ellipsometry and Fourier-transformation infrared spectroscopy of UN and UPtGe is described. In UPtGe an optical anisotropy was detected over a spectral range from 6 meV to 32 eV. (HSI)

Electrical and optical measurements on a single InAs quantum dot using ion-implanted micro-LEDs; Elektrische und optische Untersuchungen an einem einzelnen InAs-Quantenpunkt mit Hilfe ionenstrahlimplantierter Mikro-LEDs

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Schmidt, R.F.

2006-10-19

The goal of this present thesis was to electrically and optically address a single InAs quantum dot. Therefore micro-structured quantum-dot-LEDs with an emission area smaller than 1 {mu}m{sup 2} were developed. One major part of this work was contributed to optimizing several steps of the micro-LED fabrication process. To be able to compare the electrical conductivity obtained from Hall-measurements to the expected values, the implantation profile was investigated both theoretically and experimentally. As the thermal annealing step had to be performed in the growth chamber of the MBE-system several annealing parameters had to be modified to achieve optimum electrical conductivity and quantum dot growth. For one of the Be-implanted pin-samples the principle of the single-quantum-dot-LEDs could be proved. The smallest device of this sample, with nominal stripe widths of 150 nm (FIB-stripe) and 400 nm (top-stripe), showed typical features of a single quantum dot. In the high-resolution EL-spectra of this device three extremely sharp emission lines were observed which clearly could be assigned to the electron-hole recombination from a single quantum dot. To further identify the origin of these lines their optical intensities were plotted against the injection current. From this plot it could be deduced, that the first evolving line clearly belongs to the simple exciton 1X. The following lines could be assigned to the decay of the biexciton 2X and the triexciton 3X{sub s}, respectively. With increasing bias all three lines show a pronounced red-shift due to the quantum confined Stark effect (QCSE). To identify the charge state of the observed excitonic lines, additional high-resolution IV curves were taken. (orig.)

Efficient use of energy in buildings - New optical coatings for transparent building elements; Rationelle Energienutzung in Gebaeuden. Neue optische Beschichtungen fuer transparente Gebaeudeteile im Hinblick auf einen verbesserten sommerlichen Waermeschutz - Schlussbericht

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Oelhafen, P.; Mack, I.; Reber, G.; Romanyuk, A.; Steiner, R.

2008-07-01

This final report for the Swiss Federal Office of Energy (SFOE) reports on optical coatings for transparent building elements with respect to improving protection against overheating in summer. Newly developed multi-layer coating systems using standard materials and methods are reported on. With these multi-layer coatings, the solar radiation is said to be reduced by between 17% and 29% compared to commercially available sun-protection windows. The report reviews the new materials being looked at and describes the measurement methods used and the results obtained. The optical characteristics of the coatings are discussed in detail and the results of measurements made are presented in detail. Also, the effect of varying angles of incidence is discussed.

Image-based spectroscopic sensor for the automatic control gas burners in the glass-processing industry. Multichannel spectral detection of flame emissions and multivariate analysis methods allow for optical quality monitoring and control of industrial burners; Bildgebende optische Spektralsensorik zur automatischen Regelung von Gasbrennern fuer die Glas verarbeitende Industrie. Durch mehrkanalige spektrale Aufnahmen der Flammenemission und multivariate Auswertemethoden kann die Qualitaet der Gasversorgung bei industriellen Brennern optisch ueberwacht und geregelt werden

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Knetsch, R.; Arnold, W. [Herbert Arnold GmbH und Co. KG, Weilburg (Germany); Erfurth, F.; Scheibe, A.; Nyuyki, B.; Schmidt, W.D. [GMBU e.V., Jena (Germany). Fachsektion Photonik und Sensorik

2009-07-01

The precise composition of the combustion gas mixture of burners is essential for the maximum achievable flame temperature as well as for the economic use of raw material. We present a mobile device for optical flame analysis and optimization of gas supply for industrial burners. The relative fuel-oxygen-ratio can be assessed by means of spectral emission in the visible and UV region by factoring in the distribution of gas emissions along the flame. Based on spectral imaging technology our sensor allows for calculation of a flame index stating the quality of fuel supply. A laboratory sample of the flame sensor has been tested with different burners using natural gas and propane. The flame index has been determined successful for several fuel-oxygen-ratios. Practical experiments showed that uncomplicated software-based adaptation of the device to several burner configurations is possible.

The method of the photoelectron spectroscopy for the observation of ultrafst processes in metals; Die Methode der Photoelektronenspektroskopie zur Beobachtung ultraschneller Prozesse in Metallen

