@phdthesis{Kaiser2015, author = {Kaiser, Bert}, title = {Simulation und Charakterisierung eines neuartigen mikromechanischen elektrostatischen Aktors}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-36716}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2015}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiges elektrostatisches Aktorprinzip f{\"u}r mikroelektromechanische Systeme umfassend vorgestellt, beschrieben und modelliert. Das neuartige Aktorprinzip basiert auf einer Transformation der Kr{\"a}fte im elektrischen Feld in mechanische Schichtspannungen derart, dass sich eine Kr{\"u}mmung der Aktoren ergibt. Diese Transformation wird durch die Mikromechanik der Elektroden bewerkstelligt, wodurch deren Gestalt von grundlegender Bedeutung f{\"u}r die Leistungsf{\"a}higkeit der neuartigen Aktoren ist. Zur analytischen Beschreibung des Aktorprinzips wurde ein Modell basierend auf einer Tragwerkn{\"a}herung erstellt. Wichtige Erkenntnisse der Modellierung sind die Existenz von Optima, der Nachweis der Mikromechanik sowie einige Analogien zu Zweischichtaktoren. Das analytische Modell konnte anhand der ebenfalls erstellten FEM Modelle gest{\"u}tzt werden. Umfangreiche Parametervariationen sowie Optimierungen mit unterschiedlichen Zielstellungen erbrachten Erkenntnisse zu Charakteristika, zu Einflussm{\"o}glichkeiten und zu Grenzen der Leistungsf{\"a}higkeit der neuartigen Aktoren. Durch die Charakterisierung erster gefertigter Aktoren konnte erstmalig das neuartige Aktorprinzip nachgewiesen und insbesondere von parasit{\"a}ren Effekten abgegrenzt werden. Es zeigt sich, dass das neuartige Aktorprinzip f{\"u}r die hier dargestellten Aktoren dominierend gegen{\"u}ber den parasit{\"a}ren Effekten ist. Die elektromechanische Charakterisierung wird von Untersuchungen zum elektrischen Verhalten erg{\"a}nzt. Diese zeigen geringe parasit{\"a}re Str{\"o}me und damit eine geringe Leistungsaufnahme. Bemerkenswert in diesem Zusammenhang ist die implizit vielfach nachgewiesene hohe elektrische Durchbruchfestigkeit der Elektroden mit Abst{\"a}nden im Bereich weniger Hundert Nanometer. Explizit nachgewiesen wurde eine herausragende mechanische Festigkeit. Mittels der Charakterisierungsergebnisse konnten zudem alle numerischen Simulationsmodelle validiert werden. Speziell hinsichtlich des Pull-In-Problems konnte gezeigt werden, dass sich aufgrund der geringen Elektrodenabst{\"a}nde und des Hebelprinzips bisherige klassisch formulierte Grenzen erweitern lassen. Damit ist der verwendete L{\"o}sungsansatz f{\"u}r das Pull-In-Problem erfolgreich umgesetzt worden. Dieser erlaubt eine kompakte und im Vergleich zu weiteren L{\"o}sungsans{\"a}tzen weniger komplexe Umsetzung, da keine seitlichen Elektroden, komplizierten Mechaniken oder aufw{\"a}ndige Ansteuerungen f{\"u}r quasistatische Aktoren implementiert werden m{\"u}ssen. Es ist von großer Bedeutung, dass die neuartige Aktorklasse mit einer zu CMOS kompatiblen Standardtechnologie realisiert werden konnte. Dies ist m{\"o}glich, da gezeigt werden konnte, dass das Verhalten der Aktoren maßgeblich von einem {\"a}quivalenten Strukturwinkel bestimmt und sekund{\"a}r von der tats{\"a}chlichen Elektrodengestaltung beeinflusst wird. Damit ist eine Umsetzung aufwendiger alternativer Technologien nicht erforderlich. Das neuartige Aktorprinzip ist nicht auf die in dieser Arbeit vorgestellten Aktoren f{\"u}r Bewegungen aus der MEMS-Ebene heraus beschr{\"a}nkt und ebenso f{\"u}r Bewegungen in der Ebene denkbar. Die Kombination beider Bewegungsrichtungen erm{\"o}glicht die Realisierung zus{\"a}tzlicher und f{\"u}r elektrostatische Prinzipien neuartiger Bewegungsfreiheitsgrade. Eine Erweiterung des Einsatzfeldes auf gr{\"o}ßere und auf kleinere L{\"a}ngenskalen ist durch die Entwicklung entsprechender Technologien vorstellbar.