@phdthesis{Seewald2011,
  author    = {Seewald, Gunter},
  title     = {Lineare und nichtlineare optische Untersuchungen am synthetischen Eumelanin und Entwicklung eines Kaskadenmodells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-59967},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Eumelanin ist ein Fluorophor mit teilweise recht ungew{\"o}hnlichen spektralen Eigenschaften. Unter anderem konnten in fr{\"u}heren Ver{\"o}ffentlichungen Unterschiede zwischen dem 1- und 2-photonen-angeregtem Fluoreszenzspektrum beobachtet werden, weshalb im nichtlinearen Anregungsfall ein schrittweiser Anregungsprozess vermutet wurde. Um diese und weitere optische Eigenschaften des Eumelanins besser zu verstehen, wurden in der vorliegenden Arbeit vielf{\"a}ltige messmethodische Ans{\"a}tze der linearen und nichtlinearen Optik an synthetischem Eumelanin in 0,1M NaOH verfolgt. Aus den Ergebnissen wurde ein Modell abgeleitet, welches die beobachteten photonischen Eigenschaften konsistent beschreibt. In diesem kaskadierten Zustandsmodell (Kaskaden-Modell) wird die aufgenommene Photonenenergie schrittweise von Anregungszust{\"a}nden hoher {\"U}bergangsenergien zu Anregungszust{\"a}nden niedrigerer {\"U}bergangsenergien transferiert. Messungen der transienten Absorption ergaben dominante Anteile mit kurzen Lebensdauern im ps-Bereich und ließen damit auf eine hohe Relaxationsgeschwindigkeit entlang der Kaskade schließen. Durch Untersuchung der nichtlinear angeregten Fluoreszenz von verschieden großen Eumelanin-Aggregaten konnte gezeigt werden, dass Unterschiede zwischen dem linear und nichtlinear angeregten Fluoreszenzspektrum nicht nur durch einen schrittweisen Anregungsprozess bei nichtlinearer Anregung sondern auch durch Unterschiede in den Verh{\"a}ltnissen der Quantenausbeuten zwischen kleinen und großen Aggregaten beim Wechsel von linearer zu nichtlinearer Anregung begr{\"u}ndet sein k{\"o}nnen. Durch Bestimmung des Anregungswirkungsquerschnitts und der Anregungspulsdauer-Abh{\"a}ngigkeit der nichtlinear angeregten Fluoreszenz von Eumelanin konnte jedoch ein schrittweiser 2-Photonen-Anregungsprozess {\"u}ber einen Zwischenzustand mit Lebendsdauern im ps-Bereich nachgewiesen werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Doering2011,
  author    = {D{\"o}ring, Sebastian},
  title     = {Oberfl{\"a}chengitter in azobenzenhaltigen Schichten f{\"u}r organische DFB-Laser},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-59211},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Ein neuentwickeltes azobenzenhaltiges Material, das auf einem supramolekularen Konzept basiert, wird bez{\"u}glich seiner Strukturbildung w{\"a}hrend einer holografischen Belichtung bei 488 nm untersucht. Im Mittelpunkt stehen dabei eindimensionale, sinusf{\"o}rmige Reliefs mit Periodizit{\"a}ten kleiner 500 nm. Es wird gezeigt, wie der Grad der Vernetzung der photosensitiven Schicht die Strukturbildung in diesem Gr{\"o}ßenbereich beeinflusst. Zur Maximierung der Strukturtiefe werden gezielt Prozessparameter der Belichtung sowie Materialparameter variiert. Unter Standardbedingungen und moderaten Belichtungsintensit{\"a}ten von ca. 200 mW/cm² bilden sich innerhalb weniger Minuten bei einer Periode von 400 nm Strukturtiefen von bis zu 80nm aus. Durch die Beeinflussung von Materialparametern, wie Oberfl{\"a}chenspannung und Viskosit{\"a}t, wird die maximale Strukturtiefe auf 160nm verdoppelt. Durch Mehrfachbelichtungen wird auch die Bildung von zweidimensionalen Gittern untersucht. Die Originalstrukturen werden in einem Abformverfahren kopiert und in Schichten von unter UV-Licht aush{\"a}rtenden Polymeren {\"u}bertragen. Durch das