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This master thesis investigates a new method for the feature extraction of gray scale images, the so called „Non-Euclidean Principal Component Analysis“ 1. Thereby the standard inner product of the Euclidean space is substituted by a semi inner product in the well known learning rule of Oja and Sanger. The new method is compared with the standard principal component analysis (PCA) by extracting features (feature vectors) of different databases with class labels and judged regarding the accuracies of „Border Sensitive Generalized Learning Vector Quantization“ (BSGLVQ), „Feed Forward Neural Networks“ (FFNN) and the „Support Vector Machines“ (SVM).
Die Zielstellung dieser Masterarbeit ist die Entwicklung eines Flüssigkeit- Dosimeter-Systems für die nicht- thermische Elektronenstrahlbehandlung von Flüssigkeitsproben geringer Volumina (Schichtdicke von 100 µm, Volumen: 70 µl oder 230 µl) innerhalb des eingebetteten Forschungsprojektes ELVIRA. Dieses Projekt ist im Bereich der Veterinärmedizin angesiedelt und soll dort Anwendung finden. In dieser Aufgabenstellung sind eigenständige Literaturrecherchen, Planung des
Tätigkeitsumfanges bezüglich der Parametervariation und Untersuchungen zu realisieren
Der Gegenstand dieser Arbeit ist die Konzeptentwicklung und Machbarkeitsprüfung
eines technologischen Fertigungsablaufs für die Herstellung flexibler
thermoelektrischer Generatoren. Durch die Zusammenfassung der physikalischen
Grundlagen der Thermoelektrik, den notwendigen Materialkenngrößen
und Materialeigenschaften wird ein Konzept und ein technologischer Fertigungsablauffür einen flexiblen thermoelektrischen Generator entwickelt. Zu den jeweiligen Fertigungsschritten folgen, unter Verwendung von Lasertechnik und Dosiersystem (Dispenser), experimentelle Untersuchungen. Die Fertigungsschritte umfassen das Laserbohren von Glasvlies, Dispensen von metallhaltigen Pasten auf Glasgewebe, das Lasersintern dieser gedruckten Strukturen zur Erzeugung der Metallkontakte und Simulationsuntersuchungen zum Lasersintern des thermoelektrischen Materials. Die jeweiligen Ergebnisse werden charakterisiert und daraus Parameterzusammenhänge abgeleitet und dargestellt. Abschließend folgt die Ergebnisdiskussion mit den zugehörigen Schlussfolgerungen. Hinweise und Optimierungsmöglichkeiten der einzelnen Fertigungsschritte werden im Ausblick aufgezeigt
This thesis investigated the generation of laser induced periodic surface structures (LIPSS) using femtosecond laser irradiation at a central wavelength of 775 nm.
The metals stainless steel and copper as well as a semiconducting thin film, ITO on glass substrate were investigated. The impact of the processing parameters was studied for single and multiple pulse irradiation to determine the ablation threshold of the materials
and the different types of LIPSS. These observations allowed the optimisation of area structuring with regards to processing speed and LIPSS quality.
The feasibility of the LIPSS generation in dynamic, real time polarisation control was then explored. By using a fast response, liquid-crystal polarisation rotation device, the direction of the linear polarisation of the laser beam could be dynamically controlled and synchronised to the scanning during laser processing. As a result, a range of complex micro- and nano-scale patterns with orthogonal direction of LIPSS were created. The samples were analysed using optical and electron microscopy. The orientation of the LIPSS was determined also from detection of light diffracted by the LIPSS.
Finally, two applications of large area LIPSS patterning were demonstrated, information encoding on metals and periodic structuring of a thin film conducting oxide for solar cells.
Die Ingenieure der Abteilung Außengeräusch der BMW AG sind für die Kontrolle und Überwachung gesetzlicher Ziele des Außengeräuschs für Serienfahrzeuge und für neue, in der Entwicklung befindliche, Fahrzeuge verantwortlich. Dafür
werden derzeit aufwendige Vorbeifahrtmessungen durchgeführt. Da die Abgasanlage eine der Hauptgeräuschquellen am Fahrzeug darstellt, kann über Änderungen Einfluss auf das Vorbeifahrtgeräusch genommen werden. In Zukunft sollen die zeit- und kostenaufwendigen Vorbeifahrtmessungen auf ein
Minimum reduziert und Änderungen an Abgasanlagen im Prüfstand mit Blick auf die Vorbeifahrt bewertet werden.
