The analysis of heterogeneous, complex data sets has become important in many scientific domains. With the help of scientific visualization, researchers can be supported in exploring their research results. One domain, where researchers have to deal with spatio-temporal data from different sources including simulation, observation and time-independent data, is meteorology. In this thesis, a concept and workflow for the 3D visualization of meteorological data was developed in cooperation with domain experts. Three case studies have been conducted based on the developed concept. In addition, the concept has been enhanced based on the experiences gained from the case studies. In contrast to existing all-in-one software applications, the proposed workflow employs a combination of existing software applications and their extensions to make a variety of already implemented visualization algorithms available. The workflow provides methods for data integration and for abstraction of the data as well as for generating representations of the variables of interest. Solutions for visualizing sets of variables, comparing results of multiple simulation runs and results of simulations based on different models are presented. The concept includes the presentation of the visualization scenes in virtual reality environments for a more comprehensible display of multifaceted data. To enable the user to navigate within the scenes, some interaction functionality was provided to control time, camera, and display of objects. The proposed methods have been selected with respect to the requirements defined in cooperation with the domain experts and have been verified with user tests. The developed visualization methods are used to analyze and present recent research results as well as for educational purposes. As the proposed approach uses generally applicable concepts, it can also be applied for the analysis of scientific data from other disciplines. / In nahezu allen Wissenschaftsdisziplinen steigt der Umfang erhobener Daten. Diese sind oftmals heterogen und besitzen eine komplexe Struktur, was ihre Analyse zu einer Herausforderung macht. Die wissenschaftliche Visualisierung bietet hier Möglichkeiten, Wissenschaftler bei der Untersuchung ihrer Forschungsergebnisse zu unterstützen. Eine der Disziplinen, in denen räumlich-zeitliche Daten aus verschiedenen Quellen inklusive Simulations- und Observationsdaten eine Rolle spielen, ist die Meteorologie. In dieser Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit Experten der Meteorologie ein Konzept und ein Workflow für die 3D-Visualisierung meteorologischer Daten entwickelt. Dabei wurden drei Fallstudien erarbeitet, die zum einen auf dem erstellten Konzept beruhen und zum anderen durch die während der Fallstudie gesammelten Erfahrungen das Konzept erweiterten. Der Workflow besteht aus einer Kombination existierender Software sowie Erweiterungen dieser. Damit wurden Funktionen zur Verfügung gestellt, die bei anderen Lösungsansätzen in diesem Bereich, die oft nur eine geringere Anzahl an Funktionalität bieten, nicht zur Verfügung stehen. Der Workflow beinhaltet Methoden zur Datenintegration sowie für die Abstraktion und Darstellung der Daten. Es wurden Lösungen für die Visualisierung einer Vielzahl an Variablen sowie zur vergleichenden Darstellung verschiedener Simulationsläufe und Simulationen verschiedener Modelle präsentiert. Die generierten Visualisierungsszenen wurden mit Hilfe von 3D-Geräten, beispielsweise eine Virtual-Reality-Umgebung, dargestellt. Die stereoskopische Projektion bietet dabei die Möglichkeit, diese komplexen Daten mit verbessertem räumlichem Eindruck darzustellen. Um dem Nutzer eine umfassende Analyse der Daten zu ermöglichen, wurden eine Reihe von Funktionen zur Interaktion zur Verfügung gestellt, um beispielsweise Zeit, Kamera und die Anzeige von 3D-Objekten zu steuern. Das Konzept und der Workflow wurden entsprechend der Anforderungen entwickelt, die zusammen mit Fachexperten definiert wurden. Des Weiteren wurden die Anwendungen in verschiedenen Entwicklungsstadien durch Nutzer getestet und deren Feedback in die Entwicklung einbezogen. Die Ergebnisse der Fallstudien wurden von den Wissenschaftlern benutzt, um ihre Daten zu analysieren, sowie diese zu präsentieren und in der Lehre einzusetzen. Da der vorgeschlagene Workflow allgemein anwendbare Konzepte beinhaltet, kann dieser auch für die Analyse wissenschaftlicher Daten anderer Disziplinen verwendet werden.