}, subject = {MEMS; Aktor; Antriebsprinzip; Aktor; Antrieb ; MEMS}, language = {de} } @phdthesis{Stolz2023, author = {Stolz, Michael}, title = {Ermittlung und Beurteilung der Zuverl{\"a}ssigkeit von lateralen elektrostatischen Nanoaktoren und ihr Einfluss auf zuk{\"u}nftige Anwendungen}, doi = {10.26127/BTUOpen-6533}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-65332}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2023}, abstract = {In dieser Dissertation wurden Zuverl{\"a}ssigkeitsaspekte der NED-Aktoren betrachtet und ihre Langzeitstabilit{\"a}t untersucht. Die Langzeituntersuchungen an einzelnen NED-Aktoren haben gezeigt, dass insbesondere große elektrische Felder zur Verk{\"u}rzung der Lebensdauer der Aktorik f{\"u}hren k{\"o}nnen. Elektrische Felder beschleunigen Oxidation der NED-Siliziumelektroden. Dabei wurden zwei unterschiedliche Oxidationsmechanismen beobachtet: die anodische Oxidation von Siliziumelektroden im Isolatorbereich und die feldemissionsunterst{\"u}tzte Oxidation. Die beiden Degradationsmechanismen beg{\"u}nstigen das Wachstum des Siliziumoxides an Siliziumelektroden und resultieren in der Ver{\"a}nderung der Oszillationseigenschaften der NED-Aktoren mit der Zeit. Weitere Untersuchungen an den NED-basierten Anwendungen - Mikrolautsprecher haben verdeutlicht, dass solche Faktoren wie Feuchtigkeit die Degradation am meisten forcieren. Durch Passivierung der Aktoren, wobei sie z. B. mit Aluminiumoxid im ALD-Verfahren verkapselt werden, k{\"o}nnen unerw{\"u}nschte Degradationsmechanismen deutlich verlangsamt werden. Durch eine geeignete Materialwahl bei der Verkapselung kann sogar gleichzeitig die Effizienz der Aktoren verbessert werden.}, subject = {Nanoaktor; NED; Zuverl{\"a}ssigkeit; MEMS; Nanoscopic electrostatic drive; Nano actuators; Reliability; Mikroaktor; MEMS; Zuverl{\"a}ssigkeit}, language = {de} } @phdthesis{Schweiger2023, author = {Schweiger, Severin Franziskus Georg}, title = {Additive manufacturing on chip}, doi = {10.26127/BTUOpen-6455}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-64555}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2023}, abstract = {Recent advances in additive manufacturing offer promising opportunities for the fabrication of structures on existing micro-(opto-acoustic )electro-mechanical systems, i.e., chips. This is of particular significance in research and development due to the adaptability and adaptation speed of additive manufacturing. These advantages provide the ability to individualize the fabrication of structures and to enable the rapid prototyping approach. The combination of additive manufacturing on chip already enables current research, especially in photonic and microfluidic fields. Despite this, additive manufacturing on chip has never been applied to acoustic sensors or micro-positioning chips. Such devices could benefit from the mentioned advantages, especially for the fabrication of beam shaping waveguides, packaging, grating and end effector structures. Additive manufacturing by two-photon polymerization lithography gathers interest in industry and research due to its capabilities for the fabrication of structures with minimum feature sizes beyond the