Talbot-Lithografie und deren Anwendung zur Realisierung eines Kreuz-Echelle-Spektrometers
Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2020
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| Format: | UnknownFormat |
| Sprache: | ger |
| Veröffentlicht: |
Ilmenau
2020
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| Online Zugang: | Inhaltsverzeichnis Abstract |
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Tag hinzufügen | Zusammenfassung: | Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2020 Die optische Spektroskopie hat im Verlauf von 150 Jahren schrittweise Anwendungsfelder von den Grundlagenwissenschaften bis hin zur industriellen Messtechnik erschlossen. Diese Vielfalt zieht eine Spezialisierung verfügbarer Messgeräte auf einzelne Applikationen nach sich. Lücken bestehen jedoch noch im Bereich einiger Feldapplikationen, wo einerseits widriger Umgebungsbedingungen vor Ort als auch hohe Gerätekosten die Messwerterfassung in einem zentralen Analyselabor erzwingen. Dies bedeutet meist die Beschränkung auf Stichproben und ein zeitverzögertes Messergebnis, was zur Prozesskontrolle nur bedingt taugt. Die vorliegende Arbeit schlägt für den Bereich der Atomemissionsspektroskopie eine neue Variante des Echelle-Spektrometers vor: Durch Integration der beiden Dispersionsschritte, welche nach dem Stand der Technik mit zwei getrennten Elementen realisiert werden, in ein einziges Beugungsgitter kann das Gerätedesign deutlich vereinfacht und miniaturisiert werden. Potentiell erhöht dies die Robustheit und senkt die Fertigungskosten. Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Bewertung des Konzepts von Kreuz-Echelle-Spektrometern im Vergleich zu typischen Kompaktspektrometern. Besonderes Augenmerk wird auf Kenngrößen wie spektrales Auflösungsvermögen und Beugungseffizienz gelegt. Es werden die Vor- und Nachteile verschiedener Fertigungstechnologien für das Gitter diskutiert. Für den experimentellen Prinzipnachweis wird ein Kreuz-Echelle-Gitter gefertigt und für dieses ein Prototypenspektrometer ausgelegt und realisiert. Letzteres wird anhand praktischer Beispielmessungen erprobt und es werden Optimierungspotentiale benannt. Das zu fertigende Kreuz-Echelle-Gitter als Kernkomponente zeichnet sich durch die Überlagerung einer sehr tiefen und groben mit einer relativ flachen und feinen Struktur aus. Gängige Gitterfertigungsmethoden versagen hier, sodass mit der Talbot-Lithografie ein Alternativverfahren zum Einsatz kommt. Für dieses wird ein modularer und flexibler Belichtungsaufbau samt zugehöriger Softwareinfrastruktur beschrieben, um damit maßgeschneiderte Profilformen fertigen zu können. Ferner werden die Abbildungsfehler des Talbot-Effekts eingehend analysiert und deren Minimierungsmöglichkeiten aufgezeigt. Ebenso wird die Übertragung von statistischen Defekten bei der Talbot-Lithografie untersucht und auch hierfür Optimierungsmöglichkeiten abgeleitet. |
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| Beschreibung: | Tag der Verteidigung: 29.06.2020 |
| Beschreibung: | X, 97 Seiten, Seite XI-LXX Diagramme, Illustrationen |
| ISBN: | 9783982235202 978-3-9822352-0-2 |