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The so-called 3σ-rule is a simple and widely used heuristic for outlier detection. This term is a generic term of some statistical hypothesis tests whose test statistics are known as normalized or studentized residuals. The conditions, under which this rule is statistically substantiated, were analyzed, and the extent it applies to geodetic least-squares adjustment was investigated. Then, the efficiency or non-efficiency of this method was analyzed and demonstrated on the example of repeated observations. / Die sogenannte 3σ-Regel ist eine einfache und weit verbreitete Heuristik für die Ausreißererkennung. Sie ist ein Oberbegriff für einige statistische Hypothesentests, deren Teststatistiken als normierte oder studentisierte Verbesserungen bezeichnet werden. Die Bedingungen, unter denen diese Regel statistisch begründet ist, werden analysiert. Es wird untersucht, inwieweit diese Regel auf geodätische Ausgleichungsprobleme anwendbar ist. Die Effizienz oder Nichteffizienz dieser Methode wird analysiert und demonstriert am Beispiel von Wiederholungsmessungen.

Die Verknüpfung von geodätischen Raumtechniken wie GNSS, DORIS, SLR oder VLBI zur Ableitung eines geodätischen Referenzrahmens wie dem ITRF gelingt erst durch sogenannte Kolokationsstationen. Die geometrischen Beziehungen zwischen den betriebenen Raumtechniken sind dabei aus präzisen lokalen Vermessungen abzuleiten. Es wird ein Konzept zur automatisierten Bestimmung des IVS-Referenzpunktes am TWIN Radioteleskop Wettzell vorgestellt. Erste Untersuchungsergebnisse werden präsentiert.

Die Verwendung von ikonographischen, bildhaften Kartenzeichen ist sehr beliebt bei der Darstellung von Sehenswürdigkeiten in touristischen Karten sowie bei Kartendarstellungen für Kinder und Jugendliche. Der Begriff des Non-Photorealistic Rendering (NPR) beschreibt einen zentralen Bereich in der Computergrafik, der sich mit der Erzeugung von Bildern auseinandersetzt, die scheinbar handgemacht sind und bewusst nicht dem physikalisch korrekten Abbild eines Modells entsprechen. Ein weiteres Trendthema zur Nachahmung eines bestimmten Stils eines Kunstwerks stellt der Neural Style Transfer (NST) dar. Hierbei werden künstlerische Bilder durch Trennung und Rekombination von Bildinhalt und Stil erzeugt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit ist ein semi-automatischer Workflow zur Erzeugung ikonographischer Gebäudedarstellungen für die Nutzung in zoombaren Webkarten entwickelt und in drei künstlerischen Stilvarianten unter Nutzung von Bildverarbeitungswerkzeugen in dem rasterbasierten Open Source Bildbearbeitungsprogramm GIMP, speziell mit der Filtersammlung G'MIC technisch umgesetzt worden. Außerdem zeigt die Masterarbeit das Potential der Ableitung von ikonographischen Signaturen durch den Style-Transfer mittels neuronaler Netze.:Selbstständigkeitserklärung III Inhaltsverzeichnis 5 Abbildungsverzeichnis 7 Tabellenverzeichnis 8 Abkürzungsverzeichnis 9 1 Einleitung 10 1.1 Motivation 10 1.2 Gliederung der Arbeit 10 2 Literaturstudium 11 2.1 Computergrafik 11 2.2 Non-Photorealistic Rendering 11 2.3 Neural Style Transfer 14 2.3.1 Einleitung 14 2.3.2 Convolutional Neural Network 15 2.3.3 Beschreibung des Algorithmus 17 3 Methodik 19 3.1 Technische Komponenten 19 3.2 Kriterien der Bildauswahl 19 3.3 Workflow „Ölmalerei“ 21 3.4 Workflow „Tuschezeichnung 22 3.5 Workflow „Silhouette“ 22 4 Praktischer Teil 23 4.1 Konkrete Umsetzung 23 4.1.1 Workflow „Ölmalerei“ 24 4.1.2 Workflow „Tuschezeichnung“ 32 4.1.3 Workflow „Silhouette“ 32 4.2 Implementierung eines Automatisierungsprozesses 35 4.3 Anwendung: Karte Dresden 39 4.4 Neural Style Transfer 43 4.4.1 Online-Anwendungen 43 4.4.2 Offline-Implementierung 45 5 Diskussion 51 5.1 Resultate 51 5.1.1 Bildverarbeitung 51 5.1.2 Neural Style Transfer 51 5.2 Ausblick 52 6 Zusammenfassung 52 Literaturverzeichnis 53 / The use of iconographic, pictorial map symbols is very popular for the representation of places of interest in tourist maps as well as