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Heinz, Oliver

2007-12-15

An essential thematic main topic of this experimental-physical thesis is the observation of the thermalization of hot electrons of a metal film, which were excited and heated by an ultrashort laser pulse. Applied for this was a modification of the method of the photoelectron spectroscopy, at which it is by an optical-pump examination technique possible, to study the dynamics of the electron energy distribution in the metal with high time resolution. The laser pulses required for the surpassing of the metal escape work in the ultraviolet spectral range are by that produced, that pulses of a Ti:sapphire laser system in the infrared spectral region and a pulse duration of 40 femtoseconds are frequency-multiplied. For the success of this measurement method with high time resolution high requirements both on the quality of the exciting laser pulses and the ultrahigh-vacuum apparature of the photoelectron spectrometer are indispensable. The essential details of these special requirements are extensively discussed in this thesis. The excitation of the metal sample by intense and ultrashort laser pulses of different wavelength led after evaluation of the photoemission spectra and after analysis of the structural character of the metal surface to an extension of already existing knowledge concerning the photoemission at simultaneous absorption of two or several photons. [German] Ein wesentlicher thematischer Schwerpunkt dieser experimentalphysikalischen Arbeit ist die Beobachtung der Thermalisierung heisser Elektronen eines Metallfilms, welche mit einem ultrakurzen Laserimpuls angeregt und aufgeheizt wurden. Verwendet wurde dazu eine Abwandlung der Methode der Photoelektronenspektroskopie, bei der es durch eine optische Pump-Abfrage-Technik moeglich ist, die Dynamik der Elektronenenergieverteilung im Metall mit hoher Zeitaufloesung zu untersuchen. Die zur Ueberwindung der metallischen Austrittsarbeit erforderlichen Laserimpulse im ultravioletten Spektralbereich werden

Investigation of ultrafast lattice heating in thin (semi-)metal films using time-resolved electron diffraction; Untersuchung der schnellen Gitteraufheizung in duennen (Halb-)Metallfilmen mit Hilfe zeitaufgeloester Elektronenbeugung

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Ligges, Manuel

2009-07-21

In the framework of the present thesis the fast lattice heating in thin metal and bismuth layers after optical short-pulse excitation was studied. By irradiation of ultrathin solid films with ultrashort (femtosecond) laser pulses for sort times an extreme nonequilibrium state occurs: The electronic system is strongly excited, while the lattice system remains cold. An energetic exchange between both systems follows, which is based on the electron-phonon interaction and leads to heating of the lattice system. This lattice heating can be observed by means of the Debye-Waller effect in the electron diffraction image. By means of the excitation-interrogation scheme by a series of moment records this lattice heating can be observed time-resolvedly. The experimentally determind time scales for this process permit conclusions on the electron-phonon coupling in the studied materials. In this thesis a time-resolving transmissi9on-electron diffraction experiment with sub-picosecond time resolution was constructed and optimized. By means of this experiment the fast lattice heating in thin gold, silver, copper, and bismuth films was studied. The observed heating behaviour of the metal films shows agreement with theoretical predictions of different model calculations. The results of the measurements on bismuth films show a hitherto not observed coupling behaviour. [German] Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die schnelle Gitteraufheizung in duennen Metall- und Wismutschichten nach optischer Kurzimpulsanregung untersucht. Durch Bestrahlung duenner Festkoerperfilme mit ultrakurzen (Femtosekunden-) Laserimpulsen entsteht fuer kurze Zeiten ein extremer Nichtgleichgewichtszustand: Das elektronische System wird stark angeregt, waehrend das Gittersystem kalt bleibt. Es folgt ein energetischer Austausch zwischen beiden Systemen, der auf der Elektron-Phonon-Wechselwirkung beruht und zur Aufheizung des Gittersystems fuehrt. Diese Gitteraufheizung kann anhand des Debye

Studies on the use of SIR-C and X-SAR data for identification, demarcation, and assessment of forest ecosystems. Final report; Untersuchungen zum Einsatz von SIR-C und X-SAR Daten fuer die Identifizierung, Abgrenzung und Beurteilung von Waldoekosystemen. Abschlussbericht

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Johlige, A.; Foerster, B.; Ammer, U.

1997-12-31

detailierte Signaturanalyse. Die Auswertungen im Supertestgebiet `Oberpfaffenhofen` fuehrten zu unbefriedigenden Ergebnissen bei der Unterscheidung verschiedener Waldoekosysteme. Als Gruende hierfuer werden die sehr heterogenen und kleinraeumigen Strukturen des Gebietes und das Fehlen von gelaendegeokodierten X, C- und L-Banddaten angesehen. Im zweiten Untersuchungsgebiet `Nationalpark Bayerischer Wald` standen in Form von Kombiprodukten geokodierte Daten aller drei Baender zur Verfuegung. Dadurch war eine Verminderung des Reliefeinflusses unter Einsatz der Maske der lokalen Einfallswinkel moeglich. Auch zeigte sich in diesem Fall eine erhoehte Unterscheidbarkeit innerhalb der bewaldeten Gebiete. Generell bleibt jedoch festzustellen, dass die tatsaechliche Bodenaufloesung fuer den Nutzer deutlich hinter der nominellen Aufloesung zurueckbleibt. Am meisten beeindruckt hat uns die hohe Wetterunabhaengigkeit der Radardaten. Alle hier bearbeiteten Daten entstanden unter Wetterbedingungen, bei denen optische Aufnahmen unmoeglich waren. (orig.)