Abformen kommt es zu einer geringf{\"u}gigen Verschlechterung der Oberfl{\"a}chenqualit{\"a}t sowie Abnahme der Strukturtiefe. Dieser Verlust wird durch eine Verringerung der Prozesstemperatur verringert. Mithilfe kopierter Oberfl{\"a}chengitter werden organische Distributed Feedback-(DFB)-Laser zweiter Ordnung hergestellt, um den Einfluss von Gitterparametern auf die Emissionseigenschaften dieser Laser zu untersuchen. Dazu erfolgt zun{\"a}chst die Charakterisierung der optischen Verst{\"a}rkungseigenschaften ausgew{\"a}hlter organischer Emittermaterialien mittels der Variablen Strichl{\"a}ngenmethode. Das mit dem Laserfarbstoff Pyrromthen567 (PM567) dotierte Polystyrol (PS) zeigt dabei trotz konzentrationsbedingter geringer Absorption eine vergleichsweise geringe Gewinnschwelle von 50µJ/cm² bei ca. 575 nm. Das aktive Gast-Wirt-System der konjugierten Polymere MEH-PPV und F8BT* weist eine hohe Absorption und eine kleine Gewinnschwelle von 2,5 µJ/cm² bei 630 nm auf. Dieses Verhalten spiegelt sich auch in den Emissionseigenschaften der damit hergestellten DFB-Laser wieder. Die Dicke der aktiven Schichten liegen im Bereich hunderter Nanometer und wird so eingestellt, dass sich nur die transversalen Grundmoden im Wellenleiter ausbreiten k{\"o}nnen. Die Gitterperiode sind so gew{\"a}hlt, dass ein Lichtmode im Verst{\"a}rkungsbereich des Emittermaterials liegt. Die Emissionslinien der Laser sind mit FWHM-Werten von bis zu 0,3 nm spektral sehr schmalbandig und weisen auf eine sehr gute Gitterqualit{\"a}t hin. Die Untersuchungen liefern minimale Laserschwellen und maximale differentielle Effizienzen von 4,0µJ/cm² und 8,4\% f{\"u}r MEH-PPV in F8BT* (bei ca. 640nm) sowie 80 µJ/cm² und 0,9\% f{\"u}r PM567 in PS (bei ca. 575 nm). Die Vergr{\"o}ßerung der Strukturtiefe von 40nm auf 80nm in mit MEH-PPV dotierten F8BT*-Lasern zu einem deutlichen Anstieg der ausgekoppelten Energie sowie der differentiellen Effizienz und einem geringen Absinken der Laserschwelle. Dies ist ein Resultat der erh{\"o}hten Kopplung von Lasermode und Gitter. Die Emission von DFB-Lasern mit zweidimensionalen Oberfl{\"a}chengittern zeigen eine Verringerung der Divergenz aber kein Einfluss auf die Laserschwelle. Abschließend erfolgt eine Vermessung der Photostabilit{\"a}t von DFB-Lasern unter verschiedenen Bedingungen. Das Einbringen eines konjugierten Polymers in eine aktive Matrix sowie der Betrieb in einer Stickstoffatmosph{\"a}re f{\"u}hren dabei zu einer Erh{\"o}hung der Lebensdauer auf {\"u}ber eine Million Pulse. Durch die Kombination von Oberfl{\"a}chengittern in PDMS-Filmen mit elektroaktiven Substraten wird eine elektrisch steuerbare Deformation des Beugungsgitters erreicht und auf einen DFB-Laser {\"u}bertragen. Die spannungsinduzierte Verformung wird zun{\"a}chst in Beugungsexperimenten charakterisiert und ein optimaler Arbeitspunkt bestimmt. Mit den beiden Elastomeren SEBS12 und VHB4910 werden in den Gittern maximale Perioden{\"a}nderungen von 1,3\% bzw. 3,4\% bei einer Steuerspannung von 2 kV erreicht. Der Unterschied resultiert aus den verschiedenen Elastizit{\"a}tsmoduln der Materialien. {\"U}bertragen auf DFB-Laser resultiert eine Variation der Gitterperiode senkrecht zu den Gitterlinien in einer kontinuierlichen Verschiebung der Emissionswellenl{\"a}nge. Mit einem Spannungssignal von 3,25 kV wird die schmalbandige Emission eines elastischen DFB-Lasers kontinuierlich um fast 50nm von 604 nm zu 557 nm hin verschoben. Aus dem Deformationsverhalten sowohl der reinen Beugungsgitter als auch der Laser werden R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Elastizit{\"a}t der verwendeten Materialien gezogen und erlauben Verbesserungen der Bauteile.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Krey2011,
