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Im Rahmen eines DAAD-geförderten Pilotprojektes zur Öffnung eines Präsenz-Master-Studienganges für internationale Online-Masterstudierende wurden asynchrone digitale Lernsettings entwickelt. Insbesondere galt es, das Kursmaterial von vier Vorlesungen einheitlich in Online-Kursbausteinen als Stud.IP-Courseware umzusetzen. Mitte des Wintersemesters 2021/2022 wurde eine formative Evaluation dieser Kurse hinsichtlich der Aspekte Kursverständnis, Fokus, Organisation und Motivation durchgeführt. Es wurde untersucht, welche dieser entwickelten Bausteine nachhaltig in den laufenden Lehrbetrieb integriert werden können. Es lässt sich belegen, dass besonders Lernvideos, Quizze und Kapitelzusammenfassungen das Kursverständnis, die Organisation des Lernens und den Fokus stärken. Quizze und Kapitelzusammenfassungen wirken motivierend, während insbesondere asynchron online Studierende Erklärtexte und Material zur Exploration motivierend fanden. Der Artikel schließt mit Schlussfolgerungen für die Praxis der Digitalisierung weiterer Kurse für internationale Masterstudierende in asynchronen Lernszenarien. (DIPF/Orig.)

Die sprachliche Verwendung von Metaphern hat eine besondere Funktion: In verbildlichter Form scheinen sie Wissen zu enthalten, das auf konjunktive Erlebniszentren verweist und anderweitig schwer explizierbar ist. In erziehungswissenschaftlichen Forschungsarbeiten und im Besonderen in der Professionsforschung werden Metaphern sowohl in quantitativen als auch in qualitativ-rekonstruktiven Studien für die Datenerhebung genutzt, allerdings mit unterschiedlichen Zielsetzungen. In der Praxeologischen Wissenssoziologie resp. Dokumentarischen Methode kommt Metaphern eine besondere Bedeutung zu. Dabei wird zwischen begrifflichen, szenischen sowie Fokussierungsmetaphern unterschieden. Der Beitrag zielt auf eine Schärfung des Begriffs der Fokussierungsmetapher ab, dessen Verhältnis zu begrifflichen und szenischen Metaphern sowie dessen Verknüpfung zu den für die Praxeologische Wissenssoziologie relevanten Wissensformen. Für eine Klärung werden Ausschnitte aus einer Gruppendiskussion und einem Einzelinterview, in denen die Metapher ‚Zeit‘ im Zentrum steht, unter methodologischen und professionstheoretischen Überlegungen kontrastiert und Konsequenzen für die Forschungsarbeit abgeleitet. (DIPF/Orig.)

Spatial light modulators have recently opened up the possibility of accurate time-resolved measurements of the S-matrix of disordered scattering samples, allowing for precise imaging, as well as spatial and temporal focusing through such media. In this work we first recapitulate how time-delays can be appropriately assigned to multi-channel wave scattering processes by means of what is now known as the Wigner-Smith time-delay operator and discuss several interesting properties of its eigenstates. We then conjecture and analytically derive a connection to temporal focusing by means of the temporal focusing operator. Subsequently we turn our attention to this optimal focusing method, compare its performance to other approaches and systematically investigate the influence of several restrictions that will be present in most experimental setups. Finally we present some preliminary experimental results confirming our numerical findings and an interesting property regarding the spatial speckle properties of the temporal focusing eigenstates.

Emotionale und soziale Entwicklung in der Pädagogik der Erziehungshilfe und bei Verhaltensstörungen : ESE 2 (2020) 2, S. 148-159, Kommunikation, die subjektives Erleben systematisch expliziert, experienzielle Kommunikation also, basiert im Kern auf Gendlins (1998) Begriff des Felt Sense – einer vorsprachlichen Kategorie von Bewusstheit, die etwas Wesentliches (schon) vage ahnt, aber diese Ahnung (noch) nicht in passende Worte fassen kann. Der vorliegende Artikel dokumentiert einen Versuch, im Hochschulsetting praktische Wege und Möglichkeiten für die sprachliche und zielgerichtete Explikation des Felt Sense bereitzustellen. Zunächst werden hierzu die Grundprinzipien experienzieller Kommunikation theoretisch dargelegt und es wird ein prozessdidaktischer Rahmen beschrieben, in dem experienzielle Kommunikation in der Hochschulpraxis gelingen kann. Darauf aufbauend werden erste konkrete Erfahrungen des Autors mit diesem Konzept geschildert. Als Drittes wird ein Anwendungsbeispiel für ein didaktisches Tool skizziert, die experienzielle Kommunikation an der Hochschule systematisch unterstützt. (DIPF/Orig.)

