3.2 Das strukturierende Element



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3.2 Das strukturierende Element

 

Das strukturierende Element spielt für die beiden Operationen Dilatation und Erosion eine bedeutende Rolle, denn das Ergebnis der jeweiligen Operation wird von seiner geometrischen Form bestimmt. Wie aus den Abbildungen 3.8 und 3.9 zu erkennen war, bewirkt ein kreisförmiges strukturierendes Element eine isotrope Bewegung der Oberfläche, während ein ellipsenförmiges strukturierendes Element ein anisotropes Fortschreiten der Oberfläche verursacht.

Im allgemeinen reicht eine solche Art, die Form des strukturierenden Elements zu verändern, aber nicht aus, um beliebige Änderungen der Geometrie beschreiben zu können. Für die Simulation von Ätz- und Depositionsprozessen muß sich sowohl Größe als auch Richtung des strukturierenden Elements entlang der Oberfläche beliebig einstellen lassen, da im allgemeinen auch die Ätz- und Depositionsraten entlang der Oberfläche stark variieren. Wir führen daher (für die zweidimensionale Simulation) als verallgemeinertes strukturierendes Element eine Ellipse mit veränderlicher Haupt- und Nebenachse und ein, die zusätzlich unter beliebigen Winkel am Oberflächenpunkt angesetzt werden kann. Abbildung 3.10 zeigt die Anwendung des strukturierenden Elements für Deposition.

  
Abbildung 3.10: Das verallgemeinerte strukturierende Element.

kennzeichnet die lokal vorhandene Depositionsrate, den zum Oberflächenpunkt gehörenden Ortsvektor und den verwendeten Zeitschritt.

Für anisotrope Ätz- und Depositionsprozesse zeigt die Richtung der Hauptachse in Richtung des entsprechenden lokalen Ratenvektors, ihre Länge errechnet sich aus dessen Betrag, multipliziert mit dem verwendeten Zeitschritt. Die Länge der Nebenachse wird im allgemeinen so gewählt, daß sich ein konstantes Achsenverhältnis von Haupt- zu Nebenachse ergibt (zB. ).

Für isotrope Ätz- und Depositionsverfahren nimmt das strukturierende Element die Form eines Kreises an . Der Radius des Kreises ergibt sich aus der lokal vorhandenen Ätz- oder Depositionsrate, multipliziert mit dem Zeitschritt.

Grundsätzlich bestehen keinerlei Einschränkungen für die Wahl der geometrischen Form des strukturierenden Elements. Man könnte auch daran denken, ein Rechteck oder ein Sechseck zu verwenden, doch hat sich für die Modellierung von Ätz- und Depositionsprozessen ein ellipsenförmiges strukturierendes Element, dessen Achsenabschnitte und Orientierung beliebig veränderbar sind, als zweckmässig herausgestellt.



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Martin Stiftinger
Thu Nov 24 17:41:25 MET 1994