Blitzlampentemperung zählt zu den Kurzzeittemperverfahren, da die Erwärmung und Abkühlung einer Schicht im Bereich von Millisekunden liegen. Mit Hilfe von Blitzlampen durchgeführte Temperung dient zur oberflächennahen Erwärmung. Hierbei handelt es sich um einen thermischen Prozess, der Materialeigenschaften verändern kann. Durch die Blitzlampentemperung kann der Schichtwiderstand von transparenten leitfähigen Oxidschichten reduziert und die Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich erhöht werden. In der vorliegenden Forschungsarbeit wird das Prozessverhalten von dynamischen Prozessen bei Indium-Zinn-Oxid Schichten experimentell dargelegt. Dazu wurde der Einfluss von verschiedenen Prozessparametern wie Energiedichte und Pulszeit eines Blitzes erforscht. Für Schichten mit einer Schichtdicke von 150 nm konnte nach der Behandlung ein Widerstand von 14 Ω erreicht werden. Für die Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich wurden 87 % erzielt.
Aktualisiert: 2023-01-31
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Möchte man ein optisches System kontrollieren und optimieren, so muss man es zunächst verstehen. Dafür ist die Kenntnis über die fundamentalen physikalischen Prozesse wichtig. Dazu zählen auch die Limitierungen des Systems. Ebendiese werden in der vorliegenden Arbeit für das System Flüstergalerieresonator (FGR) aus Lithiumniobat (LN) untersucht. In diesem monolithischen Resonatortyp wird Licht durch totale interne Reflexion geführt und lediglich durch Absorption und Streuung des Wirtsmaterials gedämpft. LN wiederum ist eines der treibenden Materialien der nichtlinearen Optik, was es zu einem interessanten Gegenstand der Forschung macht.
Insgesamt besteht noch Handlungsbedarf bei der Charakterisierung von FGR aus LN hinsichtlich ihrer Güte und zeitlichen Frequenzstabilität. Genau diesen beiden Themen widmet sich die vorliegende Arbeit. Dazu werden nach einer Einführung in das Konzept des FGR (Kapitel 2) die linearen Verlustkanäle in FGR aus LN untersucht. Dabei wird die Grenze der Güte ausgelotet, und Veredelungsverfahren werden erprobt (Kapitel 3). Anschließend rücken die nichtlinear-optischen Verlustkanäle in den Fokus der Betrachtung (Kapitel 4). Im Mittelpunkt stehen dabei die Raman-Streuung und parasitäre OPO-Prozesse. Welche physikalischen Effekte Einfluss auf die zeitliche Stabilität der Resonanzen eines FGR nehmen, wird in Kapitel 5 untersucht. Dazu werden zunächst die möglichen Ursachen einer Frequenzverschiebung herausgearbeitet, bevor die Effekte selbst getrennt voneinander untersucht werden. Abschließend werden die Ergebnisse dieser Arbeit in Kapitel 6 zusammengefasst.
Aktualisiert: 2022-05-04
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Werkstoffe auf Basis duroplastischer Harze besitzen exzellente Gebrauchseigenschaften für viele Bereiche des industriellen Einsatzes. Vor allem durch die Spritzgießverarbeitung rieselfähiger duroplastischer Formmassen entsteht ein hohes Substitutionspotential gegenüber Bauteilen aus Metallen oder Hochleistungsthermoplasten. Jedoch führen bestehende Erkenntnisdefizite im Prozessverständnis zu Ressentiments hinsichtlich des Einsatzes duroplastischer Werkstoffe. Ziel der Untersuchungen dieser Arbeit war die Ermittlung und Analyse der prozessinduzierten Werkstoffstruktur von spritzgegossenen technischen Phenolharzformteilen. Dabei wurden zum einen das Füllen der Werkzeugkavität und die sich ausbildende Faserorientierung untersucht und zum anderen die sich während des Temperns verändernde chemische Struktur. Anhand von Platten- sowie Zugprüfkörpern wurden sowohl beim Spritzgießen als auch beim Tempern Parametervariationen durchgeführt und die jeweils resultierende Werkstoffstruktur sowie deren Einfluss auf die Formteileigenschaften analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Strömungsverhältnisse während der Werkzeugfüllung stark von den Prozessparametern und der Werkstoffzusammensetzung abhängig sind. Dadurch wird auch die Faserorientierung beeinflusst, sodass im Formteil lokal und richtungsabhängig stark unterschiedliche Eigenschaften entstehen können. Darüber hinaus konnte anhand einer alternativen Tempermethode geklärt werden, warum es beim Tempern zu einem Abfall der mechanischen Eigenschaften kommt und eine Möglichkeit zur Vermeidung gegeben werden.
Aktualisiert: 2020-12-16
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