The aim of this thesis is to experimentally verify a local probe-based reconstruction technique for highly confined complex electromagnetic field distributions as well as look at its applications and potential extensions. The theory to the introduced reconstruction technique was developed at the Max Planck Institute for the Science of Light by Sergejus Orlovas and was termed "Mie-scattering nano-interferometry". It is based on an angular resolved detection of the interference between a probed light field and the field scattered off the employed nano-probe. A fully analytical description of this process links the amplitude and phase information of all three vector components of the focal electric field distribution uniquely to the far field optical power emitted into certain angular ranges. The interaction of the nano-probe with the focal field distribution is hereby expressed in the basis of vector spherical wave functions. This expands the field into its multipolar components to account for the commonly low order response of nano-probes as well as the low order multipolar decomposition of highly confined light fields. To furthermore reduce the influence of experimental noise, in lieu of a high angular resolution a combination of scanning the nano-probe through the investigated field distribution and angular binning was chosen. With the objective of an unambiguous experimental verification of this reconstruction technique, polarization tailored paraxial beams of light were prepared and analyzed with high precision and subsequently focused tightly in a measurement setup developed in-house. Here, specifically cylindrical vector beams, such as radially and azimuthally polarized doughnut modes, as well as circularly polarized Laguerre-Gaussian modes were used due to their extensive application in recent nano-optical experiments and their high symmetry under tight focusing. To achieve an experimental resolution of the reconstructed focal field distributions on the order of a few hundredth of the employed wavelength, a highly accurate determination of the optical parameters of the utilized nano-probe was carried out. Simplifying the analytical description of the scattering distribution of the nano-probe, a single gold nano-sphere with a diameter of 82 nm attached to a glass substrate was chosen. The exact optical parameters of the nano-sphere were determined by embedding the particle in an optically homogeneous medium and using Mie scattering theory in connection with an analytical model of the material's relative permittivity to account for the particle's wavelength-dependent scattering and extinction cross-section. Implementing the resulting precisely known probe parameters in the described reconstruction technique allows for the highly accurate determination of the focal field distributions of the tightly focused polarization tailored light beams introduced earlier. As a demonstration of the achievable sensitivity of the shown reconstruction approach, the experimental technique is applied additionally to two specific cases: First, to a focal field distribution containing purely transverse angular momentum. Its presence is in general interlinked with a beam-shift phenomenon known as geometric spin Hall effect of light. The detailed reconstruction of the light field allowed here to measure sub-wavelength displacements predicted by theory. The second case consists of the observation of optical polarization singularities in the vectorial focal field distribution. Due to their three dimensional nature, complex topological structures can appear around them. This description lead to the experimental verification of an optical polarization Möbius strip in the major axis of the polarization ellipse around a point of circular polarization in a specifically tailored tightly focused light beam. Showing the flexibility of the introduced reconstruction approach, first steps towards the extension of the shown technique to reconstruct highly confined purely evanescent light fields were undertaken. Furthermore, two different probes with an optical response beyond the electric dipole mode usually dominant in small metallic particles were investigated. These nano-probes highlight the potential to reconstruct highly confined fields with specifically tailored probe particles supporting strong responses of electric as well as magnetic low-order multipoles. It additionally demonstrates that naturally occurring probe geometries governed by the crystalline structure of the used materials can be directly employed. This allows for a wide variety of straightforwardly obtainable precise nano-probes and an easy-to-implement experimental technique to reconstruct tightly focused field distributions. Das Ziel der vorliegenden Arbeit mit dem Titel "Proben-basierte nano-interferometrische Rekonstruktion von stark fokussierten vektoriellen Lichtfeldern" ist es, eine mittels einer lokalen Probe arbeitende Rekonstruktionstechnik für räumlich stark begrenzte komplexe elektromagnetische Feldverteilungen