Studies on the use of SIR-C and X-SAR data for identification, demarcation, and assessment of forest ecosystems. Final report; Untersuchungen zum Einsatz von SIR-C und X-SAR Daten fuer die Identifizierung, Abgrenzung und Beurteilung von Waldoekosystemen. Abschlussbericht

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Johlige, A; Foerster, B; Ammer, U

1998-12-31

detailierte Signaturanalyse. Die Auswertungen im Supertestgebiet `Oberpfaffenhofen` fuehrten zu unbefriedigenden Ergebnissen bei der Unterscheidung verschiedener Waldoekosysteme. Als Gruende hierfuer werden die sehr heterogenen und kleinraeumigen Strukturen des Gebietes und das Fehlen von gelaendegeokodierten X, C- und L-Banddaten angesehen. Im zweiten Untersuchungsgebiet `Nationalpark Bayerischer Wald` standen in Form von Kombiprodukten geokodierte Daten aller drei Baender zur Verfuegung. Dadurch war eine Verminderung des Reliefeinflusses unter Einsatz der Maske der lokalen Einfallswinkel moeglich. Auch zeigte sich in diesem Fall eine erhoehte Unterscheidbarkeit innerhalb der bewaldeten Gebiete. Generell bleibt jedoch festzustellen, dass die tatsaechliche Bodenaufloesung fuer den Nutzer deutlich hinter der nominellen Aufloesung zurueckbleibt. Am meisten beeindruckt hat uns die hohe Wetterunabhaengigkeit der Radardaten. Alle hier bearbeiteten Daten entstanden unter Wetterbedingungen, bei denen optische Aufnahmen unmoeglich waren. (orig.)

Noise-induced transitions and resonant effects in nonlinear systems

Science.gov (United States)

Zaikin, Alexei

2003-02-01

Our every-day experience is connected with different acoustical noise or music. Usually noise plays the role of nuisance in any communication and destroys any order in a system. Similar optical effects are known: strong snowing or raining decreases quality of a vision. In contrast to these situations noisy stimuli can also play a positive constructive role, e.g. a driver can be more concentrated in a presence of quiet music. Transmission processes in neural systems are of especial interest from this point of view: excitation or information will be transmitted only in the case if a signal overcomes a threshold. Dr. Alexei Zaikin from the Potsdam University studies noise-induced phenomena in nonlinear systems from a theoretical point of view. Especially he is interested in the processes, in which noise influences the behaviour of a system twice: if the intensity of noise is over a threshold, it induces some regular structure that will be synchronized with the behaviour of neighbour elements. To obtain such a system with a threshold one needs one more noise source. Dr. Zaikin has analyzed further examples of such doubly stochastic effects and developed a concept of these new phenomena. These theoretical findings are important, because such processes can play a crucial role in neurophysics, technical communication devices and living sciences. Unsere alltägliche Erfahrung ist mit verschiedenen akustischen Einfluessen wie Lärm, aber auch Musik verbunden. Jeder weiss, wie Lärm stören kann und Kommunikation behindert oder gar unterbindet. Ähnliche optische Effekte sind bekannt: starkes Schneetreiben oder Regengüsse verschlechtern die Sicht und lassen uns Umrisse nur noch schemenhaft erkennen. Jedoch koennen ähnliche Stimuli auch sehr positive Auswirkungen haben: Autofahrer fahren bei leiser Musik konzentrierter -- die Behauptung von Schulkindern, nur bei dröhnenden Bässen die Mathehausaufgaben richtig rechnen zu können, ist allerdings nicht wissenschaftlich

Shortcomings of the industrial quality assurance of {sup 106}Ru ophthalmic plaques; Therapierelevante Schwachstellen bei der industriellen Qualitaetssicherung von {sup 106}Ru-Augenapplikatoren

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Kaulich, T.W.; Nuesslin, F. [Universitaetsklinik fuer Radioonkologie, Tuebingen (Germany). Abt. Medizinische Physik; Zurheide, J. [BrainLAB AG, Heimstetten (Germany); Fluehs, D. [Abt. Strahlentherapie, Bereich klinische Strahlenphysik, Universitaetsklinikum Essen (Germany); Haug, T. [Isotopenlabor der Univ. Tuebingen (Germany); Bamberg, M. [Abt. Radioonkologie, Universitaetsklinik fuer Radioonkologie, Tuebingen (Germany)

2001-11-01

Background: Beta emitting {sup 106}Ru applicators manufactured by Bebig GmbH (Berlin, Germany) are widely used to treat intraocular tumors. The applicators are fixed to the bulbus and removed after several days. The following therapy relevant defects have been detected by an internal clinical acceptance test: risk of leakage and inconsistent dose-rate specifications by the manufacturer. In the meantime, components of the internal clinical acceptance test have been adopted successfully by the manufacturer of the {sup 106}Ru ophthalmic plaques. Material and Method: {sup 106}Ru ophthalmic plaques were tested with the following internal clinical acceptance tests: visual inspection, surface contamination, leakage, and dose-rate verification. The surface contamination test consists of a wet wipe test at moderate pressure. For the leakage test of the {sup 106}Ru ophthalmic plaques a clinically relevant scenario was developed in which the contact of the applicator with human tissue is simulated. In the course of it the applicator is inserted into Ringer's solution for several days. The certified energy dose-rate statements of the manufacturer are examined with a 1 mm{sup 3} plastic scintillator for consistency. (orig.) [German] Hintergrund: {sup 106}Ru-Augenapplikatoren der Fa. Bebig (Berlin) werden zur strahlentherapeutischen Behandlung von intraokularen Tumoren eingesetzt. Die Applikatoren werden sklerakontaktierend am Bulbus fixiert und nach mehreren Tagen wieder entfernt. Durch eine klinikinterne Eingangspruefung wurden folgende therapierelevante Maengel bei den Augenapplikatoren entdeckt: mangelhafte Dichtheit und inkonsistente Dosisleistungsangaben des Herstellers. Ein Teil dieser klinikinternen Eingangspruefung wurde inzwischen vom Hersteller der {sup 106}Ru-Augenapplikatoren uebernommen und erfolgreich eingesetzt. Material und Methode: Es wurden {sup 106}Ru-Augenapplikatoren durch folgende klinikinterne Eingangspruefungen getestet: optische Inspektion

