Hochauflösende optische Kohärenztomografie zur automatischen Qualitätsprüfung semitransparenter Materialien:
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| Veröffentlicht: |
Aachen
Apprimus-Verl.
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INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS V
1 EINLEITUNG 1
1.1 NOTWENDIGKEIT DER ZERSTOERUNGSFREIEN CHARAKTERISIERUNG
SEMITRANSPARENTER MA
TERIALIEN 1
1.2 FORSCHUNGSANSATZ UND AUFBAU DER ARBEIT 3
2 CHARAKTERISIERUNG VON DUENNSCHICHTIGEN SEMITRANSPARENTEN MATERIALIEN 7
2.1 QUALITAETSSICHERUNG SEMITRANSPARENTER SYSTEME IN DER
PRODUKTIONSTECHNIK . 7
2.1.1 SCHICHTDICKENMESSUNG SEMITRANSPARENTER FOLIEN 8
2.1.2 WANDSTAERKEMESSUNG VON TRANSPARENTEN GEFAESSEN 9
2.1.3 ANFORDERUNGEN AN EINE OCT-BASIERTE MESSTECHNIK ZUR
QUALITAETSSICHERUNG 10
2.2 TOMOGRAFISCHE CHARAKTERISIERUNG VON KUENSTLICHEN HAUTMODELLEN 10
2.2.1 AUFBAU VON 3D-GEWEBESTRUKTUREN: TISSUE ENGINEERING 11
2.2.2 AUTOMATISIERTE PRODUKTION VON KUENSTLICHEN HAUTMODELLEN 12
2.2.3 HERSTELLUNG VON EINSCHICHTIGEN EPIDERMISMODELLEN 13
2.2.4 HERSTELLUNG VON MEHRSCHICHTIGEN EPIDERMISMODELLEN 15
2.2.5 HISTOLOGISCHE QUALITAETSERFASSUNG VON HAUTMODELLEN 17
2.2.6 QUALITAETSERFASSUNG MITTELS MTT-ET50 ASSAY 18
2.2.7 ABLEITUNG DER ANFORDERUNGEN AN DIE OCT-TECHNIK 19
2.3 FRUEHZEITIGE ZERSTOERUNGSFREIE DIAGNOSE VON ARTHROSE IM KNIEGELENK 20
2.3.1 KLINISCHE DIAGNOSEVERFAHREN ZUR KNORPELUNTERSUCHUNG 21
2.3.2 QUALITAETSKRITERIEN ZUR BEWERTUNG VON KNORPELDEGENERATION 23
2.3.3 ABLEITUNG DER ANFORDERUNGEN AN DIE OCT-TECHNIK 24
2.4 HANDLUNGSBEDARF FUER EINE OCT-BASIERTE QUALITAETSSICHERUNG 25
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11 INHALTSVERZEICHNIS
2.5 STRUKTURIERUNG DER ARBEIT UEBER LEITFRAGEN 27
3 OPTISCHE KOHAERENZTOMOGRAFIE UND DIE WECHSELWIRKUNG VON LICHT UND MA
TERIE 29
3.1 MESSPROZESS IN DER OCT-TECHNOLOGIE 29
3.2 MODELLE ZUR WECHSELWIRKUNG VON LICHT UND MATERIE 31
3.2.1 MODELL FUER DISKRETE REFLEXIONEN AN GRENZFLAECHEN 32
3.2.2 MAKROSKOPISCHE BETRACHTUNG DER ABSORPTION IN MATERIE 34
3.2.3 MODELL FUER DISKRETE STREUER MIT ABSORPTION 35
3.2.4 MODELL FUER MEHRFACHSTREUUNG IN MEDIEN 36
3.3 DISKRETES SCHICHTMODELL DER OPTISCHEN KOHAERENZTOMOGRAFIE 38
3.3.1 MONOCHROMATISCHES LICHT IN EINEM MICHELSON INTERFEROMETER 38
3.3.2 KOHAERENZFUNKTION EINER GAUSSFOERMIGEN POLYCHROMATISCHEN LICHTQUELLE
. . 39
3.3.3 POLYCHROMATISCHES LICHT IN EINEM MICHELSON-INTERFEROMETER 40
3.3.4 FOURIER-TRANSFORMATION DES OCT-SIGNALS 44
3.3.5 SIMULATION DES OCT-SIGNALS VON SCHICHTSYSTEMEN 48
3.4 FUNKTIONSMODI VON OCT-SYSTEMEN 50
3.5 EINSATZGEBIETE DER OPTISCHEN KOHAERENZTOMOGRAFIE 50
3.6 ZWISCHENFAZIT ZU DEN PHYSIKALISCHEN METHODEN UND MODELLEN 53
4 METHODEN ZUR DIMENSIONIERUNG VON OCT-SYSTEMEN 55
4.1 BAUGRUPPEN VON FASEROPTISCHEN FOURIER DOMAIN OCT-SYSTEMEN 55
4.1.1 FASEROPTISCHES MICHELSON-INTERFEROMETER 56
4.1.2 SWEPT-SOURCE-OCT-BASIERTES FASEROPTISCHES MACH-ZEHNDER INTERFERO
METER 58
4.1.3 SPEKTROMETERBASIERTE DETEKTIONSEINHEIT 60
4.1.4 LICHTQUELLEN FUER OCT-ANWENDUNGEN 61
4.1.5 REFERENZSTRECKE UND MESSKOPF 62
4.2 PARAMETRISIERUNG VON OCT-SYSTEMEN 64
4.2.1 BESTIMMUNG DES MESSBEREICHS IN Z-RICHTUNG 65