experimentell zu bestätigen, sowie ihre Anwendungen und mögliche Erweiterungen zu untersuchen. Die Theorie der beschriebenen Rekonstruktionstechnik wurde am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts von Sergejus Orlovas entwickelt und als "Mie-Streuung basierte Nano-Interferometrie" bezeichnet. Sie basiert auf einer winkelaufgelösten Detektion der Interferenz zwischen einem zu vermessenden Lichtfeld und dem an der verwendeten nanometergroßen Probe gestreutem Feld. Eine vollständig analytische Beschreibung dieses Prozesses verknüpft die Amplituden- und Phaseninformation von allen drei Vektorkomponenten der Fokusverteilung des elektrischen Feldes eindeutig mit der in bestimmte Winkelbereiche abgestrahlten optischen Leistung im Fernfeld. Die Wechselwirkung der Nano-Probe mit der Fokusfeldverteilung wird hierbei in der Basis von vektoriellen sphärischen Wellenfunktionen ausgedrückt. Dies entwickelt das Feld in seine multipolaren Bestandteile, um der gemeinhin vorherrschenden Erregungsantwort niedrigster multipolarer Ordnung der Nano-Proben Rechnung zu tragen, und weiterhin die multipolare Entwicklung von stark begrenzten Lichtfeldern zu berücksichtigen. Um zusätzlich den Einfluss experimentellen Rauschens zu reduzieren, wird statt einer hohen Winkelauflösung eine Kombination aus Abtasten der untersuchten Feldverteilung mittels der Nano-Probe und Binning des gemessenen Winkelspektrums verwendet. Um das Ziel einer eindeutigen experimentellen Bestätigung dieser Rekonstruktionstechnik zu erreichen wurden polarisationsangepasste paraxiale Lichtstrahlen mit hoher Präzision erzeugt und analysiert, und anschließend mit Hilfe eines selbstgebauten Messaufbaus stark fokussiert. Hierbei wurden im Speziellen zylindrische Vektorstrahlen, wie radial und azimutal polarisierte Doughnutmoden, sowie zirkular polarisierte Laguerre-Gauss Moden aufgrund ihrer umfassenden Anwendung in neuesten nano-optischen Experimenten und ihrer hohen Symmetrie unter starker Fokussierung verwendet. Um eine experimentelle Auflösung der rekonstruierten Fokusfeldverteilung in der Größenordnung von einigen Hundertsteln der genutzten Wellenlänge zu erzielen, wurde eine hoch genaue Bestimmung der optischen Parameter der verwendeten Nano-Probe durchgeführt. Zur Vereinfachung der analytischen Beschreibung der Streuverteilung der Nano-Probe wurde eine einzelne Gold Nanokugel mit einem Durchmesser von 82 nm auf einem Glassubstrat gewählt. Die genauen optischen Parameter der Nanokugel wurden durch Einbetten des Teilchens in ein optisch homogenes Medium bestimmt, wobei Mie-Streutheorie in Verbindung mit einem analytischen Modell der relativen dielektrischen Leitfähigkeit des Materials benutzt wurde, um den wellenlängenabhängigen Streu- und Extinktionsquerschnitt des Teilchens zu berücksichtigen. Unter Verwendung der auf diese Weise präzise bestimmten Probenparameter erlaubt die beschriebene Rekonstruktionstechnik eine hoch genaue Bestimmung der Fokusfeldverteilung der genannten stark fokussierten polarisationsangepassten Lichtstrahlen. Zur Demonstration der erreichbaren Empfindlichkeit wurde die gezeigte Rekonstruktionstechnik auf zusätzlich zwei spezifische Fälle angewendet: Erstens auf eine Fokusfeldverteilung, welche rein transversalen Drehimpuls beinhaltet. Dessen Anwesenheit ist im allgemeinen an ein Strahlversatz-Phänomen gekoppelt, welches als geometrischer Spin Hall Effekt des Lichts bekannt ist. Die genaue Rekonstruktion des Lichtfelds erlaubte es hierbei, theoretisch vorhergesagte sub-Wellenlängen große Verschiebungen zu messen. Der zweite Fall besteht aus der Beobachtung von optischen Polarisations-Singularitäten in vektoriellen Fokusfeldverteilungen. Aufgrund ihres dreidimensionaler Charakters können komplexe topologische Strukturen um sie herum entstehen. Diese Art der Beschreibung führte zu der experimentellen Bestätigung des Auftretens eines optischen Möbiusbandes der Hauptachse der Polarisationsellipse um einen Punkt zirkularer Polarisation in einem speziell angepassten stark fokussierten Lichtstrahl. Um die Flexibilität des eingeführten Rekonstruktionsansatzes zu zeigen, wurden erste Schritte in Richtung der Erweiterung der gezeigten Technik zur Rekonstruktion stark begrenzter rein evaneszenter Lichtfelder unternommen. Zusätzlich wurden zwei unterschiedliche Proben mit einer optischen Reaktion über die in kleinen metallischen Teilchen gewöhnlich dominante elektrische Dipolmode hinaus untersucht. Diese Nano-Proben verdeutlichen das Potenzial, räumlich stark begrenzte Felder mit speziell angepassten Teilchen zu rekonstruieren, welche starke Resonanzen elektrischer sowie magnetischer Multipole niedriger Ordnung aufweisen. Es zeigt sich zusätzlich, dass in der Natur vorkommende, durch die Kristallstruktur der verwendeten Materialien definierte Probengeometrien direkt anwendbar sind. Dies ermöglicht eine große Vielzahl von unkompliziert erhältlichen, präzisen Nano-Proben und führt zu einer einfach implementierbaren experimentellen Technik zur Rekonstruktion hoch fokussierter Feldverteilungen.

