Dissertation

5.1. Planar integrierte Freiraumoptik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.2. Saphir-GaN-basiertes planar integriertes freiraumoptisches System 102
5.3. Integriertes Messsystem in PMMA zur Streulichtanalyse . . . . . 105
5.3.1. Strahler-Empfäger-Baugruppe . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.3.2. Probenkammer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.3.3. Optische Freiformfläche zur Strahlformung . . . . . . . . . 108
5.3.4. Analyse des Gesamtsystems mit ASAP . . . . . . . . . . . . 110
5.3.5. Messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.3.6. Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.3.6.1. Transmissionssignal . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
5.3.6.2. Streusignal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.3.6.3. Bestimmung der Massekonzentration und des Sauterdurchmessers
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.3.6.4. Nachweisgrenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
5.3.7. Einschätzung der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
5.4. Integration eines Talbotinterferometers zur Partikelanalyse . . . . 121
5.4.1. Entwurf eines Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.4.1.1. Der Talboteffekt bei verschiedenen Wellenformen . 121
5.4.1.2. Strahlformung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5.4.1.3. Toleranz des axialen Position der Selbstabbildung 126
5.4.1.4. Der Talboteffekt in anderen Materialien . . . . . 129
5.4.1.5. Fluidikkanal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
5.4.2. Anforderungen und Toleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . 131
5.4.2.1. Abweichung der Wellenlänge . . . . . . . . . . . . 133
5.4.2.2. Abstand zwischen Gitter und Detektor . . . . . . 133
5.4.2.3. Verdrehung zwischen Gitter und Detektorstreifen 133
5.4.2.4. Laterale Dejustage des Gitters . . . . . . . . . . . 134
5.4.2.5. Axiale Dejustage der Linse . . . . . . . . . . . . . 134
5.4.2.6. Laterale Dejustage der Linse . . . . . . . . . . . . 135
5.4.3. Zusammenfassung der Toleranzanalyse . . . . . . . . . . . . 136
5.4.4. Systementwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
5.5. Zusammenfassung des Kapitels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
6. Zusammenfassung und Ausblick 140
Literaturverzeichnis 144
Symbol- und Abkürzungsverzeichnis 153
A. Anhang 156
A.1. Messdaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
A.2. Berechnung der Feldverteilung hinter einem Gitter . . . . . . . . . 156