for map presentations for children and young people. The term Non-Photorealistic Rendering (NPR) describes a prominent field in computer graphics that deals with the generation of images that are apparently handmade and deliberately do not correspond to the physically correct image of a model. Neural Style Transfer (NST) is another trend topic for imitating a certain style of an artwork. Here, artistic images are created by separating and recombining image content and style. In the context of the present work, a semi-automatic workflow for the creation of iconographic building representations for use in zoomable web maps has been developed and technically implemented in three artistic style variants using image processing tools in the raster-based open source image processing program GIMP, especially with the filter collection G'MIC. In addition, the master thesis demonstrates the potential of deriving iconographic signatures through style transfer using neural networks.:Selbstständigkeitserklärung III Inhaltsverzeichnis 5 Abbildungsverzeichnis 7 Tabellenverzeichnis 8 Abkürzungsverzeichnis 9 1 Einleitung 10 1.1 Motivation 10 1.2 Gliederung der Arbeit 10 2 Literaturstudium 11 2.1 Computergrafik 11 2.2 Non-Photorealistic Rendering 11 2.3 Neural Style Transfer 14 2.3.1 Einleitung 14 2.3.2 Convolutional Neural Network 15 2.3.3 Beschreibung des Algorithmus 17 3 Methodik 19 3.1 Technische Komponenten 19 3.2 Kriterien der Bildauswahl 19 3.3 Workflow „Ölmalerei“ 21 3.4 Workflow „Tuschezeichnung 22 3.5 Workflow „Silhouette“ 22 4 Praktischer Teil 23 4.1 Konkrete Umsetzung 23 4.1.1 Workflow „Ölmalerei“ 24 4.1.2 Workflow „Tuschezeichnung“ 32 4.1.3 Workflow „Silhouette“ 32 4.2 Implementierung eines Automatisierungsprozesses 35 4.3 Anwendung: Karte Dresden 39 4.4 Neural Style Transfer 43 4.4.1 Online-Anwendungen 43 4.4.2 Offline-Implementierung 45 5 Diskussion 51 5.1 Resultate 51 5.1.1 Bildverarbeitung 51 5.1.2 Neural Style Transfer 51 5.2 Ausblick 52 6 Zusammenfassung 52 Literaturverzeichnis 53

Die 3D Particle Tracking Velocimetry (3D PTV) ist eine Methode zur bildbasierten Bestimmung von Geschwindigkeitsfeldern in Gas- oder Flüssigkeitsströmungen. Dazu wird die Strömung mit Partikeln markiert und durch ein Mehrkamerasystem beobachtet. Das Ergebnis der Datenauswertung sind 3D Trajektorien einer großen Anzahl von Partikeln, die zur statistischen Analyse der Strömung genutzt werden können. In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene neu entwickelte Modelle gezeigt, die das Einsatzspektrum vergrößern und die Leistungsfähigkeit der 3D PTV erhöhen. Wesentliche Neuerungen sind der Einsatz eines Spiegelsystems zur Generierung eines virtuellen Kamerasystems, die Modellierung von komplex parametrisierten Trennflächen der Mehrmedienphotogrammetrie, eine wahrscheinlichkeitsbasierte Trackingmethode sowie eine neuartige Methode zur tomographischen Rekonstruktion von Rastervolumendaten. Die neuen Modelle sind an drei realen Experimentieranlagen und mit synthetischen Daten getestet worden. Durch den Einsatz eines Strahlteilers vor dem Objektiv einer einzelnen Kamera und vier Umlenkspiegeln, positioniert im weiteren Strahlengang, werden vier virtuelle Kameras generiert. Diese Methode zeichnet sich vor allem durch die Wirtschaftlichkeit als auch durch die nicht notwendige Synchronisation aus. Vor allem für die Anwendung im Hochgeschwindigkeitsbereich sind diese beiden Faktoren entscheidend. Bei der Beobachtung von Phänomenen in Wasser kommt es an den Trennflächen verschiedener Medien zur optischen Brechung. Diese muss für die weitere Auswertung zwingend modelliert werden. Für komplexe Trennflächen sind einfache Ansätze über zusätzliche Korrekturterme nicht praktikabel. Der entwickelte Ansatz basiert auf der mehrfachen Brechung jedes einzelnen Bildstrahls. Dazu müssen die Trennflächenparameter und die Kameraorientierungen im selben Koordinatensystem bekannt sein. Zumeist wird die Mehrbildzuordnung von Partikeln durch die Verwendung von Kernlinien realisiert. Auf Grund von instabilen