Herkömmliche, niedrigauflösende Satellitenkameras waren bisher mit einer Optik ausgestattet, die nur ein einmaliges Fokussieren auf den Arbeitsabstand zuließ. Eine Refokussierung war nicht vorgesehen. Die aktuelle Entwicklung hochauflösender Satellitenkameras macht allerdings einen Refokussierungsmechanismus notwendig, da die Schärfentiefe der Systeme mit zunehmender Brennweite immer weiter abnimmt und somit bei unterschiedlichen Gegenstandweiten zwischen Erde und Satellit ein unscharfes Bild entsteht. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Aufbau eines Refokussierungssystems. Die Gesamtarbeit ist aufgrund des Umfangs in zwei Abschlussarbeiten unterteilt: • In der Vorliegenden werden o die Grundlagen erläutert und der Stand der Technik ermittelt, o das Projekt in seinen Teilbereichen Optik, Mechanik und Informatik geplant, o der Versuch aufgebaut und durchgeführt, o sowie die Ergebnisse analysiert. In der Bachelorarbeit von Gustav Malte Müller­‐Rowold (Humboldt Universität zu Berlin) „Signal-­ und Bildverarbeitungssystem zur automatischen Refokussierung von opto-elektronischen Sensoren“ wird der Informatikhintergrund (Programmierung, Bildverarbeitung und Ansteuerung der elektronischen Komponenten) erläutert.

