A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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System design of optical trapping setups ; Systemdesign für optische Fallenaufbauten
Ziel dieser Dissertation ist die Einführung und Verifikation eines Entwurfsprozesses für optimierte optische Pinzettensysteme. In diesem Prozess werden die Prinzipien aus dem klassischen Optikdesign verwendet und mit einem Modul zur Berechnung optischer Kräfte kombiniert. Dadurch wird es möglich, optimal angepasste Gesamtsysteme zu entwerfen. Diese Sichtweise auf optische Systeme für die Mikromanipulation ermöglicht ferner die Erweiterung des Anwendungsspektrums und die Entwicklung dieser Technologie hin zum kostengünstigen Einsatz im industriellen Umfeld.Die Nähe zur realen Anwendung wird erreicht, indem vorhandene Optikdesignsoftware zur Berechnung des Systemverhaltens genutzt wird und dessen Einflüsse auf die Kraftwirkungen in der optischen Falle auf dieser Grundlage bestimmt werden. Da gängige Optikdesignsoftware und deren Optimierungsverfahren mehrheitlich mit strahlenoptischen Modellen arbeiten, wird in dieser Arbeit die Kraftsimulation ebenfalls nach dem strahlenoptischen Ansatz berechnet. Aufkommende Technologien zur Herstellung optischer Freiformflächen gestatten es, auch unkonventionelle Bauelemente zu fertigen. Daraus ergeben sich im Design neue Freiheitsgrade, die zu neuen Systemkonfigurationen führen. Der Gedanke der Systemoptimierung wird in dieser Arbeit anhand von drei Beispielen dargestellt. Zunächst werden die Optimierungspotentiale eines konventionellen Mikroskopobjektivs aufgezeigt. Mit dem Design und erfolgreichen Test eines kompakten Pinzettensystems mit einem Arbeitsabstand von 650 µm wird die Leistungsfähigkeit des Konzeptes experimentell demonstriert. Ausblickend werden Ansätze für eine spezialisierte Optik für optische Fallen in Luft präsentiert. Durch den erbrachten Nachweis der Funktionalität kann das vorgestellte Entwurfskonzept als allgemeine Grundlage für die Entwicklung spezialisierter Optiken für optische Fallen betrachtet werden. ; The objective of this thesis is the introduction and verification of a holistic design process for optimized optical systems for optical trapping. In ...
System design of optical trapping setups ; Systemdesign für optische Fallenaufbauten
Ziel dieser Dissertation ist die Einführung und Verifikation eines Entwurfsprozesses für optimierte optische Pinzettensysteme. In diesem Prozess werden die Prinzipien aus dem klassischen Optikdesign verwendet und mit einem Modul zur Berechnung optischer Kräfte kombiniert. Dadurch wird es möglich, optimal angepasste Gesamtsysteme zu entwerfen. Diese Sichtweise auf optische Systeme für die Mikromanipulation ermöglicht ferner die Erweiterung des Anwendungsspektrums und die Entwicklung dieser Technologie hin zum kostengünstigen Einsatz im industriellen Umfeld.Die Nähe zur realen Anwendung wird erreicht, indem vorhandene Optikdesignsoftware zur Berechnung des Systemverhaltens genutzt wird und dessen Einflüsse auf die Kraftwirkungen in der optischen Falle auf dieser Grundlage bestimmt werden. Da gängige Optikdesignsoftware und deren Optimierungsverfahren mehrheitlich mit strahlenoptischen Modellen arbeiten, wird in dieser Arbeit die Kraftsimulation ebenfalls nach dem strahlenoptischen Ansatz berechnet. Aufkommende Technologien zur Herstellung optischer Freiformflächen gestatten es, auch unkonventionelle Bauelemente zu fertigen. Daraus ergeben sich im Design neue Freiheitsgrade, die zu neuen Systemkonfigurationen führen. Der Gedanke der Systemoptimierung wird in dieser Arbeit anhand von drei Beispielen dargestellt. Zunächst werden die Optimierungspotentiale eines konventionellen Mikroskopobjektivs aufgezeigt. Mit dem Design und erfolgreichen Test eines kompakten Pinzettensystems mit einem Arbeitsabstand von 650 µm wird die Leistungsfähigkeit des Konzeptes experimentell demonstriert. Ausblickend werden Ansätze für eine spezialisierte Optik für optische Fallen in Luft präsentiert. Durch den erbrachten Nachweis der Funktionalität kann das vorgestellte Entwurfskonzept als allgemeine Grundlage für die Entwicklung spezialisierter Optiken für optische Fallen betrachtet werden. ; The objective of this thesis is the introduction and verification of a holistic design process for optimized optical systems for optical trapping. In ...
System design of optical trapping setups ; Systemdesign für optische Fallenaufbauten
Oeder, Andreas (author) / Sinzinger, Stefan / Denz, Cornelia / Ostendorf, Andreas
2013-09-11
Theses
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English
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