Kameraorientierungen oder bei einer sehr hohen Partikeldichte sind diese geometrischen Eigenschaften nicht mehr ausreichend, um die Mehrbildzuordnung zu lösen. Unter der Ausnutzung weiterer geometrischer, radiometrischer und physikalischer Eigenschaften kann die Bestimmung der 3D Trajektorien dennoch durchgeführt werden. Dabei werden durch die Analyse verschiedener Merkmale diejenigen ausgewählt, welche sich für die spatio-temporale Zuordnung eignen. Die 3D PTV beruht auf der Diskretisierung der Partikelabbildungen im Bildraum und der anschließenden Objektkoordinatenbestimmung. Eine rasterbasierte Betrachtungsweise stellt die tomographische Rekonstruktion des Volumens dar. Hierbei wird die Intensitätsverteilung wird im Volumen rekonstruiert. Die Bewegungsinformationen werden im Anschluss aus den Veränderungen aufeinander folgender 3D-Bilder bestimmt. Durch dieses Verfahren können Strömungen mit einer höheren Partikeldichte im Volumen analysiert werden. Das entwickelte Verfahren basiert auf der schichtweisen Entzerrung und Zusammensetzung der Kamerabilder. Die entwickelten Modelle und Ansätze sind an verschiedenen Versuchsanlagen erprobt worden. Diese unterschieden sich stark in der Größe (0,5 dm³ – 20 dm³ – 130 m³) und den vorherrschenden Strömungsgeschwindigkeiten (0,3 m/s – 7 m/s – 0,5 m/s). / 3D Particle Tracking Velocimetry (3D PTV) is an image based method for flow field determination. It is based on seeding a flow with tracer particles and recording the flow with a multi camera system. The results are 3D trajectories of a large number of particles for a statistical analysis of the flow. The thesis shows different novel models to increase the spectrum of applications and to optimize efficiency of 3D PTV. Central aspects are the use of the mirror system to generate a virtual multi camera system, the modelling of complex interfaces of multimedia photogrammetry, a probability based tracking method and a novel method for tomographic reconstruction of volume raster data. The improved models are tested in three real testing facilities and with synthetic data. Using a beam splitter in front of the camera lens and deflecting mirrors arranged in the optical path, a four headed virtual camera system can be generated. This method is characterised by its economic efficiency and by the fact that a synchronisation is not necessary. These facts are important especially when using high speed cameras. When observing phenomena in water, there will be refraction at the different interfaces. This has to be taken into account and modelled for each application. Approaches which use correction terms are not suitable to handle complex optical interfaces. The developed approach is based on a multiple refraction ray tracing with known interface parameters and camera orientations. Mostly the multi image matching of particles is performed using epipolar geometry. Caused by the not stable camera orientation or a very high particle density this geometric properties are not sufficient to solve the ambiguities. Using further geometrical radiometrical and physical properties of particles, the determination of the 3D trajectories can be performed. After the analysis of different properties those of them are chosen which are suitable for spatio-temporal matching. 3D PTV bases on the discretisation of particle images in image space and the following object coordinate determination. A raster based approach is the tomographic reconstruction of the volume. Here the light intensity distribution in the volume will be reconstructed. Afterwards the flow information is determined from the differences in successive 3D images. Using tomographic reconstruction techniques a higher particle density can be analysed. The developed approach bases on a slice by slice rectification of the camera images and on a following assembly of the volume. The developed models and approaches are tested at different testing facilities. These differ in size (0.5 dm³ – 20 dm³ – 130 m³) and flow velocities (0.3 m/s – 7 m/s – 0.5 m/s).