The paper presents a theoretical investigation of computer generated optical elements having a microstructure on a planar substrate. The field of application is the beam shaping in laser material processing, especially the generation of various intensity distributions and figures in the focus domain. These optical elements match the wavefront phase not only at the Fresnel zone border, but also in the inner of the zones. The inverse task of focusing has been solved based on the rules of geometrical optics. As an example, the surface profile has been evaluated for the focusing of a Gaussian laser beam into a cross-shaped intensity profile. The Fresnel-Kirchhoff integral has been applied to these elements and the results of diffraction calculations have been discussed for C02 laser and NdYag laser applications. Furthermore, we have carried out a first experiment with a low power C02 laser and compared the results with the theory. The cross-shaped focus obtained during the experiment was f ully comparable with the theoretical result.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Verfahren zur ortsaufgelösten Radialspaltmessung in Kraftwerksturbinen durch ein autofokussierendes, abbildendes Radarverfahren im Millimeterwellenbereich entwickelt und experimentell verifiziert. Die Radialspaltmessung ist seit vielen Jahren Thema ingenieurtechnischer Untersuchungen, da eine zuverlässige, einfache Lösung aufgrund der gegebenen Randbedingungen nicht möglich erscheint. Hierzu zählen zum einen die widrigen Messbedingungen wie hohe Temperatur und Druck, korrosive Atmosphäre sowie hohe Bewegungsgeschwindigkeit. Andererseits stellt die geometrische Struktur der Laufschaufeln an ihren Blattenden ein Kernproblem für die Abstandsmessung dar. Insbesondere die Anstreifkanten, die die Laufschaufel umranden, weisen nur eine sehr kleine Strukturbreite im Bereich von wenigen Millimetern auf. Viele etablierte Abstandssensoren wie z. B. kapazitive Sensoren können allein aufgrund ihrer großen Sensorfläche den Abstand der Anstreifkanten nicht unabhängig von anderen Strukturen am Blattende erfassen. Die Problematik der geringen Strukturgrößen wird durch die Wahl eines Radars mit synthetischer Apertur im Millimeterwellenbereich gelöst, mit Hilfe dessen Anstreifkanten örtlich aufgelöst werden können. Das Spaltmaß wird hierbei durch eine Reflexionsfaktormessung an der Blattspitze während der Bewegung, numerische Fokussierung mittels einer angepassten Filterung und eine Auswertung der Phase des Reflexionsfaktors nach dem bekannten CW-Verfahren bestimmt. Hierfür wurde ein Autofokus-Verfahren entwickelt, mit dem als ein erstes Ergebnis ein Schätzwert für den Radialspalt ermittelt wird, welcher anschließend zur Auflösung der Phasenmehrdeutigkeit und damit zur Messbereichserweiterung verwendet wird. Das Autofokus-Verfahren nutzt als Kostenfunktion und sensitives Qualitätskriterium für die Fokussierung den gewichteten Phasengradienten der Reflexion von einer Anstreifkante. In this work a method for spatially resolved radial gap measurements in power plant combustion turbines by means of an autofocusing imaging radar technique in the millimeter wave range was developed and verified experimentally. The radial gap measurement has been subject of engineering studies for many years, as a reliable, simple solution does not seem to be possible due to the given boundary conditions. These include on the one hand the adverse measurement conditions such as high temperature and pressure, corrosive atmosphere and high speed of motion. On the other hand, the geometrical structure of the rotor blades at their tips turns out to be a key problem for the distance measurement. In particular, the blade tip is composed of small extended portions forming thin ribs of only a few millimeters width. Many established distance sensors like e. g. capacitive sensors cannot detect the correct tip clearance of the blade edge independently from other structures on the blade end only due to their large surface area and thus their lack of spatial resolution. The problem of small structure sizes is overcome by choosing a synthetic aperture radar (SAR) in the millimeter wave range capable of resolving the edges of a typical blade tip. The clearance is determined by measuring the reflection at the blade tip while passing by the antenna, subsequently focusing the data by means of a matched filter operation and interpreting the phase of the blade edge reflection according to the CW radar principle. For this, an autofocus approach was developed, which provides an estimate of the clearance as a first result, which is utilized to overcome the phase ambiguity and thus to increase the measurement range. The autofocus algorithm applies a weighted phase gradient of the point-like blade edge reflection as cost function and sensitive indicator for the focal quality.