  author    = {Krey, Olaf},
  title     = {Zur Rolle der Mathematik in der Physik : Wissenschaftstheoretische Aspekte und Vorstellungen Physiklernender},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-59412},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Mathematik spielt im Physikunterricht eine nicht unerhebliche Rolle - wenn auch eine zwiesp{\"a}ltige. Oft wird sie sogar zum Hindernis beim Lernen von Physik und kann ihr emanzipatorisches Potenzial nicht entfalten. Die vorliegende Arbeit stellt zwei Bausteine f{\"u}r eine begr{\"u}ndete Konzeption zum Umgang mit Mathematik beim Lernen von Physik zur Verf{\"u}gung. Im Theorieteil der Arbeit werden zum Einen wissenschaftstheoretische Aspekte der Rolle der Mathematik in der Physik aufgearbeitet und der physikdidaktischen Forschungsgemeinschaft im Zusammenhang zug{\"a}nglich gemacht. Zum anderen werden Forschungsergebnisse zu Vorstellungen Lernender {\"u}ber Physik und Mathematik sowie im Bereich der Epistemologie zusammengestellt. Im empirischen Teil der Arbeit werden Vorstellungen zur Rolle der Mathematik in der Physik von Sch{\"u}lerinnen und Sch{\"u}lern der Klassenstufen 10 und 12 sowie Physik-Lehramtstudierenden im Grundstudium mit Hilfe eines Fragebogens erhoben und unter Verwendung inhaltsanalytischer bzw. statistischer Methoden ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen unter Anderem, dass Mathematik im Physikunterricht entgegen g{\"a}ngiger Meinungen bei den Lernenden nicht negativ, aber zumindest bei j{\"u}ngeren Lernenden formal und algorithmisch konnotiert ist.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Malik2011,
  author    = {Malik, Nishant},
  title     = {Extremes in events and dynamics : a nonlinear data analysis perspective on the past and present dynamics of the Indian summer monsoon},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-58016},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {To identify extreme changes in the dynamics of the Indian Summer Monsoon (ISM) in the past, I propose a new approach based on the quantification of fluctuations of a nonlinear similarity measure, to identify regimes of distinct dynamical complexity in short time series. I provide an analytical derivation for the relationship of the new measure with the dynamical invariants such as dimension and Lyapunov exponents of the underlying system. A statistical test is also developed to estimate the significance of the identified transitions. Our method is justified by uncovering bifurcation structures in several paradigmatic models, providing more complex transitions compared with traditional Lyapunov exponents. In a real world situation, we apply the method to identify millennial-scale dynamical transitions in Pleistocene proxy records of the south Asian summer monsoon system. We infer that many of these transitions are induced by the external forcing of solar insolation and are also affected by internal forcing on Monsoonal dynamics, i.e., the glaciation cycles of the Northern Hemisphere and the onset of the tropical Walker circulation. Although this new method has general applicability, it is particularly useful in analysing short palaeo-climate records. Rainfall during the ISM over the Indian subcontinent occurs in form of enormously complex spatiotemporal patterns due to the underlying dynamics of atmospheric circulation and varying topography. I present a detailed analysis of summer monsoon rainfall over the Indian peninsular using Event Synchronization (ES), a measure of nonlinear correlation for point processes such as rainfall. First, using