Resonator quantum electrodynamics on a microtrap chip; Resonator-Quantenelektrodynamik auf einem Mikrofallenchip

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Steinmetz, Tilo

2008-04-29

In the present dissertation experiments on resonator quantum electrodynamics on a microtrap chip are described. Thereby for the first time single atoms catched in a chip trap could be detected. For this in the framework of this thesis a novel optical microresonator was developed, which can because of its miniaturization be combined with the microtrap technique introduced in our working group for the manipulation of ultracold atoms. For this resonator glass-fiber ends are used as mirror substrates, between which a standing light wave is formed. With such a fiber Fabry-Perot resonator we obtain a finess of up to {approx}37,000. Because of the small mode volumina in spite of moderate resonator quality the coherent interaction between an atom and a photon can be made so large that the regime of the strong atom-resonator coupling is reached. For the one-atom-one-photon coupling rate and the one-atom-one-photon cooperativity thereby record values of g{sub 0}=2{pi}.300 MHz respectively C{sub 0}=210 are reached. Just so for the first time the strong coupling regime between a Bose-Einstein condensate (BEC) and the field of a high-quality resonator could be reached. The BEC was thereby by means of the magnetic microtrap potentials deterministically brought to a position within the resonator and totally transformed in a well defined antinode of an additionally optical standing-wave trap. The spectrum of the coupled atom-resonator system was measured for different atomic numbers and atom-resonator detunings, whereby a collective vacuum Rabi splitting of more than 20 GHz could be reached. [German] In der vorliegenden Dissertation werden Experimente zur Resonator-Quantenelektrodynamik auf einem Mikrofallenchip beschrieben. Dabei konnte u. a. erstmals einzelne, in einer Chipfalle gefangene Atome detektiert werden. Hier fuer wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neuartiger optischer Mikroresonator entwickelt, der sich dank seiner Miniaturisierung mit der in unserer Arbeitsgruppe

Improved patient repositioning accuracy by integrating an additional jaw fixation into a high precision face mask system in stereotactic radiotherapy of the head; Verbesserte lagerungsreproduzierbarkeit eines nichtinvasiven hochpraezisionsmaskensystems in der stereotaktischen Radiotherapie durch eine integrierte kieferfixierung

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Lopatta, E.; Liesenfeld, S.M.; Bank, P.; Guenther, R.; Wiezorek, T.; Wendt, T.G. [Klinik fuer Radiologie, Abt. fuer Strahlentherapie, Friedrich-Schiller-Univ. Jena (Germany); Wurm, R. [Campus Charite Mitte, Klinik fuer Strahlentherapie, Berlin (Germany)

2003-08-01

Strahlentherapie. Material und Methoden: 29 Patienten wurden unter stereotaktischen Bedingungen fraktioniert bestrahlt. Jeder Patient erhielt das individuell angepasste Zwei-Halbschalen-Maskensystem (BrainLab trademark). Bei 18 dieser Patienten kam eine zusaetzliche Kieferfixierung entweder als Oberkieferfixierung (OKF) oder als zusaetzliche Unterkieferfixierung (UKF) zum Einsatz. Die Reproduzierbarkeit der Lagerung wurde durch Ausmessung von Verschiebungen anatomischer Strukturen auf Filmebene in 0 und 90 bestimmt. Vor den Aufnahmen in Gantryposition 0 und 90 erfolgte die Feinjustierung des Simulators ueber ein optisches Ringsystem. Insgesamt wurden waehrend der 2- bis 7-woechigen Therapie 844 Messungen an einem digitalen Bildverarbeitungssystem erhoben. Ergebnisse: Im Vergleich der Standardabweichungen der Messergebnisse ergibt sich unter Verwendung einer zusaetzlichen Kieferfixierung eine signifikante Verbesserung der Lagerungsreproduzierbarkeit in den drei Freiheitsgraden: Lateralverschiebung 0,6 mm mit Kieferfixierung vs. 0,7 mm ohne Fixierung (p < 0,001); Longitudinalverschiebung in 0 Aufnahme gemessen 0,5 vs. 1,3 mm (p < 0,001), Longitudinalverschiebung in 90 -Aufnahme gemessen 0,5 mm vs. 1,5 mm (p < 0,001), Vertikalverschiebung 0,6 vs. 0,9 mm (p = 0,001). Kein signifikanter Unterschied der Abweichungen ergibt sich im Vergleich zwischen OKF und UKF. Schlussfolgerung: Diese Untersuchung konnte eine signifikante Verbesserung der Lagerungspraezision durch die Verwendung einer zusaetzlichen, individuell geformten Kieferfixierung mit dem BrainLab trademark -Maskensystem nachweisen. Die Lagerungsvariabilitaet betraegt in allen Richtungen weniger als 2 mm. Somit kann der Sicherheitssaum um das klinische Zielvolumen insbesondere bei benignen Tumoren durch verbesserte Fixierung entscheidend verkleinert werden. (orig.)