Es ist aus mindestens zwei Gründen interessant, sich mit Phänomenen der Fokussierung und Topikalisierung zu beschäftigen: zum einen um der Fokussierung und Topikalisierung selbst willen, zum anderen aber auch, um aus den Beobachtungen hierzu Erkenntnisse für andere Bereiche der Grammatik zu gewinnen. In diesem Aufsatz geht es mir vor allem um dieses zweite Ziel.

Die permanent wachsende Anwendung refraktiver und diffraktiver Optik führt häufig zum Einsatz von Komponenten mit viele cm2 großen mikro- oder nanostrukturierten Flächen, wie z.B. in der Wellenfrontsensorik oder der Röntgen-Holographie. In der hochauflösenden Prüfung solcher Komponenten kann die Gesamtfläche bisher nur durch fehlerträchtiges Zusammenfügen (Stitchen) kleiner Messfelder erfasst werden. Die Autoren zeigen einen universellen Lösungsansatz durch Integration verschiedener Sensoren in Nanopositioniersysteme mit Messvolumina im Kubikzentimer-Bereich.

Ill., graph. Darst.

Ziel der Untersuchungen war der Vergleich der beiden KCP-Geräte Primus-CPE und RondoFlex hinsichtlich der Fokussierung des Pulverstrahles sowie der Abtragseffizienz im Schmelz und Dentin. Zusätzlich sollte im Hinblick auf die Anwendung der KCP Technik im Praxisalltag die Präparationsdauer einer Kavität mittels KCP mit der konventionellen Präparationstechnik mittels rotierenden Instrumenten verglichen werden.In einem Teilversuch wurden Glasplatten mit schwarzem Lack versehen. Die Düsenspitzen der beiden Geräte wurden senkrecht zur Glasplatte gerichtet und unter konstantem Druck und konstanter Arbeitszeit eine punktförmige Bestrahlung der Oberfläche vorgenommen. Die Auswertung der Proben wurde unter einem Mikroskop vorgenommen.Um den Einfluß der Geräte und auch der Körnung auf die Breite einer im Schmelz präparierten Kavität zu untersuchen, wurden Proben mit planen Schmelzoberflächen hergestellt. In einem Abstand von ca. 1 mm wurden Kavitäten (Furchen) mit je einem Gerät und einer Körnung an der Oberfläche der Schmelzproben präpariert. Diese Proben wurden rasterelektronenmikroskopisch ausgewertet. Bei einer 40fachen Vergrößerung wurden je zwei Teilbereiche der präparierten Oberfläche fotographisch dargestellt und vermessen.Zur Bestimmung der Abtragseffizienz wurden menschliche Zähne in eine bukkale und linguale Hälfte geteilt. Es wurde für den Versuch im Schmelz, sowie anschließend für den Versuch im Dentin eine plane Zahnoberfläche in der entsprechenden Zahnhartsubstanz geschaffen. Die Proben wurden, um den Gewichtsverlust durch den Abtrag genau bestimmen zu können, in einem Trockenschrank getrocknet, und dann das Gewicht bestimmt. In einem Abstand von 1mm wurden die Zahnhälften für 30 sec bestrahlt und der Gewichtsverlust auf einer Analysenwaage bestimmt. Die Abtragsleistung der Geräte wurde in Abhängigkeit der Körnung (50 µm und 25 µm/27 µm) im Schmelz sowie Dentin untersucht. Für das Gerät Primus-CPE wurde zusätzlich die Abtragsleistung in Abhängigkeit des Modus (nass/trocken) und der Körnung untersucht.Zusammenfassend lässt sich darstellen, dass die Kavitätenpulverstrahlgeräte Primus-CPE und RondoFlex bei einem größeren Abstand der Düsenspitze zur zu bearbeitenden Oberfläche eine größere Streuung des Pulverstrahls und damit größere Kavitäten bzw. größere Areale von Substanzabtrag aufwiesen. Ferner zeigten die Untersuchungen, dass die Abtragseffizienz unabhängig vom Gerät bei der Bearbeitung von Zahnhartsubstanz mit feinerem Strahlgut (Aluminiumoxid 25 µm/ 27 µm) höher war, als die Abtragseffizienz mit grobkörnigerem Strahlgut (50 µm) (p < 0,0001). Dieses Ergebnis konnte sowohl im Schmelz als auch im Dentin beobachtet werden. Das Gerät Primus-CPE wies einen signifikant höheren Abtrag von Zahnhartsubstanz auf. Dies ist auf den höheren Arbeitsdruck, durch den die abrasiven Partikel an kinetischer Energie im Vergleich zu dem Gerät RondoFlex gewinnen, zurückzuführen (p, The goal of this study has been the comparison of both KCP-devices, Primus-CPEand RondoFlex, regarding efficiency in dentin, enamel and scattering of the powder stream. In addition, the duration for the preparation of one cavity using KCP-devices has been compared against conventional rotating instruments.Glass plates were painted black for one experiment, with the nozzle tips being held orthogonally to the plates during preparation. The surface was treated at a point for constant duration and at constant air stream pressure. Evaluation of both probes was conducted by visual inspection using a microscope. In order to analyze the effect of the devices and the grain on the cavity width, only samples with an even enamel surface were used. Cavities were prepared using each device and each grain type. Both devices used were held a distance of 1 mm to the surface. The samples were then analyzed by scanning electron micrography and under fortyfold magnification, two areas of the cavities have been visualized and measured.In order to determine the efficiency of the devices, human teeth were separated into buccal and lingual parts. Only even surfaces of the tooth were required for the experiments and have formed the corresponding samples. Since efficiency of the devices was determined by the loss of weight of the samples, the samples were dried and weighed in order to allow for very high precision. At a distance of 1mm the samples were irradiated and the loss of weight was determined.The efficiency was determined for grain types of 50 µm and 25 µm-27 µm in both enamel and dentin. In addition, Primus-CPE has been analyzed regarding efficiency of both modes, dry and wet, also the grain type.To conclude, results indicate that the greater the distance between the tooth surface, both KCP-devices lead to a wider scattering and thus to larger cavities and larger areas of abrasion. Furthermore, the efficiency is higher if the small grain, i.e. 25/27 µm, is used in comparison to the coarse grain, 50 µm (p