In dieser Arbeit werden die grundsätzlichen Randbedingungen und Eigenschaften eines solchen Prüfstandes geklärt und bewertet.
Im Rahmen dieser Masterarbeit wird der Aufbau einer Messapparatur, die zum Nachweis von Ozonkonzentrationen in Flüssigkeiten dienen soll, analytisch betrachtet und
erstellt. Unterschiedlichste Erkenntnisse über die zu messende Substanz sowie verschiedene bestehende Messmethoden fungieren als Basis für die Untersuchungen. Zur
analytischen Anwendung nutzt man die Eigenschaft der Ozonmoleküle, elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Bereich zu absorbieren. Die Herstellung von Ozonkon-zentrationen während der Untersuchung erfolgt mittels eines eigens von Fresenius Medical Care Deutschland GmbH erstellten Ozongenerators und wird durch einen Prüfstand für Materialbeständigkeitsuntersuchungen auf eine messtechnisch erfassbare Konzentration verdünnt. Dieser Vorgang wird an Hand eines mathematischen Modells beschrieben.
nicht vorhanden
Die Gauß-Prozess Regression ist eine vielseitige Variante zur datenbasierten Modellierung komplexer technischer Systeme. Mit dem approximativen Übergang zu spärlichen Gauß-Prozess Modellen wird eine Möglichkeit aufgezeigt, Regressionsanalyse auf sehr großen Datensätzen durchzuführen. Die Approximation wird dadurch induziert, dass nur eine repräsentative Trainingsdatenmenge zur Erstellung des Regressionsmodells genutzt wird. Hierbei werden zwei unterschiedliche Approximationen, die dadurch auf verschiedene Regressionsverfahren führen, genauer betrachtet. Zur Selektion der wichtigsten Datenpunkte werden unterschiedliche Methoden und Strategien vorgestellt. Dazu sind auch eigene Ideen mit betrachtet und realisiert worden. Anhand eines praxisbezogenen Datensatzes werden diese unter mehreren Gesichtspunkten miteinander verglichen.
Inhalt dieser Arbeit sind grundlegende Untersuchungen zur Mikrostrukturierung und zum Ablationsverlauf eines spintronischen Nanometerschichtstapels mittels Femtosekundenlaserstrahlung. Die Abtragsergebnisse werden mittels Rasterelektronenmikroskop und Rasterkraft-Mikroskopie evaluiert. Der Einfluss der eingestrahlten Fluenz und des Bestrahlungsregimes auf den Materialabtrag werden untersucht. Ziel ist es, Strukturen im einstelligen Mikrometerbereich in den Schichtstapel einzubringen
Die Altersbestimmung von Blutspuren kann wichtige Hinweise zum Tathergang und dessen Rekonstruktion liefern. Gegenwärtige Methoden dafür sind oft aufwändig und teuer. In dieser Arbeit wird eine Laborstudie vorgestellt, welche die Grundlage für eine neue computergestützte Methodik bereitstellt. Dabei dienen die Konzentrationen verschiedener Blutbestandteile, die morphologischen Veränderungen und die variierenden Farbinformation der Blutspur über die Zeit als Datengrundlage. Der ermittlungsrelevante Alterungsprozess wurde in dieser Studie mittels mikroskopischer und spektroskopischer Aufnahmen untersucht. Die zeitkorrelierten Merkmalsänderungen sollen zukünftig für die computergestützte Auswertung einen sogenannten Featurevektor zur Verfügung stellen, der als Grundlage für einen Altersbestimmungsschlüssel dienen soll. Die Suche nach diesen Features ist Kern dieser Arbeit. Es konnte beobachtet werden, dass es in den ersten eineinhalb Stunden vor allem morphologische Veränderungen gibt. Danach tritt die Farbänderung des Blutes als entscheidendes Merkmal in den Vordergrund, die bis zu einem Zeitraum von mindestens 3 Wochen nachweißbar ist. Als bestgeeignetes Feature hat sich jedoch das Verhältnis der Hämoglobinderivate über die Zeit herausgestellt, dass in darauf aufbauenden Experimenten weiter untersucht werden soll. So kann die nach dem Zurücklassen eines Blutfleckes verstrichene Zeit schon vor Ort ohne die Hilfe von Labormaterial bestimmt werden.