diffraction limit. The objective of this work is the investigation of additive manufacturing on chip by two-photon polymerization lithography at the example of an acoustic sensor and a micro-positioning chip. One of the greatest challenges is posed by the optical, thermodynamic, adhesion and alignment effects, which are introduced to the fabrication process by these complex substrates. Optical and thermodynamic models were established, and simulations were performed, culminating in a compensation method to address these effects, which was verified by parameter studies. The substrate alignment was investigated via optical technique, resulting in the development, manufacturing and verification of a novel alignment upgrade to the fabrication system employed in this work. The influence of process materials posed another challenge, as they led to chip performance alterations and restrictions. Chips treated with these materials were characterized, e.g., using high frequency optical microphones. Owing to the high precision of the alignment upgrade and the compensation method developed in this work, additive manufacturing on chip using two-photon polymerization lithography on the investigated devices was reported for the first time and presented for expedient examples, e.g., waveguides, end effectors and gratings. The residue contamination was determined as the main origin of the exhibited performance issues. Development strategies were recommended for further research, to enable additive manufacturing on chip insensitive to residual materials. In this work, the requirements for additive manufacturing on chip were illustrated and the fundamental arrangement to enable the rapid prototyping approach as well as design individualization were demonstrated. The compensation methods developed in this work facilitate upcoming research on desirable chip types that form the basis for optical and microfluidic applications.}, subject = {Additive manufacturing; Microelectromechanical systems; Two-photon polymerization; Capacitive micromachined ultrasonic transducer; Nanoscopic electrostatic drive; Additive Fertigung; Zwei-Photonen Lithographie; Akustische Wellenleiter; Mikronadeln; Mikrofluidik; Additive Fertigung; Mikrofluidik; MEMS; Rapid Prototyping; Microfluidics; Microelectromechanical systems}, language = {en} } @phdthesis{Sicker2018, author = {Sicker, Cornelius}, title = {Grundlegende Untersuchungen zur Phasenmodulation von Licht im Subnanometer-Bereich mittels diffraktiver Mikrospiegelarrays}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-44854}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2018}, abstract = {Mikrospiegelarrays (MMA) erm{\"o}glichen {\"u}ber ihre programmierbare Oberfl{\"a}chentopographie die Phasenmodulation von Licht und fungieren so als Fl{\"a}chenlichtmodulatoren (SLM). Die Phasengenauigkeit, die profilometrisch auf wenige Nanometer kalibriert werden kann, bestimmt die optische Leistungsf{\"a}higkeit der MMAs und ihre Charakterisierung und Verbesserung sind somit essentiell f{\"u}r das Erschließen neuer Anwendungen. Um einen Zugang zur Phasenmodulation diffraktiver MMAs im Subnanometer-Bereich zu schaffen, werden eine ortsaufgel{\"o}ste Streulichtmesstechnik vorgeschlagen, deren Entwicklung beschrieben und experimentelle Ergebnisse diskutiert. Multispektrale Streulichtmessungen sind konsistent mit Beugungsrechnungen, die auf interferometrisch bestimmten Rauigkeitsparametern der Mikrospiegeloberfl{\"a}che beruhen, und offenbaren