The assessment of teratogenic effects of chemicals is generally performed using in vivo teratogenicity assays e.g., in rats or rabbits. Following the 3R principles, the development of alternative methods is encouraged to reduce the number of animal tests. From this perspective, we have developed an in vitro assay (mDarT) using the zebrafish Danio rerio embryo teratogenicity assay (DarT) combined with an exogenous mammalian metabolic activation system (MAS), able to biotransform proteratogenic compounds. Cyclophosphamide, ethanol, benzo[a]pyrene and thalidomide were used as test materials to assess the efficiency of this assay. Briefly, the zebrafish embryos were co-cultured at 2 hpf (hours post fertilization) with the test material at varying concentrations, mammalian liver microsomes from different species and NADPH for 60 min at 32°C under moderate agitation in Tris buffer. The negative control (test material alone) and the MAS control (MAS alone) were incubated in parallel. For each test group, 20 eggs were used for statistical robustness. Afterwards fish embryos were transferred individually into 24-well plates filled with fish medium for 48 hours at 26°C with a 12 hour-light cycle. Teratogenicity was scored after 24 and 48 hpf using morphological endpoints. The test was considered to be valid if a minimum of 90% of fish eggs developed normally for the two controls (test material alone and MAS alone). For each test material, the experiment was repeated three times with the controls satisfying the validation criteria (≤ 10% impaired embryos). Indeed, no significant teratogenic effects were observed compared to controls in fish embryos exposed to the proteratogens alone (i.e., without metabolic activation) or the MAS alone. In contrast, the four test materials induced significant abnormalities in fish embryos when co-incubated with animal liver microsomes. For cyclophosphamide, ethanol and thalidomide a concentration-response relationship was shown and the qualitative nature of the malformations was similar between fish embryos and humans. Benzo[a]pyrene was demonstrated to be significantly teratogenic in fish embryos in spite of no concentration-response and unspecific teratogenic fingerprints. We conclude that the application of animal liver microsomes will improve and refine the DarT as a predictive and valuable alternative method to screen teratogenic substances.

There is a huge demand for low-cost and compact laser devices in particular for point-of-care diagnostic, sensing, or optical communication. Organic solid-state lasers (OSLs) have a great potential to fill that gap due to their specific properties such as high optical gain, low lasing threshold, and spectral tunability. To miniaturize OSLs for micro-optical circuits two aspects are required: The spectrum of the laser should be easily tunable, and the pumping energy should be provided in a simple and compact method, in the best case electrically. In this work, we developed a simple, compact, easy to manufacture, and electrically tunable laser resonator using electroactive polymers. The cavity is formed between a highly reflecting distributed Bragg reflector (DBR) and a highly reflecting silver layer sandwiching a soft elastomer layer. A transparent electrode made by indium tin oxide is placed on the glass substrate below the DBR. If an external voltage between the transparent bottom electrode and the metal layer is applied, the elastomer layer is compressed by the electrostatic pressure, which leads to a blue shift of the optical modes of the microcavity. If an active material with a broad emission spectrum, such as organic molecules, is included inside the cavity layer, it enables the development of an electrically tunable OSL. Hence, we demonstrate a cost-effective approach towards an electrically tunable organic laser source particularly suitable for easily processable lab-on-chip devices. In the second part, a novel organic light emitting diode (OLED) architecture is realized enabling high current densities with low optical losses in the prospect of the realization of an electrically driven OSL. For this purpose, an additional highly conductive lateral transport layer (LTL) is introduced to achieve expansion of the charge recombination to the electrode-free area. Simulations by equivalent circuit approach allow for an analysis of the lateral distribution of the vertical current density to predict the