Ziel der Masterarbeit ist es, auf einem Prototyp ähnlich der IM 151-3 aus der Siemens-Produktreihe SIMATIC ET 200 S, eine alternative Firmware zu installieren und eine Studie der technischen Realisierbarkeit anzufertigen. Dabei soll lediglich Standard-Ethernet-Komponenten verwendet und die Reaktionszeit des Systems, bestehend aus Standard-PC zur Steuerung und IM, bestimmt werden. Mögliche Einsatzgebiete sollen aufgezeigt werden.
In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen präsentiert, die sich mit der flächigen Strukturierung von Stahl beschäftigen. Es kamen dabei Laserpulse im Femto- bzw. Pikosekundenbereich zum Einsatz. Untersucht werden sollte, inwieweit sich die Dauer des
Laserpulses auf das Abtragsergebnis auswirkt. Es sollte eine Verbindung zwischen den unterschiedlichen Wechselwirkungsmechanismen der ultrakurzen Laserpulse mit dem Metall und dem erzeugten Strukturierungsergebnis gezogen werden.
Es zeigte sich, dass mit kürzeren Laserpulsen mehr Material ablatiert werden konnte als mit längeren Laserpulsen. Dies liegt in der höheren Eindringtiefe von energiereichen Elektronen begründet, die bei kürzeren Laserpulsen aufgrund der höheren Anregungsdichte vorliegt. Es werden in dieser Arbeit erste Modellvorstellungen zur Energieausbreitung im Metall präsentiert, die auf der Bewegung von hochenergetischen Elektronen beruhen.
Bei den Untersuchungen zeigte sich ebenfalls, dass die mittlere Rauigkeit des Strukturbodens beim Einsatz kürzerer Laserpulse geringer war als bei Verwendung längeren Laserpulsen.
Es konnten weiterhin Effekte festgestellt werden, die sich insbesondere bei der Strukturierung
mit einer hohen Anzahl von Laserpulsen einstellen. Hierbei wäre der Effekt der Inkubation zu
nennen, sowie die Plasmaabschirmung des Laserpulsesund die Wärmeakkumulation im Werkstück.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit Untersuchungen zur Erzeugung von Ripple-Strukturen mittels Femtosekundenlaserstrahlung. Hierfür erfolgten zunächst allgemeine Untersuchungen zur Ausbildung von Ripple-Strukturen in Abhängigkeit von der Fluenz und der Pulsanzahl. Im Anschluss wurden mit Hilfe eines Interferometeraufbaus Untersuchungen zur zeitlichen Entstehung von Ripplen durchgeführt. Hierbei wird ein einfallender Teilstrahl durch einen Beamsplitter in zwei Teilstrahlen aufgeteilt. Einer der beiden Teilstrahlen besitzt einen festen Strahlweg und dient der Ripple-Erzeugung. Beim zweiten Teilstrahl ist der Strahlweg durch eine Linearache variabel. Durch diesen variablen Strahlweg treffen beide Teilstrahlen mit einem zeitlichen Versatz auf die Probenoberfläche. In Abhängigkeit dieses zeitlichen Versatzes sollen unterschiedliche Stadien der Ausbildung von Ripple-Strukturen beobachtet werden, um daraus Rückschlüsse bezüglich der zeitlichen Entstehung zu ziehen.
Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit Untersuchungen der Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften von flexiblen CIGS-Dünnschichtsolarzellen nach Strukturierung mittels Pikosekundenlaser. Die laserbasierte Strukturierung führt zu einer besseren Kontrolle der Bearbeitungsergebnisse, als mit dem üblichen Verfahren mittels Nadel-Ritzen möglich ist. Zur Kontrolle wird der Parallelwiderstand der Solarzelle herangezogen. Durch ihn kann der Einfluss der Laserbearbeitung auf das Solarzellenmaterial beurteilt werden. Zur elektrischen Charakterisierung wurden an lasergenerierten Strukturen IU-Kennlinienmessungen vorgenommen, aus denen der Parallelwiderstand ermittelt wurde. Die Höhe des Widerstandes gibt Auskunft über die Stärke der Schädigung des Solarzellenmaterials. Ein hoher Widerstand deutet dabei auf eine schädigungsarme Bearbeitung. Zur Bestätigung der gewonnen Ergebnisse aus den elektrischen Messungen wurden REM-Aufnahmensowie Abtragstiefenmessungen herangezogen.
Das Thema der vorliegenden Masterarbeit ist die Herstellung von Fresnel-Zylinderlinsen mittels Fluorlasermikrostrukturierung im Maskenprojektionsverfahren. Anhand einer, nach den theoretischen Grundlagen berechneten, Fresnel-Linse erfolgt die Berechnung von Maskengeometrien auf Basis zweier unterschiedlicher Methoden.
Des Weiteren werden Möglichkeiten zur Optimierung der Maskengeometrie vorgestellt, mit denen die Funktion der Masken verbessert werden kann. Durch die Korrektur ist die Herstellung von Fresnel-Zylinderlinsen mit definiertem Krümmungsradius möglich.
Cell-free protein synthesis is gaining increasing importance in basic and applied research as a result of advances that have been made in the past years. This study successfully established a commercially available coupled in vitro transcription/translation system for DNA expression templates based on HeLa cell lysate and suitable detection methods. Possibilities to establish an inexpensive in-house CFPS system based on E. coli lysate were elucidated. Cell-free extract from E. coli strains HB101, JM109 and B (Luria) was generated using sonication and a streamlined procedure for the creation of a reaction mix for convenient and simple application in CFPS systems was established. Of the three strains tested using the in-house protocol, neither exhibited any CFPS activity.
Influenza Viren sind einzelsträngige RNA Viren, welche in drei unterschiedliche Typen unterteilt werden: A, B und C. Sie alle besitzen ein in acht Segmente unterteiltes Genom. Während Viren vom Typ B und C eher langsam im Menschen evolvieren, evolvieren Viren vom Typ A sehr schnell und verursachen milde bis schwere Erkrankungen. Sie sind daher eine ständige Gefahr für den Menschen. Neben den üblichen genetischen Mutationen zur Veränderung des Erbguts hat Influenza die Fähigkeit zur Reassortierung. In diesem Fall muss eine Wirtszelle gleichzeitig von zwei (oder mehr) unterschiedlichen Influenza Viren befallen sein, welche als neuer Virus von der Wirtszelle hervorgebracht werden und Segmente von beiden (allen) gleichzeitig infizierenden Vieren enthalten. Neben diesem speziellen Fall von Reassortierungen haben Influenza A Viren bereits eine hohe Mutationsrate. Ursache für die schnelle genetische Veränderung und die damit verbundene Umgehung des Immunsystems des Wirts, ist eine Polymerase der eine proofreading-Untereinheit fehlt. Speziell genetische Veränderungen in einem der beiden Oberflächenglykoproteinen - Hämagglutinin (HA) - können massive Auswirkungen auf die Fähigkeit des Virus haben, Menschen zu infizieren. Dieses Protein zeigt bevorzugte Aminosäuren auf, welche unter extremen Selektionsdruck stehen. Genetische Veränderungen in diesem Proteinen ist einer der Hauptgründe dafür, dass Influenza A Viren das Immunsystems des Wirts umgehen können, da dieses bevorzugt von Antikörpern erkannt wird. Exogenes Material wird sehr spezifisch durch das Immunsystem erkannt und ist sehr speziell auf die Oberfläche einiger Aminosäuren und deren Eigenschaften angepasst. Schon kleine Veränderungen an bekannten, wichtigen Stellen können zum Umgehen der Immunantwort des Wirts führen, da die Bindung und damit die Markierung durch Antikörper beeinträchtigt ist. Die hohe Mutationsrate von Influenza A Viren, speziell im HA protein, ist der Grund für die Notwendigkeit von jährlichen Impfungen.