MMA-Streulicht < 10-4, womit erstmals MMA-Kontraste > 10 000 nachgewiesen werden konnten. Durch die hohe Messempfindlichkeit und Reproduzierbarkeit k{\"o}nnen {\"A}nderungen der MMA-Oberfl{\"a}chentopographie von < 1nm detektiert werden, was in einer intensit{\"a}tsbasierten Kalibrierung der Phasenmodulation Anwendung findet, mit der Graustufen auf wenige Promille genau eingestellt werden k{\"o}nnen. Diese Ergebnisse demonstrieren die hohe Attraktivit{\"a}t eines Streulichtansatzes f{\"u}r die Charakterisierung und Kalibrierung diffraktiver MMAs - und m{\"o}glicherweise auch anderer SLMs.}, subject = {Mikrospiegelarray; Fl{\"a}chenlichtmodulator; Streulicht; Phasenmodulation; Beugung; Micromirror array; Spatial light modulator; Phase modulation; Diffraction; Scattered light; Phasenmodulation; Beugung}, language = {de} } @phdthesis{Uhlig2022, author = {Uhlig, Sebastian}, title = {Silizium-basierte Mikropumpen mit dem lateralen nanoskopischen elektrostatischen Antrieb}, doi = {10.26127/BTUOpen-5952}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-59523}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2022}, abstract = {In dieser Arbeit werden neuartige Mikropumpen auf Siliziumbasis vom Typ oszillierende-Verdr{\"a}ngerpumpe mit einem in der Chipebene operierenden elektrostatischen Antrieb entwickelt, gefertigt und messtechnisch charakterisiert. Der Antriebsmechanismus ist aus einer am Fraunhofer IPMS entwickelten Klasse von Mikroaktoren, bekannt als nanoskopisch elektrostatischer Antrieb (NED) aufgebaut. Zum Einsatz kommen erstmals beidseitig eingespannte laterale NED-Balkenaktoren, prim{\"a}r entwickelt und optimiert f{\"u}r den quasi-statischen Betrieb. Eingebettet in einem Verbund aus drei Siliziumwafern und in Verbindung mit in der Ebene operierenden passiven Klappenventilen, konnte ein regelbarer Fluss in Luft als gasf{\"o}rmiges sowie in Novec7100 als fl{\"u}ssiges F{\"o}rdermedium nachgewiesen werden. Die Entwicklung der Mikropumpen bildet einen Schwerpunkt dieser Arbeit und ist in zwei Abschnitte unterteilt. Eingangs werden Effekte, welche den Betrieb der NED-Balkenaktoren limitieren untersucht sowie Schl{\"u}sselparameter und deren Auswirkung identifziert. Basierend auf der Wahl der F{\"o}rdermedien und den sich daraus ableitenden elektrotechnischen Randbedingungen wurde die Steuerspannung in Luft auf 400 V festgelegt und per Optimierungsverfahren ein Aktordesignpunkt bestimmt. Der zweite Entwicklungsschwerpunkt beinhaltet den Entwurf und die Modellbildung der Mikropumpen mit dem bestimmten Aktordesignpunkt. Hier wurde ein modularer Ansatz zum Aufbau der Pumpe eruiert. Mit sogenannten "Basis-Pumpeinheiten" werden verschiedene Konfigurationen realisiert, was zu unterschiedlichen Pumpeigenschaften f{\"u}hrt. Diese beinhalten unter anderem serielle Anordnungen von NED-Aktoren und Basiseinheiten sowie die parallele Stapelung der Balkenaktoren. Damit unterscheidet sich der laterale Pumpenansatz in seiner Konfigurierbarkeit grundlegend zu klassischen Mikromembranpumpen. Die Etablierung einer Herstellungstechnologie mit stabilem Fertigungsprozess f{\"u}hrte zur erfolgreichen monolithischen Herstellung von Pumpenchips im Scheibenverbund. Der Prozess ist CMOS-kompatibel und beinhaltet verschiedene Technologiemodule. In der fluidischen Bauteilcharakterisierung wurden je nach Anzahl der gestapelten NEDAktoren maximale Flussraten von 6.63 µL/min, 22.85 µL/min, 63.75 µL/min, 72.92 µL/min in Novec7100 gemessen, f{\"u}r jeweils 2, 4, 8, 16 parallele NED-Aktoren entsprechend. Die erreichten Gegendr{\"u}cke sind dabei 2.79 kPa, 6.88 kPa, 20.55 kPa, 29.61 kPa. Typische Antriebsfrequenzen der Mikropumpen liegen im Kilohertz-Bereich, was sich auf den hohen Miniaturisierungsgrad und die damit verbundenen mechanischen Steiffigkeit der NED-Aktoren zur{\"u}ckf{\"u}hren l{\"a}sst. Die Gegen{\"u}berstellung der experimentell bestimmten Kennlinien mit Simulationsdaten aus dem entwickelten Modell der Pumpe, best{\"a}tigen das auf dem NED-Effekt beruhende Pumpprinzip.