Der Einfluss von Anonymität in der Lehrevaluation durch Studierende [The Effects of Anonymity on Student Ratings of Teaching and Course Quality in a Bachelor Degree Programme

Directory of Open Access Journals (Sweden)

Schaffner, Noemi

2013-08-01

is being taken seriously; consequently, they feel able to provide a constructive and honest evaluation.[german] Zielsetzung und Fragestellung: Unterscheiden sich die Ergebnisse anonymisierter und personalisierter Evaluationen? Methodik: Während zweier Jahre wurden bei jeder Modulevaluation alle Studierenden randomisiert den Halbgruppen „anonym“ und „personalisiert“ zugeteilt. Die Qualität des Moduls in seinen relevanten Aspekten wurde mit einem standardisierten Fragebogen erhoben. Zusätzlich konnten optionale Textantworten formuliert werden. Drei unabhängige Personen bewerteten die Aussagequalität der Antworten gemäss einem Leitfaden. Dieser beinhaltete die fünf Dimensionen positiv-negativ, differenziert-absolut, Nennung einer Person-allgemein, Befehl enthaltend-neutral und optisch akzentuiert-blank. Der Datensatz bestand aus 615 Fragebogen, davon waren 306 in anonymer Form. Mit einer multivariaten Varianzanalyse wurde überprüft, ob sich zwischen anonym und personalisiert erhobenen Daten ein Unterschied sowohl bei den durch Skalen bewerteten Aspekten als auch bei der Qualität der optionalen Textantworten zeigte. Zusätzlich wurde untersucht, ob sich die Häufigkeit der optionalen Textantworten unterschied.Ergebnisse: In der Aussagequalität liess sich kein signifikanter Unterschied zwischen anonym und personalisiert erhobenen Daten nachweisen. Hingegen haben Studierende aus der personalisierten Gruppe tendenziell häufiger optionale Textantworten geliefert.Schlussfolgerung: Personalisierte Evaluationen generieren dann keine verfälschten Resultate im Sinne der sozialen Erwünschtheit, wenn der Evaluationszirkel geschlossen und transparent ist: Die Verantwortlichen melden den Studierenden die Evaluationsergebnisse konsequent zurück und Änderungs-, Optimierungswünsche und Umsetzungsmöglichkeiten werden mit ihnen diskutiert. Die Studierenden erfahren so, dass ihre Rückmeldungen ernst genommen werden. So können sie sich echte Kritik erlauben.

Short-time X-ray diffraction with an efficient-optimized, high repetition-rate laser-plasma X-ray-source; Kurzzeit-Roentgenbeugung mit Hilfe einer Effizienz-optimierten, hochrepetierenden Laser-Plasma-Roentgenquelle

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Kaehle, Stephan

2009-04-23

Erzeugung von Roentgenimpulsen mit Impulsdauern von unter einer Pikosekunde dargestellt, wobei der Schwerpunkt auf den so genannten Laser-Plasma-Roentgenquellen mit hoher Wiederholrate liegt. In diesem Fall werden ultrakurze Laserimpulse auf ein Metall fokussiert, so dass im Brennpunkt Intensitaeten von ueber 10{sup 16} W/cm{sup 2} herrschen. Im Idealfall werden auf diese Art schnelle Elektronen erzeugt, die fuer die Entstehung von Linienstrahlung verantwortlich sind. In diesen Experimenten wird Titan K{sub {alpha}}-Strahlung erzeugt, diese Photonen besitzen eine Energie von 4,51 keV. Zur effizienten Produktion von Linienstrahlung wird hier der Ti:Sa-Laser hinsichtlich der Laserenergie und der Impulsform optimiert und der Einfluss der verschiedenen Parameter auf die K{sub {alpha}}-Entstehung systematisch untersucht. Es werden die Einfluesse von Laserintensitaet, systembedingten Vorimpulsen und von Phasenmodulation ueberprueft. Es stellt sich heraus, dass neben der Erhoehung der K{sub {alpha}}-Strahlung durch eine geeignete Laserintensitaet eine Reduzierung der Roentgenhintergrundstrahlung von entscheidender Bedeutung fuer die Gewinnung von deutlichen Beugungsbildern ist. Diese Hintergrundstrahlung setzt sich ueberwiegend aus Bremsstrahlung zusammen. Sie kann durch die Vermeidung von intrinsischen Vorimpulsen und mit Hilfe von Phasenmodulation 2. Ordnung unterdrueckt werden. Mit Hilfe von optischen Anrege- und Roentgenabfrageexperimenten wird die Entstehung von akustischen Wellen nach ultrakurzer optischer Anregung in einem 150 nm dicken Ge(111)-Film auf Si(111) untersucht. Diese akustischen Wellen werden von thermischen (auf dieser Zeitskala zeitunabhaengigen) und elektronischen (zeitabhaengigen) Druckbetraegen angetrieben. Als wesentliches Ergebnis stellt sich heraus, dass der relative Betrag des elektronischen Drucks mit abnehmender Anregungsdichte zunimmt. (orig.)