lateral current density distribution in the high excitation regime (current densities ≈ 1 kA/cm² ). Moreover, the Joule heating of the device is reduced by restructuring the OLED layer stack. Thus, high current densities close to the predicted lasing threshold of 1 kA/cm² could be achieved. The results of the thesis presenting a significant step towards the development of an electrical pumped OSL.:1 Introduction 2 Theoretical Background 2.1 Optical Cavities 2.1.1 Fabry-Perot Resonator 2.1.2 Transfer Matrix Algorithm 2.1.3 Distributed Bragg Reflector 2.1.4 Optical Microcavities 2.1.5 Tunable Optical Cavities 2.2 Organic Semiconductors 2.2.1 Properties 2.2.2 Electronic Structure 2.2.3 Absorption and Emission Spectra 2.2.4 Electrical Current 2.2.5 Doping 2.3 Organic Light Emitting Diodes 2.3.1 Basic OLED 2.3.2 Pin-OLED 2.3.3 OLEDs at High Excitation 2.4 Organic Lasers 2.4.1 Fundamentals of a Laser 2.4.2 Organic Molecules as Active Medium 2.4.3 Electrical Pumping of Organic Lasers 2.5 Dielectric Elastomer Actuators 2.5.1 Principle of Operation 2.5.2 Silicone-Based Materials 2.5.3 Compliant Electrodes 3 Experimental Methods 3.1 Sample Fabrication 3.1.1 Dielectric Elastomer Actuators 3.1.2 Organic Light Emitting Diodes 3.2 Characterization Techniques 3.2.1 Optical Characterization 3.2.2 Electrical Characterization 4 Tunable Optical Cavities with Dielectric Elastomer Actuators 4.1 Design of the Tunable Optical Microcavity 4.1.1 Tunable Cavity with Thin Metal Electrode . 4.1.2 Compliant Metal Electrodes on Dielectric Elastomer Films 4.1.3 Actuator Performance of Thick Metal Electrode 4.1.4 Electro-mechanical Characteristic 4.2 Tunable Emission of Optical Elastomer Cavities 4.2.1 Incorporation of Organic Laser Dyes in the Elastomer 4.2.2 Tunable Photoluminescence Spectra 4.2.3 Lasing in Elastomer Cavities 5 Novel Architecture for OLEDs at High Excitation 5.1 OLEDs at High Excitations Using Emission from Metal-free Area 5.1.1 Simulation of the Lateral Distribution of the Vertical Current Density 5.1.2 Investigation of the Lateral Emission 5.1.3 Organic Zener Junction 5.1.4 Simulation of High Excitation Behavior 5.2 Reduction of Self-heating for OLEDs at High Excitation 5.2.1 Crossbar-OLED at High Current Densities 5.2.2 Change in Layer Structure 5.3 Fully Transparent Metal-free OLEDs 5.3.1 Highly doped C 60 as a Transparent Electrode 5.3.2 Investigation of the External Quantum Efficiency 6 Conclusion and Outlook / Insbesondere durch die wachsende Nachfrage in Point-of-Care-Diagnostik, Sensorik oder optischer Kommunikationstechnologie wird eine große Anzahl von günstigen und kompakten Laserbauteilen benötigt. Aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften, wie hoher optische Verstärkung, niedriger Laserschwelle und spektrale Durchstimmbarkeit, sind organische Festkörperlaser geeignete Kandidaten, um diese Lücke zu schließen. Für die Anwendung als mikrooptische Systeme werden zwei wesentliche Komponenten benötigt: Die spektrale Durchstimmbarkeit sowie das Pumpen des Lasers sollten mit einem einfachen und kompakten Verfahren realisiert werden, im besten Fall durch Anlegen einer elektrischen Spannung. In der vorliegenden Arbeit wurde ein kompakter, elektrisch durchstimmbarer Laserresonator entwickelt, welcher mittels eines dielektrischen Elastomeraktuators in wenigen Prozessschritten realisiert werden kann. Der Resonator besteht aus zwei hochreflektierenden Spiegeln, einem dielektrischen Bragg-Spiegels und einem Metallspiegel, die eine Resonatorschicht aus einem weichen, verformbaren Elastomer umschließen. Für die elektrische Aktuation wird eine Spannung zwischen einer transparenten Bodenelektrode aus Indiumzinnoxid unterhalb des Bragg-Spiegel und der Metallschicht angelegt. Durch die elektrostatische Anziehung beider Elektroden wird die Elastomerschicht zusammengedrückt, wodurch die optischen Moden des Resonators eine Blauverschiebung der Wellenlänge erfahren. Durch die Integration einens Fluoreszenzfarbstoffes mit einem breiten Emissionsspektrum innerhalb der Resonatorschicht, wird die Umsetzung eines elektrisch durchstimmbaren, organischen Festkörperlasers ermöglicht. Im zweiten Teil der Arbeit wird ein neuartiges Design für organische Leuchtdioden (OLED) vorgestellt, um diese bei hohen Stromdichten zu betreiben und gleichzeitig die optischen Verluste, die beim Einbau in einen optischen Mikroresonator auftreten, zu minimieren. Hierfür wird eine zusätzliche hoch leitfähige, organische