}, subject = {Micropump; Silicone; Silicium; Mikrosystemtechnik; Halbleiter; Physik; Mikrofluidik; Siliciumhalbleiter; Mikropumpe; Mikrofluidik; Mikrosystemtechnik; Semiconductor}, language = {de} } @phdthesis{Blasl2017, author = {Blasl, Martin}, title = {Elektrooptisch induzierte Wellenleiter in paranematischen Fl{\"u}ssigkristallen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40845}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2017}, abstract = {In dieser Arbeit wird die Entwicklung einer neuartigen fasergekoppelten Wellenleiterweiche beschrieben, womit erstmals das Anwendungspotential elektrooptisch induzierter Wellenleiter f{\"u}r komplexe faseroptische Anwendungen aufgezeigt wird. Die entwickelte Wellenleiterweiche kann das Licht einer Glasfaser auf zwei Glasfasern sowohl wechselseitig schalten als auch mit steuerbarem Leistungsverh{\"a}ltnis aufteilen. Hierzu wird das Prinzip elektrooptisch induzierter Wellenleiter genutzt. Bei diesem Prinzip entsteht in einer aus elektrooptischem Material bestehenden Schicht durch die lokale Brechzahl{\"a}nderung infolge eines elektrischen Feldes oberhalb einer Elektrode ein reversibler Wellenleiter. In den mittels Halbleitertechnologien gefertigten Wellenleiterstrukturen dient das fl{\"u}ssigkristalline Nematogen 5CB als elektrooptisches Material. Hierbei besitzt dessen paranematische Phase eine hohe Transmission {\"u}ber einen breiten Wellenl{\"a}ngenbereich, einen ausgepr{\"a}gten elektrooptischen Kerr-Effekt und eine Relaxationszeitkonstante kleiner einer Mikrosekunde. Neben dem Kerr-Effekt treten in paranematischen Fl{\"u}ssigkristallen elektrooptische Effekte h{\"o}herer Ordnung und ein f{\"u}r die Anwendung kritischer feldinduzierter nematisch-paranematischer Phasen{\"u}bergang auf. In diesem Zusammenhang wird die Eignung paranematischer Fl{\"u}ssigkristalle hinsichtlich der Verwendung in elektrooptisch induzierten Wellenleitern mittels des im Rahmen dieser Arbeit entwickelten D{\"u}nnschichtrefraktometers untersucht.}, subject = {Elektrooptik; Fl{\"u}ssigkristall; Paranematisch; Wellenleiter; Halbleitertechnologie; Electrooptics; Liquid crystal; Paranematic; Waveguide; Semiconductor technology; Elektrooptik; Fl{\"u}ssigkristall; Halbleitertechnologie; Lichtwellenleiter}, language = {de} } @phdthesis{Schulze2022, author = {Schulze, Tim}, title = {MEMS-basierte Komponenten zur Modulation von Terahertzstrahlung in Hohlleitern}, doi = {10.26127/BTUOpen-6166}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-61667}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2022}, abstract = {Der Trend zur Miniaturisierung von elektrischen, optischen und mechanischen Systemen bleibt ungebrochen. So setzt sich diese Entwicklung gleichermaßen im Bereich von THz- Systemen fort, in dessen Zuge zus{\"a}tzliche Potentiale hinsichtlich der Applikationen, des Leistungsverm{\"o}gens aber auch die Reduzierung von Fertigungskosten in Aussicht gestellt werden. Dabei stellen halbleiterbasierte Wellenleitersysteme, vor