Ion-beam enhanced etching for the 3D structuration of lithium niobate; Ionenstrahlverstaerktes Aetzen fuer die 3D-Strukturierung von Lithiumniobat

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Gischkat, Thomas

2010-01-12

Lithiumniobat (LiNbO{sub 3}). Hierbei wird der Ansatz der Erhoehung der nasschemischen Aetzrate infolge der Bestrahlung mit energiereichen Ionen verfolgt. Diese Methode ist sehr Erfolg versprechend fuer die Realisierung von Mikro- und Nanostrukturen mit senkrechten Strukturwaenden sowie geringen Rauheiten. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, die Grundlagen zur Realisierung von dreidimensionalen Mikro- und Nanostrukturen (z.B.: Schichtsysteme und photonische Kristalle) in LiNbO{sub 3} mit hoher optischer Qualitaet zu bilden und an ausgewaehlten Beispielen zu demonstrieren. Voraussetzungen fuer den Erfolg der IBEE-Strukturierungstechnik ist in erster Linie das Verstaendnis der Defektbildung unter Ionenbestrahlung sowie die strahlungsinduzierten Strukturaenderungen im Kristall und die damit verbundene Aenderung der chemischen Resistenz. Hierfuer wurde die Defektbildung in Abhaengigkeit von der Ionenmasse, der Ionenenergie und der Bestrahlungstemperatur untersucht. Thermisch induzierte Einfluesse und Effekte auf die Strahlenschaedigung, wie sie in Zwischenschritten bei der komplexen Prozessierung auftreten koennen, muessen bekannt sein und wurden mittels nachtraeglicher Temperaturbehandlung studiert. Die Ergebnisse aus den Defektuntersuchungen wurden anschliessend fuer die Herstellung von Mikro- und Nanostrukturen in LiNbO{sub 3} verwendet. Gezeigt wird die Realisierung von lateralen Strukturen mit nahezu senkrechten Strukturwaenden sowie die Realisierung von duennen Membranen und Schlitzen. Die anschliessende Kombination von lateraler Strukturierung mit der Herstellung von duennen Membranen und Schlitzen erlaubt die dreidimensionale Strukturierung von LiNbO{sub 3}. Dies wird exemplarisch fuer einen Mikroresonator und fuer einen 2D-photonischen Kristall mit darunter liegendem Luftschlitz gezeigt. (orig.)

Novel Organic Materials for Multi-photon Photopolymerization and Photografting: Powerful Tools for Precise Microfabracation and Functionalization in 3D

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

Li, Z.

2013-07-01

) [German] Zwei-Photonen-Anregung ermöglicht die Aktivierung chemischer oder physikalischer Prozesse in hoher räumlicher Auflösung in 3D. Diese Strategie ist weit verbreitet in der Mikrofabrikation photonischer Kristalle, polymerbasierter optischer Wellenleiter in integrierten Schaltkreisen, hochkompakte 3D-optische Datenspeicher und andere industrielle Anwendungen, die hohe Präzision erfordern. Da die photoaktivierten chemischen oder physikalischen Prozesse nur auf ein kleines Volumen fokussiert sind, kann eine exzellente räumliche Auflösung erzielt werden. Weiters ermöglicht die langwellige Anregungsquelle eine tiefere Gewebepenetration bei geringeren Lichtschäden, was die Zwei-Photonen-Anregung besonders geeignet für diverse biologische Anwendungen macht, wie beispielsweise Bioimaging und in-vivo Biofabrikation. Die Entwicklung neuer organischer Materialien für Zwei-Photonen-Absorption (2PA) ist essentiell um die gewünschten Funktionen spezifischer Anwendungen zu verwirklichen. Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit neuen Zwei-Photonen-Photoinitiatoren (2PIs) die für Zwei-Photonen induzierte Photopolymerisation (2PP), einer vielseitigen Technik für präzise 3D-Mikrofabrikation. Hohe Effizienz der Initiierung ist die wichtigste Eigenschaft eines effizienten PI. Basierend auf der potenten Leitstruktur 1,5-Bis(4-(N,N-dibutylamino)phenyl) penta-1,4-diin-3-on wurden mehrere aromatische Keton-basierte 2Pis synthetisiert, die Dreifachbindungen und Dialkylamino-Gruppen beinhalten und durch Sonogashira-Kupplung zugänglich sind. Der 2,7-substituierte Fluorenon-basierte PI B3FL besitzt den größten 2PA-Querschnitt von 440 GM bei 800 nm sowie das breiteste Prozessfenster der untersuchten PIs. Der Doppelbindungsumsatz des quervernetzten Polymernetzwerks und die mechanischen Eigenschaften der Mikrostrukturen wurden durch FTIR bzw. Nanoindentation gemessen. Neben der Initiierungseffizienz der PIs stellen vom praktischen Standpunkt aus auch die Kosten und Einfachheit

Compacting and crystallisation of transparent conductive oxidic sol-gel layers as illustrated by the example of zinc oxide; Verdichtung und Kristallisation von transparenten leitfaehigen oxidischen Sol-gel-Schichten am Beispiel des Zinkoxids

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Schuler, T.

2003-07-01

Problem der Sol-Gel-Beschichtung fuer TCO-Schichten erweist sich die Kontrolle uber die Segregation der Dotanden. Fuer alle Systeme wird angenommen, dass die nicht in (optische) Ladungstraeger umgesetzten Dotanden an der Oberflaeche der Kristallite segregieren und bei ausreichend grosser Dotierung sogar zu Roentgenamorphen oxidischen Phasen agglomerieren, in jedem Falle aber dadurch Potentialbarrieren darstellen, die den Stromfluss erschweren (Al2O3 in ZnO:Al).