Zur Erforschung immer kleinerer Strukturen der Materie benötigt die Elementarteilchenphysik Teilchenstrahlen höchster Energie. Gegenwärtig sind das Higgs-Boson und das Top-Quarks‘ die Objekte des größten physikalischen Interesses. Das sog. “Top” ist das sechste und bisher noch nicht nachgewiesene Mitglied der Quark-Familie. Seine Masse wird unterhalb von etwa 180GeV vermutet. Das Higgs-Boson spielt im sog. Standardmodell der Elementarteilchen eine wichtige Rolle. Seine Masse wird ebenfalls im Bereich zwischen 100 und 200GeV vermutet. Es gibt eine gute Chance, das Top am Protonen- Antiprotonen-Beschleuniger TEVATRON des Fermilab in Chicago nachzuweisen. Seine physikalischen Eigenschaften lassen sich aber erst an zukünfligen Beschleunigem mit höherer Energie bestimmen. Gegenwärtig werden daher mehrere verschiedene Beschleunigerkonzepte erwogen oder sind bereits in Planung bzw. im Bau. Das Spektrum reicht dabei von Protonen-Antiprotonen- bis zu Elektronen-Positronen-Maschinen. Ein vielversprechender Ansatz zur Erzeugung der benötigten Teilchenenergien ist der lineare Elektronen-Positronen-Collider, im folgenden immer als linearer Collider bezeichnet. Das Verhältnis von Meßsignal zu Hintergrund ist bei e+-e-Kollisionen besser als bei Protonen-Kollisionen. Es entstehen keine Partonen, wodurch die zur Verfugung stehende Energie effektiver genutzt werden kann [ 11. Weiterhin ist der lineare Collider im Vergleich zu einer zirkularen Maschine gleicher Endenergie und Luminosität auf lange Sicht kostengünstiger, da keine zusätzliche Hf-Leistung zur Kompensation von Synchrotronstrahlungsverlusten nötig ist. Die für die Experimente erforderliche hohe Luminosität bedingt Teilchenstrahlen von niedrigster Emittanz und geringster Energieverschmierung sowohl innerhalb eines einzelnen Teilchenpaketes als auch zwischen den Bunchen selbst [2]. Zur Erhaltung der Strahlqualität über die volle Lange des Beschleunigers ist es deshalb notwendig, ein akkurates Strahlführungssystem zu entwickeln, das es gestattet, auftretenden Strahlinstabilitäten wirksam zu begegnen. Grund der Instabilitäten sind elektromagnetische Felder, sogenannte Wake- oder Kielwellenfelder, die die Teilchen bei der Durchquerung des Beschleunigers selbst anfachen. Die Teilchenpakete werden dadurch radial von der Achse abgelenkt, sie werden verformt und erfahren eine Impulsverschmierung. Transversale Einzelbunch-Instabilitäten (SBBU, Single Bunch Beam Breakup) kann man durch die Einführung einer Energieverschmierung innerhalb eines Teilchenpakets bekämpfen; in Verbindung mit einer äußeren Strahlführung erreicht man eine Bedämpfung der Instabilität [3]. Als Alternative oder Ergänzung zu äußeren Fokussierungsmaßnahmen erscheint es deshalb interessant, inwieweit man durch geeignete Modifikationen an den Beschleunigerstrukturen die Hochfrequenzfelder selbst zur Erzeugung der benötigten Fokussierung heranziehen kann. Da es sehr schwierig ist, die für das Experiment geforderte Luminosität mit einem einzelnen Bunch zu erzeugen, muß man mehrere Teilchenpakete in kurzem Abstand durch den Beschleuniger schicken. Jetzt erfährt aber jeder Bunch die aufsummierten Wakefelder der ihm vorausfliegenden Teilchenpakete. Um zu verhindern, daß die transversale Strahlablage inakzeptabel groß wird, müssen Maßnahmen zur Kontrolle dieser Vielteilchen-Instabilitäten (MBBU, Multibunch Beam Breakup) getroffen werden. Das bedeutet, die Güten dieser als Long-Range-Wakes bezeichneten Störmoden müssen, je nach Collider, durch konstruktive Maßnahmen auf Werte in der Größenordnung von zehn abgesenkt werden. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit theoretischen Anwendungsmöglichkeiten von hochfrequenzfokussierenden Beschleunigerstrukturen in linearen Collidem bei Einzel- und Multibunch-Betrieb. In Kap. 2 wird eine kurze Einführung in die Problematik von Höchstenergiebeschleunigem gegeben. Anschließend werden in Kap. 3 Irisstrukturen und ihre Kenngrößen behandelt. Kap. 4 gibt eine Einführung in das Wakefeld-Konzept. Es wird untersucht, welche Resonatormoden für den Strahl gefährlich sind; die Wakepotentiale werden mit Resonatorkenngrößen in Verbindung gebracht. In Kap. 5 schließt sich eine Betrachtung zum SBBU an. Es wird untersucht, inwieweit Irisstrukturen und Rechteckblendenstrukturen (MWQ-Strukturen) zur direkten Hochfrequenzfokussierung eingesetzt werden können. Die Eigenschaften einer MWQ-Struktur werden vermessen und mit theoretischen Vorhersagen verglichen. Beispiele fiir hypothetische Collider in verschiedenen Frequenzbereichen werden diskutiert. Im anschließenden Kap. 6 wird der Mechanismus des MBBU erläutert und Möglichkeiten zur Bedämpfung insbesondere von MWQ-Strukturen im Multibunch-Betrieb untersucht. Meßergebnisse an Modellstrukturen werden vorgestellt und am Beispiel von einem S- und X-Band- Collider diskutiert.

