Modulbeschreibung

Die Studierenden

• können grundsätzliche Funktionsprinzipien von Sensoren und Aktoren verstehen und erklären.
• können Sensor-Aktor-Prinzipien in Mikrosystemen identifizieren.
• können geeignete MEMS-Sensoren und -Aktoren in Mikrosystemen einsetzen.
• können MEMS-Sensoren und -Aktoren entwerfen.
• können die Materialeigenschaften von Festkörpern korrekt beschreiben.
• verstehen die Grundlagen der Lichtführung in dielektrischen Wellenleitern.
• kennen den Aufbau und die Funktion von Glasfasern sowie mikrotechnisch gefertigte integriert-optische Wellenleiter.
• können Loss Budgets und Dispersionsverhalten in Wellenleitern berechnen.
• kennen die Anwendungen von Wellenleitern in der Sensorik und in der optischen Telekommunikation.
• kennen Design, Funktion und Fertigungstechnologien mikrooptischer Komponenten.
• kennen die grundlegenden Konzepte zur Realisierung optischer Vergütungsschichten.
• können einfache AR-, HR- und Filtersysteme auslegen und simulieren.
• können die wichtigsten Konzepte zur Elimination parasitärer Effekte in Sensorsignalen benennen und prinzipiell erklären.
• können die wichtigsten integrierten Schaltungsblöcke der Sensor-Signalverarbeitungskette in Schaltungen identifizieren und können deren Funktion beschreiben.
• können die Funktionsweise wichtiger AD/DA-Wandler prinzipiell beschreiben und AD/DA-Wandler anforderungsgerecht einsetzen.
• können Logikschaltungen und Mixed-Signal-Schaltungen sensorspezifisch entwerfen.
• können Sensoren betreiben und auslesen, sowie Sensorelektronik entwerfen, realisieren, in Betrieb nehmen und Signale entlang der Verarbeitungskette messen, analysieren und bewerten.
• haben praktische Erfahrungen im Bereich geometrische Optik gesammelt, insbesondere beim Einsatz von optischen Grundelementen und beim Aufbau von einfachen Freistrahloptiken.
• verfügen über praktische Erfahrungen beim Einsatz von Mikroskopen. 
• haben praktische Erfahrung im Bereich Wellenoptik gesammelt, insbesondere auf den Gebieten Beugung, Interferometrie und Polarimetrie.
• sind mit dem Führen eines Laborjournals vertraut und können technische Berichte verfassen.

Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Sensorelektronik und im Kurs Photonische Mikrosysteme eine Projektarbeit bewertet. Im Kurs Photonikpraktikum werden Protokolle bewertet.

Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Sensorelektronik (Gewicht 10%) und im Kurs Photonische Mikrosysteme (Gewicht 10%) eine Projektarbeit bewertet. Im Kurs Photonikpraktikum werden Protokolle (Gewicht 20%) bewertet.

Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Sensoren und Aktoren (Gewicht 30%), Photonische Mikrosysteme (Gewicht 20%) und Sensorelektronik (Gewicht 10%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.

Die Studierenden

• können grundsätzliche Funktionsprinzipien von Sensoren und Aktoren verstehen und erklären.
• können Sensor-Aktor-Prinzipien in Mikrosystemen identifizieren.
• können geeignete MEMS-Sensoren und -Aktoren in Mikrosystemen einsetzen.
• können MEMS-Sensoren und -Aktoren entwerfen.
• können die Materialeigenschaften von Festkörpern korrekt beschreiben. 

• Grundlagen MEMS Sensoren und Aktoren
• Sensorprinzipien mit Beispielen (kapazitiv, induktiv, optisch, thermisch, Time-of-Flight, resonant, resistiv, piezoresistiv) 
• Sensitivität und totales Differential 
• Einführung Tensoren und Silizium als mechanisches Material 
• Aktorprinzipien mit Beispielen (kapazitiv, magnetisch, thermisch, piezoelektrisch) 

Vorlesung, Übungen, Labordemonstrationen, Selbststudium

• J Fraden, Handbook of Modern Sensors, Springer, 2016
• E Hering, Sensoren in Wissenschaft und Technik, Springer, 2018
• W Göpel et al., Sensors, A Comprehensive Survey, Wiley, 1989

Die Unterrichtssprache ist Deutsch, die Unterrichtsunterlagen sind zum Teil auf Englisch.