Structural, optical and spectroscopical investigations into rare-earths perowskites RGaO{sub 3} (R=La, Pr, Nd) and NdBa-2Cu{sub 3}O{sub 7-{delta}}; Strukturelle, optische und spektroskopische Untersuchungen von Seltenen-Erd-Perowskiten RGaO{sub 3} (R=La, Pr, Nd) und NdBa{sub 2}Cu{sub 3}O{sub 7-{delta}}

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Marti, W. [Paul Scherrer Inst. (PSI), Villigen (Switzerland)

1995-07-01

In this work I was engaged in rare-earth perovskites. Primarily I investigated the structure of the rare-earth gallates RGaO{sub 3} (R=La, Pr, Nd) as a function of the temperature by means of neutron diffraction and x-ray diffraction. As the high-T{sub c} superconductors these compounds belong to the family of the perovskites, they are ferroelastic and centro-symmetric. Because of the lanthanide-contraction all lattice constants and distortion parameters change systematically. The rare-earth-gallates RGaO{sub 3} (R=La, Pr, Nd) are promising substrates for epitaxy of high-T{sub c} superconductors like RBa{sub 2}Cu{sub 3}OO{sub 7-{delta}} because of their structure parameters and expansion coefficients. I succeeded in producing plane-parallel single-domain crystals by means of uniaxial stress. The first order phase transition was observable only in LaGaO{sub 3}. A structurally phase transition from orthorhombic to rhombohedral symmetry (high-temperature phase) occurs at 423 K. The hysteresis of the phase transition temperature of about 1.5 K was measured with single-domain crystals by means of neutron diffraction and polarized light microscopy. In NdGaO{sub 3} we determined the long-range, three-dimensional, antiferromagnetic ordering of the Nd{sup 3+}-ions below the ordering temperature at T{sub N}=0.97 K by means of magnetic neutron diffraction. The spin configuration could be described by a (--c{sub z})-mode. Measurements of the magnetic susceptibility confirm the easy direction of magnetization to be the c-axis. Below 300mK an additional nuclear spin polarization due to the hyperfine-interaction appears parallel to the electronic spins, which amounts to 70% at 10mK. Further I investigated the optical properties of the rare-earth gallates. The birefringence of plane-parallel, polished single-domain crystals with thickness up to 300 {mu}m was measured by means of orthoscopy and conoscopy. (author) figs., tabs., refs.

Study on the influence of optical electronegativity of fluoride host structures on the crystal field components' position of the [Xe]4f{sup 1}5d{sup 1}-configuration of trivalent praseodymium; Untersuchungen zum Einfluss optischer Elektronegativitaet fluoridischer Wirtsstrukturen auf die Position der Kristallfeldkomponenten der [Xe]4f{sup 1}5d{sup 1}-Konfiguration von trivalentem Praseodym

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Herden, Benjamin

2014-03-15

As alternative radiation sources for mercury containing lamps LEDs cover the normal range, but efficient alternatives for UV radiations are still not available. Xenon excimer discharge lamps could be candidate as alternatives to mercury low-pressure discharge lamps. The discharge wavelength of these lamps is 172 nm that has to be converted in other spectral ranges. The theses deals with trivalent praseodymium as activator ion in binary and ternary fluoride host structures. The host structure and the crystallographic position of the praseodymium ion influence the development of emissions line and bands and the energetic position of the emission. The results are explained by the interaction of the nephelauxetic effect and the crystal field splitting of 5d orbitals, called optical electronegativity.

Zinc oxide for spintronic applications. Sol-gel processes and characterization; Zinkoxid fuer spintronische Anwendungen. Sol-Gel-Prozesse und Charakterisierung

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Knies, Christoph

2009-06-15

results of these measurements seem however to underly a statistical distribution and let no correlation with the specific doping of each sample to be recognized. In order to study the influence of the doping on the charge carriers magnetotransport experiments were performed. Again and correspondingly to the results of the MCD and ESR studies no hints on a ferromagnetic order could be found. Instead the behaviour observed in the experiments can be explained by the formation of a common disturbance band of flat donor and Co level. [German] Seit dem Jahr 1999 veroeffentlichte theoretische Modelle sagen fuer Systeme auf Basis von Cobalt-dotiertem Zinkoxid die Bildung einer ferromagnetischen Ordnung mit Curie-Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur voraus. Wesentliche Bedingung fuer das Auftreten der ferromagnetischen Wechselwirkung ist das Vorhandensein von zusaetzlichen Ladungstraegern, die mit den d-Zustaenden des Cobalts wechselwirken. Das Ziel dieser Arbeit stellt die Herstellung von Cobalt-dotierten Zinkoxid-Duennschichten mit Hilfe des Tauchbeschichtungsverfahrens, die Charakterisierung der Eigenschaften des Materials sowie die Untersuchung der durch zusaetzliche Dotierung mit flachen Donatoren entstehenden Effekte auf die magnetischen Eigenschaften und den Ladungstraegertransport dar. Die strukturellen Charakterisierung mittels Roentgendiffraktometrie weist auf ein einphasiges nanokristallines Wachstum des ZnO in Wurtzitstruktur bei einer mittleren Teilchengroesse zwischen 20 und 30 nm hin. Cobalt-basierte Fremdphasen koennen fuer Dotierkonzentrationen oberhalb von 20 % beobachtet werden. Optische und Magnetresonanz-Untersuchungen lassen keinen Zweifel am Einbau des Co im 2+ Ladungszustand auf dem Gitterplatz des Zinks in 3d{sup 7} Konfiguration. In Messungen der optischen Absorption und des magnetischen Zirkulardichroismus (MCD) sind die internen Kristallfelduebergaenge des Co{sup 2+} im sichtbaren und zusaetzlich im nahen infraroten Spektralbereich zu beobachten