allem durch ihre hohe Integrationsf{\"a}higkeit, vielversprechende L{\"o}sungen dar. Eine Funktionserweiterung derartiger Systeme l{\"a}sst sich dar{\"u}ber hinaus durch die Integration von fundamentalen Komponenten wie aktuierbaren Wellenleiterschaltern oder auch -Kombiniern und -Splittern erreichen. In diesem Zusammenhang befasst sich diese Arbeit mit der Entwicklung und Charakterisierung von rechteckigen THz-Hohlleiterschaltern aus Silizium, welche auf neuartigen elektrostatischen Biegebalken des Fraunhofer IPMS, auch NEDs genannt, basieren. Dahinf{\"u}hrend erfolgen theoretische Vorbetrachtungen zur Identifizierung und Evaluation von performanzbestimmenden Parametern. Im Anschluss werden mit Hilfe von FEM-Simulationen diverse Schalterkonzepte entwickelt und charakterisiert. Da die NED-Technologie f{\"u}r diese Konzepte noch in Entwicklung ist, erfolgen die experimentellen Funktionsnachweise im Rahmen eines Rapid-Prototyping-Ansatzes mit gedruckten Wellenleiterkomponenten, basierend auf dem Fertigungsverfahren der Zwei-Photonen-Lithographie. Durch die theoretischen Vorbetrachtungen kann vorausgesagt werden, dass Wellenleitersysteme aus Silizium zwingend metallisiert werden m{\"u}ssen und m{\"o}glichst glatte Seitenw{\"a}nde ben{\"o}tigen. Zus{\"a}tzlich wird der Pull-in-Effekt als Limitierung der NED-Auslenkung und des Schaltverm{\"o}gens identifiziert. Anhand der FEM-Simulationen wird gezeigt, dass Schaltkonzepte, bei denen zwei NEDs den Wellenleiter l{\"a}ngs entlang der langen Querschnittsseite schließen, am vorteilhaftesten sind. Außerdem wird nachgewiesen, dass L{\"u}cken zwischen den NEDs und den Seitenw{\"a}nden parallel zur NED-Auslenkung signifikanten Einfluss auf das D{\"a}mpfungsverm{\"o}gen des Schalters nehmen und damit nur Gr{\"o}ßen von wenigen Mikrometer einnehmen d{\"u}rfen. Gedruckte Wellenleiter mit integrierten Biegebalkenstrukturen liefern letztlich einen experimentellen Funktionsnachweis. Statische Bauteile ohne bewegliche Strukturen und elektrostatisch aktuierbare Bauteile erlauben es dabei, die {\"A}nderung der Cutoff-Frequenz und der D{\"a}mpfung w{\"a}hrend des Schließvorganges quantitativ zu bestimmen. Die gemessene D{\"a}mpfung betr{\"a}gt dabei etwa 20 dB. Folglich erlaubt die Identifizierung von diversen Limitierungen und einflussnehmenden Parametern sowie deren Absch{\"a}tzung und experimentelle Funktionsnachweise, die Entwicklung eines NED-basierten Wellenleiterschalters zu f{\"o}rdern. Dar{\"u}ber hinaus zeigen die experimentellen Versuche, dass sich die Zwei-Photonen-Lithographie im hohen Maße zur Prototypen- und Kleinserienfertigung von statischen Wellenleiterkomponenten des THz- und Mikrowellenbereiches eignet.}, subject = {Terahertz; Wellenleiterschalter; MEMS; Zwei-Photonen-Lithographie; Schneller Prototypenbau; Terahertz; Waveguide switch; MEMS; Two-photon lithography; Rapid prototyping; MEMS; Rapid Prototyping ; Hohlleiter}, language = {de} } @phdthesis{Wall2024, author = {Wall, Franziska}, title = {Nichtlineare, quasi-statische Modellierungsans{\"a}tze f{\"u}r elektrostatische Aktoren}, doi = {10.26127/BTUOpen-6762}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-67626}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Diese Arbeit fokussiert sich auf die quasi-statische Modellierung f{\"u}r den Grenzfall niedriger Frequenzen. Die mathematische Modellstruktur des differentiell elektrostatisch angetriebenen Nano-e-Drive-Aktors wird beleuchtet und eine Methode der Parametersch{\"a}tzung auf Basis