hierarchical clustering I identify principle regions where the dynamics of monsoonal rainfall is more coherent or homogenous. I also provide a method to reconstruct the time delay patterns of rain events. Moreover, further analysis is carried out employing the tools of complex network theory. This study provides valuable insights into the spatial organization, scales, and structure of the 90th and 94th percentile rainfall events during the ISM (June to September). I furthermore analyse the influence of different critical synoptic atmospheric systems and the impact of the steep Himalayan topography on rainfall patterns. The presented method not only helps in visualising the structure of the extremeevent rainfall fields, but also identifies the water vapor pathways and decadal-scale moisture sinks over the region. Furthermore a simple scheme based on complex networks is presented to decipher the spatial intricacies and temporal evolution of monsoonal rainfall patterns over the last six decades. Some supplementary results on the evolution of monsoonal rainfall extremes over the last sixty years are also presented.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Theilmann2011,
  author    = {Theilmann, Florian},
  title     = {Die Kunst der Untersuchung : Essays zu einem erscheinungsorientierten Physikunterricht},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-56145},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit versammelt zwei einleitende Kapitel und zehn Essays, die sich als kritisch-konstruktive Beitr{\"a}ge zu einem "erlebenden Verstehen" (Buck) von Physik lesen lassen. Die traditionelle Anlage von Schulphysik zielt auf eine systematische Darstellung naturwissenschaftlichen Wissens, das dann an ausgew{\"a}hlten Beispielen angewendet wird: Schulexperimente beweisen die Aussagen der Systematik (oder machen sie wenigstens plausibel), ausgew{\"a}hlte Ph{\"a}nomene werden erkl{\"a}rt. In einem solchen Rahmen besteht jedoch leicht die Gefahr, den Bezug zur Lebenswirklichkeit oder den Interessen der Sch{\"u}ler zu verlieren. Diese Problematik ist seit mindestens 90 Jahren bekannt, didaktische Antworten - untersuchendes Lernen, Kontextualisierung, Sch{\"u}lerexperimente etc. - adressieren allerdings eher Symptome als Ursachen. Naturwissenschaft wird dadurch spannend, dass sie ein spezifisch investigatives Weltverh{\"a}ltnis stiftet: man m{\"u}sste gleichsam nicht Wissen, sondern "Fragen lernen" (und nat{\"u}rlich auch, wie Antworten gefunden werden...). Doch wie kann dergleichen auf dem Niveau von Schulphysik aussehen, was f{\"u}r einen theoretischen Rahmen kann es hier geben? In den gesammelten Arbeiten wird einigen dieser Spuren nachgegangen: Der Absage an das zu modellhafte Denken in der ph{\"a}nomenologischen Optik, der Abgrenzung formal-mathematischen Denkens gegen wirklichkeitsn{\"a}here Formen naturwissenschaftlicher Denkbewegungen und Evidenz, dem Potential alternativer Interpretationen von "Physikunterricht", der Frage nach dem "Verstehen" u.a. Dabei werden nicht nur Bez{\"u}ge zum modernen bildungstheoretischen Paradigma der Kompetenz sichtbar, sondern es wird auch versucht, eine ganze Reihe konkrete (schul-)physikalische Beispiele daf{\"u}r zu geben, was passiert, wenn nicht schon gewusste Antworten Thema werden, sondern Expeditionen, die sich der physischen Welt widmen: Die Schl{\"u}sselbegriffe des Fachs, die Methoden der Datenerhebung und Interpretation, die Such- und Denkbewegungen kommen dabei auf eine Weise zur Sprache, die sich nicht auf die Fachsystematik abst{\"u}tzen m{\"o}chte, sondern diese motivieren, konturieren und verst{\"a}ndlich machen will.},
  language  = {de}
}