Thermography colloquium 2007; Thermografie-Kolloquium 2007

Energy Technology Data Exchange (ETDEWEB)

NONE

2007-07-01

Bauwerkserhaltung und Tragwerk, Braunschweig, et al.). 9. Aktive Thermografie fuer die Untersuchung von Transportprozessen (C.S. Garbe, IWR und IUR, Universitaet Heidelberg et al.). 10. Frequenzoptimierung ultraschallangeregter Thermografieverfahren (C. Spiessberger, Institut fuer Kunststofftechnik (IKT), Universitaet Stuttgart et al.). 11. Nachweis von Haerterissen im Verzahnungsbereich von Zahnraedern mit Thermografie und Wirbelstromtechnik (W. Reimche, Leibniz Universitaet Hannover, Garbsen et al.). 12. Ortsaufgeloeste Solarzellencharakterisierung mittels Lockin-Thermografie (K. Ramspeck, Institut fuer Solarenergieforschung, Hameln / Emmerthal et al.). 14. Puls-Phasen-Thermographie an definiert geschaedigten und reparierten Faserverbundbauteilen (T. Krell, WIWEB, Erding et al.). 15. Tiefenaufgeloeste Defekterkennung mit optisch angeregter Lockin-Thermografie (A. Gleiter, Institut fuer Kunststofftechnik (IKT), Universitaet Stuttgart et al.). 16. Ultraschallangeregte Thermografie in der industriellen Anwendung (A. Dillenz, e/de/vis, Stuttgart et al.). 17. Quantitative Auswertung von Fehlstellen an Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff mit Lock-In Thermographie (C. Zoecke, EADS Innovation Works Germany, Muenchen et al.). Die zwei Posterbeitraege sind: 1. Ultraschallangeregte Thermografie an massiven Stahlbauteilen (R. Plum, TU Braunschweig, Institut fuer Bauwerkserhaltung und Tragwerk, Braunschweig et al.); 2. Hohlstellendetektion an mittelalterlichen Wandmalereien mittels aktiver IR-Thermographie (T. Loether, Institut fuer Diagnostik und Konservierung an Denkmalen in Sachsen und Sachsen-Anhalt, Dresden et al.).

Neue biosensorische Prinzipien für die Hämoglobin-A1c Bestimmung

Science.gov (United States)

Stöllner, Daniela

2002-06-01

Hämoglobin-A1c (HbA1c) ist ein Hämoglobin (Hb)-Subtypus, der durch nicht-enzymatische Glykierung des N-terminalen Valinrestes der Hämoglobin-beta-Kette entsteht. Das gemessene Verhältnis von HbA1c zum Gesamt-Hämoglobin (5-20 % bei Diabetikern) repräsentiert den Mittelwert der Blutglucosekonzentration über einen zweimonatigen Zeitraum und stellt zur Beurteilung der diabetischen Stoffwechsellage eine Ergänzung zur Akutkontrolle der Glukosekonzentration dar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen amperometrischen Biosensor für die Bestimmung des medizinisch relevanten Parameters HbA1c zu entwickeln. Durch Selektion geeigneter Bioerkennungselemente und deren Immobilisierung unter Erhalt der Bindungsfunktion für die Zielmoleküle Hämoglobin bzw. HbA1c wurden spezifische, hochaffine und regenerationsstabile Sensoroberflächen geschaffen. Für die Entwicklung des HbA1c-Biosensors wurden zwei Konzepte - Enzymsensor und Immunosensor - miteinander verglichen. Die enzymatische Umsetzung von HbA1c erfolgte mit der Fructosylamin Oxidase (FAO) aus Pichia pastoris N 1-1 unter Freisetzung von H2O2, welches sowohl optisch über eine Indikatorreaktion als auch elektrochemisch nach Einschluss der FAO in PVA-SbQ und Fixierung des Immobilisats vor einer H2O2-Elektrode nachgewiesen wurde. Die Kalibration des Enzymsensors mit der HbA1c-Modellsubstanz Fructosyl-Valin ergab Nachweisgrenzen, die ausserhalb des physiologisch relevanten HbA1c-Konzentrationsbereich lagen. Aus der Umsetzung von glykierten Peptiden mit einer nicht HbA1c analogen Aminosäurensequenz, z.B. Fructosyl-Valin-Glycin wurde zudem eine geringe HbA1c-Spezifität abgeleitet. Für den Immunosensor wurden zwei heterogene Immunoassay-Formate unter Verwendung von hochaffinen und spezifischen Antikörpern in Kombination mit Glucose Oxidase (GOD) als Markerenzym zum Nachweis von HbA1c untersucht. Beim indirekt-kompetitiven Immunoassay wurde anstelle des kompletten HbA1c-Moleküls das glykierte Pentapeptid