(de)Laser, laser material processing, laser processes, laser application, high power diode laser (HPDL), welding, Ill., graph. Darst

Es wird ein Verfahren zur lokalisierten elektrochemischen Abscheidung metallischer Strukturen aus Kapillarsonden vorgestellt. Der experimentelle Aufbau, die Herstellung der Sonden, das Arbeiten im Nahfeld der Probe (Scherkraft-Abstandsdetektion)sowie die verschiedenen Beschaltungmöglichkeiten der elektrochemischen Zelle werden ausführlich beschrieben. Ergänzend zu den experimentellen Arbeiten werden einerseits numerische Simulationen gezeigt, die zur Veranschaulichung der Potentialverteilung in der Apexregion dienen und qualitativ beschreiben, wie sich das Schichtdickenprofil der abgeschiedenen Strukturen mit den einstellbaren Parametern (Elektrodenpotentiale, Spitze-Probe-Abstand) variieren läßt. Andererseits werden die verschiedenen Beschaltungsmöglichkeiten der Zelle anhand von Schaltungssimulationen verglichen und so die Wahl des günstigsten Arbeitspunktes für die in den Experimenten verwendete (bi)-potentiostatische Abscheidung diskutiert. Mit dieser Anordnung wurden lokalisiert Cluster in einer porösen Aluminiumoxidmembran deponiert und anschließend abgebildet. In weiteren Strukturierungsversuchen wurden Kupfer bzw. Gold lokalisiert elektrochemisch auf ITO abgeschieden, wobei das Schichtwachstum simultan optisch in Transmission beobachtet wurde. Es werden u.a. Strukturen erzeugt, deren laterale Abmessungen kleiner als der Kapillardurchmesser sind (Fokussierung, max. Verhältnis 8:1). Die derzeit kleinsten elektrochemisch erzeugbaren Strukturen haben eine laterale Ausdehnung von ca. 5 Mikrometern. A method for the localized electrochemical deposition of metal structures using capillary tips is presented. The experimental set-up, the tip preparation, the distance detection in near-field operation (shear-force detection), as well as the different types of circuiting of the electrochemical cell are described in detail. In addition to the experimental work, numerical simulations for the qualitative visualization of the potential distribution around the apex region show, how the films thickness profile can be adjusted with the variable parameters (electrode voltages, tip-sample distance). Circuit simulations of the electrochemical cell allow to pre-estimate the optimum working conditions for the used (bi)-potentiostatic electrode set-up. With this method, clusters have been deposited in a thin film of porous alumin oxide and imaged in shear-force mode. Gold and copper structures have been deposited on ITO, while the film growth was observed optically. The lateral dimension of the deposited structures can be smaller than the inner diameter of the capillaries (maximum focus: 8:1). The smallest structures produced in this work have lateral dimensions of 5 micrometers.

The paper deals with the investigation of computer generated optical elements having a microstructure on a planar substrate.Our domain of interest is the application of phase elements to beam shaping for material processing.These elements allow the generation of nearly arbitrary intensity distributions in the focus domain without the usual scanning mirrors.Lateral phase jumps of higher order laser modes can be compensated by an appropriate element design.The optical elements presented here, are based on the idea to match the wavefront phase by a Fresnel zone plate not at the zone border only but also in the inner of the zones.A short description of the methods for the solution of the invers task of focusing is given on the base of geometrical optics.As an example the surface profile has been evaluated for the focusing of a gaussian laser beam into a cross.The Fresnel-Kirchhoff integral has been applied to these element and the result of diffraction calculations has been shown for C02 l aser application.Furthermore, we have carried out some experiments with a 10 Watt C02 laser and compared the result with the theory.The cross shape of the focus in the experiment was fullycomparable with the theoretical result.The cross dimension was 3.6 mm ineach direction.There, a eight level element was realized with a three mask electron beam lithography and etching in a system of copper layers on a glass substrate.The efficency, i.e. the power ratio contained within the focus domain with intensities higher 5% of the maximum focus intensity was 87% theoretically and 76% experimentally.

As a powerful approach to the image processing, the Mathematical Morphology (MM) proved the advantages of its application in many different fields, including biomedical disciplines. In the previous paper we gave an overview of the morphocorticography method, its main principles and some applications in neuroscience. Thereby, the exploitation of MM plays an important role. The goal of the present paper is to give a detailed description of the measuring procedure and image processing algorithms, which form the base of the method. Its application for performing the main steps of the automatic examination of the cytoarchitectonic specimen, including autofocusing, thresholding, elimination of vessels and artefacts, separation of overlapping cellular elements and measurement procedure, is described.

Der Laserstrahl als Werkzeug zur Materialbearbeitung bietet aufgrund seiner hohen Flexibilität in der Steuerung und Handhabung sowie durch die gute Integrierbarkeit in konvenionelle Fertigungsverfahren dem Anwender ein breites Spektrum möglicher Einsatzbereiche. Mit einer Strahlquelle ausreichender Laserleistung und entsprechender Strahlqualität können durch Anpassung der Strahlfokussierung und gegebenenfalls mit Hilfe von Integratoren zur Strahlformung Verfahrensprozesse wie Oberflächenveredelung von Metallen, Beschriften und Kennzeichnen von Komponenten, Bohren von Materialien mit minimalen Bohrdurchmessern und das Schweißen metallischer und nichtmetallischer Werkstoffe angewendet werden. Neben der technischen Realisierbarkeit, die durch anwendungsorientierte Grundlagenuntersuchungen zu zeigen ist, entscheidet die Wirtschaftlichkeit der Lasermaterialbearbeitung als wesentlicher Faktor die Ergänzung oder Substitution konventioneller Bearbeitungsverfahren, Faktoren, die die Wirtschaftl ichkeit von Laserbearbeitungseinrichtungen beeinflussen, sind neben den Investitions- und Betriebskosten der Anlage der erreichbare hohe Qualitätsstandard der bearbeiteten Bauteile, die Reduzierung von Nachbearbeitungen, kürzere Fertigungszeiten durch höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten und die Gewichtseinsparung durch entsprechende lasergerechte Konstruktion.