der harmonischen Verzerrungen vorgestellt. Dies erlaubt die Modellierung der gesamten Statik des Aktors. Die Pull-in Spannung, f{\"u}r welche die Elektroden in Kontakt kommen und das Bauteil kurzgeschlossen wird, kann zerst{\"o}rungsfrei bestimmt werden. Beispielhaft wird die Anwendung als Mikrolautsprecher diskutiert. Diese Anwendung ist durch ein stark ged{\"a}mpftes System, das ein breitbandiges Signal wiedergeben soll, gepr{\"a}gt. Zielgr{\"o}ßen sind der Schalldruckpegel, der zur Auslenkung der Aktoren verkn{\"u}pft ist und harmonische Verzerrungen, welche ein Maß f{\"u}r die Wiedergabequalit{\"a}t sind. Weiterhin werden Strategien zur effizienten Verkn{\"u}pfung des ordnungsreduzierten Modells mit FEM-Simulationen zur Einsch{\"a}tzung von Fertigungstoleranzen aufgezeigt und neue Design-Richtungen zur Verbesserung des Aktors vorgeschlagen. Am Beispiel des Cantilevers wird demonstriert, dass die zerst{\"o}rungsfreie Sch{\"a}tzung des Pull-ins auf andere MEMS-Systeme {\"u}bertragbar ist. Abschließend wird eine effektive Methode zur Modellkonstruktion aus FEM Simulationen im Fall eines differentiellen Antriebs f{\"u}r Systeme, die auf ein ordnungsreduziertes Modell mit einem Freiheitsgrad projiziert werden k{\"o}nnen, vorgestellt.}, subject = {Elektrostatische Aktoren; Electrostatic actuators; Pull-in; Harmonische Verzerrungen; MEMS; Harmonic distortions; Aktor; Verzerrung ; MEMS}, language = {de} } @phdthesis{Blasl2017, author = {Blasl, Martin}, title = {Elektrooptisch induzierte Wellenleiter in paranematischen Fl{\"u}ssigkristallen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-42215}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2017}, abstract = {In dieser Arbeit wird die Entwicklung einer neuartigen fasergekoppelten Wellenleiterweiche beschrieben, womit erstmals das Anwendungspotential elektrooptisch induzierter Wellenleiter f{\"u}r komplexe faseroptische Anwendungen aufgezeigt wird. Die entwickelte Wellenleiterweiche kann das Licht einer Glasfaser auf zwei Glasfasern sowohl wechselseitig schalten als auch mit steuerbarem Leistungsverh{\"a}ltnis aufteilen. Hierzu wird das Prinzip elektrooptisch induzierter Wellenleiter genutzt. Bei diesem Prinzip entsteht in einer aus elektrooptischem Material bestehenden Schicht durch die lokale Brechzahl{\"a}nderung infolge eines elektrischen Feldes oberhalb einer Elektrode ein reversibler Wellenleiter. In den mittels Halbleitertechnologien gefertigten Wellenleiterstrukturen dient das fl{\"u}ssigkristalline Nematogen 5CB als elektrooptisches Material. Hierbei besitzt dessen paranematische Phase eine hohe Transmission {\"u}ber einen breiten Wellenl{\"a}ngenbereich, einen ausgepr{\"a}gten elektrooptischen Kerr-Effekt und eine Relaxationszeitkonstante kleiner einer Mikrosekunde. Neben dem Kerr-Effekt treten in paranematischen Fl{\"u}ssigkristallen elektrooptische Effekte h{\"o}herer Ordnung und ein f{\"u}r die Anwendung kritischer feldinduzierter nematisch-paranematischer Phasen{\"u}bergang auf. In diesem Zusammenhang wird die Eignung paranematischer Fl{\"u}ssigkristalle hinsichtlich der Verwendung in elektrooptisch induzierten Wellenleitern mittels des im Rahmen dieser Arbeit entwickelten D{\"u}nnschichtrefraktometers untersucht.}, subject = {Elektrooptik; Fl{\"u}ssigkristall; Paranematisch; Wellenleiter; Halbleitertechnologie; Electrooptics; Liquid crystal; Paranematic; Waveguide; Semiconductor technology; Elektrooptik; Fl{\"u}ssigkristall; Halbleitertechnologie; Lichtwellenleiter}, language = {de} }