Schicht, die laterale Transportschicht, in den Schichtaufbau der OLED integriert. Aufgrund des verstärkten lateralen Ladungsträgertransports wird die Rekombinationszone bis außerhalb der Elektroden bedeckten Fläche ausgeweitet. Mithilfe einer Simulation, welche die organischen Schichten mittels eines Ersatzschaltbildes beschreibt, war es möglich, die laterale Verteilung der vertikalen Stromdichte zu bestimmen und damit Vorhersagen über die Stromdichtenverteilung bei hohen Anregungen (≈ 1 kA/cm² ) zu treffen. Darüber hinaus ermöglicht eine geänderte Schichtreihenfolge der OLED, die Joulesche Erwärmung des Bauteils zu reduzieren. Dadurch ist es möglich, hohe Stromdichten überhalb der vorherge sagten Laserschwelle von 1 kA/cm² zu erreichen. Diese Ergebnisse stellen eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung eines elektrisch gepumpten, organischen Festkörperlasers dar.:1 Introduction 2 Theoretical Background 2.1 Optical Cavities 2.1.1 Fabry-Perot Resonator 2.1.2 Transfer Matrix Algorithm 2.1.3 Distributed Bragg Reflector 2.1.4 Optical Microcavities 2.1.5 Tunable Optical Cavities 2.2 Organic Semiconductors 2.2.1 Properties 2.2.2 Electronic Structure 2.2.3 Absorption and Emission Spectra 2.2.4 Electrical Current 2.2.5 Doping 2.3 Organic Light Emitting Diodes 2.3.1 Basic OLED 2.3.2 Pin-OLED 2.3.3 OLEDs at High Excitation 2.4 Organic Lasers 2.4.1 Fundamentals of a Laser 2.4.2 Organic Molecules as Active Medium 2.4.3 Electrical Pumping of Organic Lasers 2.5 Dielectric Elastomer Actuators 2.5.1 Principle of Operation 2.5.2 Silicone-Based Materials 2.5.3 Compliant Electrodes 3 Experimental Methods 3.1 Sample Fabrication 3.1.1 Dielectric Elastomer Actuators 3.1.2 Organic Light Emitting Diodes 3.2 Characterization Techniques 3.2.1 Optical Characterization 3.2.2 Electrical Characterization 4 Tunable Optical Cavities with Dielectric Elastomer Actuators 4.1 Design of the Tunable Optical Microcavity 4.1.1 Tunable Cavity with Thin Metal Electrode . 4.1.2 Compliant Metal Electrodes on Dielectric Elastomer Films 4.1.3 Actuator Performance of Thick Metal Electrode 4.1.4 Electro-mechanical Characteristic 4.2 Tunable Emission of Optical Elastomer Cavities 4.2.1 Incorporation of Organic Laser Dyes in the Elastomer 4.2.2 Tunable Photoluminescence Spectra 4.2.3 Lasing in Elastomer Cavities 5 Novel Architecture for OLEDs at High Excitation 5.1 OLEDs at High Excitations Using Emission from Metal-free Area 5.1.1 Simulation of the Lateral Distribution of the Vertical Current Density 5.1.2 Investigation of the Lateral Emission 5.1.3 Organic Zener Junction 5.1.4 Simulation of High Excitation Behavior 5.2 Reduction of Self-heating for OLEDs at High Excitation 5.2.1 Crossbar-OLED at High Current Densities 5.2.2 Change in Layer Structure 5.3 Fully Transparent Metal-free OLEDs 5.3.1 Highly doped C 60 as a Transparent Electrode 5.3.2 Investigation of the External Quantum Efficiency 6 Conclusion and Outlook

Wastewater treatment plants play an important role in the emergence of antibiotic resistance. They provide a hot spot for exchange of resistance within and between species. Here, we analyse and quantify the genomic diversity of the indicator Escherichia coli in a German wastewater treatment plant and we relate it to isolates’ antibiotic resistance. Our results show a surprisingly large pan-genome, which mirrors how rich an environment a treatment plant is. We link the genomic analysis to a phenotypic resistance screen and pinpoint genomic hot spots, which correlate with a resistance phenotype. Besides well-known resistance genes, this forward genomics approach generates many novel genes, which correlated with resistance and which are partly completely unknown. A surprising overall finding of our analyses is that we do not see any difference in resistance and pan genome size between isolates taken from the inflow of the treatment plant and from the outflow. This means that while treatment plants reduce the amount of bacteria released into the environment, they do not reduce the potential for antibiotic resistance of these bacteria.

Von 2006 bis 2016 erfolgte die erste landesweite Aktualisierung der Waldbiotopkartierung. Sie dokumentiert Anzahl und Lage gesetzlich geschützter und anderer wertvoller Biotope sowie den Zustand der Lebensraumtypen innerhalb und außerhalb der FFH-Gebiete. Die Ergebnisse sind in dieser Veröffentlichung anschaulich aufbereitet. Redaktionsschluss: 30.10.2018