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Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIPS) zur Detektion von Wasserstoff in Aluminiumschmelzen. Bei diesem Verfahren wird ein hochenergetischer Laserpuls auf die Probenoberfläche fokussiert. Durch die Wechselwirkungen des Pulses mit der Probe entsteht ein Plasma, dessen Emission spektral analysiert wird. Aus dem Spektrum können so qualitative und quantitative Aussagen über die chemische Zusammensetzung getroffen werden. Ein zu hoher Wasserstoffanteil führt, während des Erstarrungsvorgangs, zur Ausbildung von Poren. Infolgedessen kommt es zur Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften des Gusserzeugnisses. Somit ist eine Qualitätskontrolle während des Prozesses erforderlich. Die derzeitig eingesetzten Verfahren zur Analyse des Wasserstoffgehaltes haben entscheidende Nachteile. Sie können entweder erst nach dem Erstarren der Schmelze durchgeführt werden oder haben einen stark erhöhten Wartungsaufwand. Die LIPS kann eine verschleißarme Echtzeitanalyse unmittelbar im Schmelzprozess bieten. Der Aufbau einer Anordnung zur spektralen Analyse laserinduzierten Plasmen konnte in dieser Arbeit realisiert werden. Hauptaugenmerk lag dabei auf der Zeitsteuerung. Diese verwirklicht die Abstimmung der spektralen Erfassung auf den Laserpuls. Für diese Herausforderung wurde eine Evaluierung verschiedener Varianten durchgeführt. Danach folgte die Charakterisierung der Spektrometersignale und Laserpulse. Bei der anschließenden qualitativen Auswertung der Spektren konnte unter anderem Wasserstoff identifiziert werden. Die Art und Intensität der Emission ist stark abhängig von Messzeit und Messbeginn. Demzufolge musste ein optimales Zeitfenster gefunden werden. Abschließend wurden die Auswirkungen des Energieeintrages auf die Probe untersucht.
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Lichtausbreitung in einstellbaren Mikroringresonatoren. Mikroringresonatoren sind Mikrostrukturen mit mindestens einer geschlossenen Wellenleiterstruktur und einem geraden Wellenleiter (Buswellenleiter). Auf Grund des Resonatoraufbaus besitzen Ringresonatoren die Eigenschaft Licht entsprechend der Wellenlänge zu filtern. Inhalt dieser Arbeit ist die Entwicklung eines einstellbaren optischen Mikroringresonators in Vernier-Anordnung. Die Vernier-Anordnung zeichnet sich durch einen seriellen Aufbau von mindestens zwei Ringen mit einer geringen Radiusdifferenz aus. Der daraus resultierende Vernier-Effekt verursacht eine Vergrößerung des Abstandes der einzelnen Peaks im Resonanz-spektrum. Dieser Effekt kann im Fall eines einstellbaren Mikroringresonators für die Vergrößerung des Einstellbereiches genutzt werden. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes an einen Mikroringresonator mit elektro-optischen Kern kann eine feldabhängige Variation des Brechungsindex erreicht werden. Somit ist eine Veränderung der Resonanzfrequenz des Ringes, Frequenzabstimmung, realisierbar. In dieser Arbeit besteht der Wellenleiterkern aus einem thermotropen Flüssigkristall. Simulationen der Designparametern wie Ringradien und Koppelbereichbreiten konnten mittels Transfermatrixmethode und Finite-Elemente-Methode (FEM) für Mikroringresonatoren in Vernier-Anordnung durchgeführt werden. Die Resultate zeigten, dass Mikroringresonatoren mit zwei bis vier Ringen optimale Filtereigenschaften besitzen. Die Herstellung des optischen Bauteils erfolgt mit Standardprozessen der Siliziumtechnologie. In dieser Arbeit wurden die Lithographiemasken unter Berücksichtigung der simulierten Designparameter entworfen. Die Lithographiemasken beinhalten zusätzliche Strukturen die relevant für ein optimiertes Montagekonzept von flüssigkristallbefüllten Wellenleiter sind. Eine Verschiebung der Resonanzfrequenz, auf Grund der Änderung des Brechungsindexes des Wellenleitermaterials, konnte experimental an Einringresonatoren nachgewiesen werden. Als oberer Wellenleitermantel wurden unterschiedlichen Flüssigkeiten eingesetzt.