4.2.2 LATERALES AUFLOESUNGSVERMOEGEN EINES KONFOKALEN OCT-SYSTEMS 66
4.2.3 DIMENSIONIERUNG DER SPEKTRALEN BREITE 67
INHALTSVERZEICHNIS 111
4.3 DIMENSIONIERUNG EINES SPEKTROMETERS FUER OCT-ANWENDUNGEN 69
4.3.1 BLAZE-BEDINGUNG VON BEUGUNGSGITTERN 70
4.3.2 DURCHMESSER DES EINFALLENDEN LICHTSTRAHLS 71
4.3.3 GROESSENVERHAELTNISSE DES SPEKTROMETERS 71
4.4 SIMULATIONSGESTIITZTE AUSLEGUNG EINES OCT-SPEKTROMETERS 73
4.5 ZWISCHENFAZIT ZUR OPTISCHEN AUSLEGUNG VON OCT-SYSTEMEN 77
5 SIGNALVERARBEITUNG UND AUTOMATISIERUNG 79
5.1 SIGNALVERARBEITUNG DER SPEKTROMETER ROHDATEN 79
5.1.1 SCHWARZABGLEICH ZUR REDUKTION VON KANTENEFFEKTEN 81
5.1.2 FENSTERUNG DES SIGNALS UND LECK-EFFEKT 82
5.1.3 SUBTRAKTION DES MITTLEREN FELDES 84
5.1.4 PROJEKTION DES ORTSRAUMS AUF DEN K-RAUM 85
5.2 SIGNAL- UND DATENERFASSUNG 88
5.2.1 STRAHLABLENKUNG DURCH MOTORISIERTE SCANSPIEGEL 89
5.2.2 SIGNALERFASSUNG UND DATENTRANSPORT 92
5.2.3 DATENERFASSUNG UND DARSTELLUNG DREIDIMENSIONALER OCT-BILDER 94
5.3 AUTOMATISIERUNG DES MESSPROZESSES 95
5.3.1 PROZESSKETTE FUER DIE OCT-BASIERTE QUALITAETSPRUEFUNG IN DER
PRODUKTION . 95
5.3.2 AUTOMATISIERTE FOKUSSIERUNG AUF EINE PROBENOBERFLAECHE 97
5.3.3 PROZESSEINBINDUNG UND HARDWARE/SOFTWARE-INTERFACE 98
5.3.4 GESTALTUNG EINES INTEGRIERTEN OCT-SYSTEMS 99
5.3.5 KONZIPIERUNG UND UMSETZUNG VON DREI OCT-SYSTEMEN 101
5.4 ZWISCHENFAZIT ZUR SIGNALVERARBEITUNG UND AUTOMATISIERUNG 102
6 QUALITAETSPRUEFUNG SEMITRANSPARENTER SYSTEME MITTELS OCT 105
6.1 METHODIK ZUR CHARAKTERISIERUNG SEMITRANSPARENTER SYSTEME 105
6.2 CHARAKTERISIERUNG POLYMERBASIERTER SEMITRANSPARENTER SYSTEME 106
6.2.1 VERFAHREN ZUR CHARAKTERISIERUNG VON ABSTAENDEN UND SCHICHTDICKEN .
. . 107
6.2.2 AXIALER EINRICHTUNGSPROZESS EINES OCT-SYSTEMS 108
6.2.3 LINEARITAET DES OBERFLAECHENREFLEXES 110
6.2.4 BESTIMMUNG DES BRECHUNGSINDEX MITTELS OCT 110
6.2.5 CHARAKTERISIERUNG VON SCHICHTDICKEN 111
IV
INHALTSVERZEICHNIS
6.2.6 VERFAHREN ZUM MESSEN MIT SUBPIXEL-AUFLOESUNG 113
6.3 QUALITAETSSICHERUNG VON KUENSTLICHEN HAUTMODELLEN 115
6.3.1 VERFAHREN ZUR CHARAKTERISIERUNG DER OBERFLAECHENTOPOGRAFIE 116
6.3.2 OBERFLAECHENTOPOGRAFIE VON ZWEISCHICHTIGEN HAUTMODELLEN 117
6.3.3 MORPHOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN SEMITRANSPARENTER SYSTEME 120
6.3.4 MORPHOLOGIE DES GEWEBES VON KUENSTLICHEN HAUTMODELLEN 122
6.3.5 DETEKTION VON DEFEKTEN IN SEMITRANSPARENTEN SYSTEMEN 124
6.3.6 OCT-BASIERTE METHODE ZUM MTT-ET50 TEST 125
6.3.7 QUALITAETSSICHERUNG VON KUENSTLICHEN HAUTMODELLEN 128
6.4 METHODEN UND ANSAETZE ZUR ARTHROSEDIAGNOSTIK MITTELS OCT 129
6.4.1 METHODEN ZUR AUTOMATISIERTEN KNORPELGEWEBEANALYSE 130
6.4.2 DREIDIMENSIONALE DATENAUSWERTUNG 132
6.4.3 STUDIE ZUR DEGENERATION VON HUMANEM KNORPELGEWEBE 135
6.4.4 GRENZEN DER AUTOMATISIERTEN BEWERTUNG VON KNORPELGEWEBE 139
6.5 FAZIT ZUR AUTOMATISCHEN QUALITAETSPRUEFUNG MITTELS OCT 140
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 143
LITERATURVERZEICHNIS 147
ANHANG 165
A.L PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN VON ELEKTROMAGNETISCHEN WELLEN 165
A.2 BENUTZEROBERFLAECHE QUALITAETSPRUEFUNG VON HAUTMODELLEN 169 |
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