Modulbeschreibung

Die Studierenden

• kennen opto-mechanische Konstruktionskonzepte für photonische Systeme.
• können opto-mechanische Konstruktionskonzepte an einfachen Beispielen anwenden.
• kennen die wichtigsten opto-mechanischen Montagekonzepte.
• können normgerechte technische Zeichnungen optischer Elemente und Systeme inkl. aller fertigungs- und montagetechnischen Toleranzangaben lesen und interpretieren.
• können normgerechte technische Zeichnungen optischer Elemente und Systeme inkl. aller fertigungs- und montagetechnischen Toleranzangaben erstellen.
• verstehen die Grundlagen der Lichtführung in dielektrischen Wellenleitern, können die Entstehung von Wellenleitermoden erklären und können die wichtigsten Wellenleiterparameter berechnen.
• kennen Herstellverfahren von Glasfasern, kennt Verlustmechanismen und Dispersionsmechanismen in optischen Wellenleitern und können einfache Lossbudgets aufstellen.
• kennen ausgewählte Anwendungen aus dem Bereich der Telekommunikation, Sensorik und Beleuchtungstechnik.
• kennen das Portfolio an mikrooptischen Elementen (DOEs / ROEs), können deren Einsatzmöglichkeiten beurteilen und in die Auslegung photonischer Systeme einbeziehen.
• kennen die wichtigsten Technologien des Second-Order-Packagings optoelektronischer Komponenten und deren Herausforderungen - Speziell:  „Packagingaspekte von HL-Laserdioden".
• kennen den Aufbau grundlegender optischer Messysteme (abbildende Systeme, Mikroskope, Triangulation, Interferenzverfahren).
• können die Grundprinzipien wichtiger optischer Messverfahren erklären.
• können optische Messsysteme für definierte Messaufgaben zweckmässig auswählen.
• können ausgewählte optische Messgeräte anwenden.
• kennen Methoden zur Qualifizierung optischer Bauelemente.
• kennent den gesamten Prozessablauf bei der Bildverarbeitung: Beleuchtung, Detektion (Bildaufnahme), Signalverarbeitung, Segmentierung, Objekterkennung, Klassifikation.
• können Bildverarbeitungssysteme für unterschiedliche Anwendungen konzipieren und aufbauen.
• können Automatisierungsprozesse mit optischen Komponenten konzipieren und aufbauen und optische Sensoren in ein Produktionsumfeld integrieren.
• kennen typische Anwendungsfelder der industriellen Bildverarbeitung.
• verfügen über praktische Erfahrung bei der Charakterisierung von optischen Dünnschichten.
• verfügen über praktische Erfahrung beim Aufbau und der Charakterisierung eines Lasers.
• haben verschiedene optische Messgeräte für die Geometrieerfassung von Bauteilen eingesetzt und verfügen über Erfahrung beim Einsatz unterschiedlicher Mikroskopieverfahren.
• haben praktische Erfahrungen im Bereich der Bildverarbeitung gesammelt, können unterschiedliche Konzepte im Bereich der Bildaquisition anwenden und Automatisierungsaufgaben lösen.
• sind mit dem Führen eines Laborjournals vertraut und können einen technischen Bericht verfassen.
   

Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Optikkonstruktion und Waveguides & MicroOptics je eine Prüfung geschrieben.

Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Optikkonstruktion und Waveguides & MicroOptics je eine Prüfung (Gewicht je 20%) geschrieben.

Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Optische Messtechnik (Gewicht 20%), Bildverarbeitung (Gewicht 20%) sowie Photonikpraktikum II (Gewicht 20%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.

Die Studierenden

• verstehen die Grundlagen der Lichtführung in dielektrischen Wellenleitern, können die Entstehung von Wellenleitermoden erklären und können die wichtigsten Wellenleiterparameter berechnen.
• kennen Herstellverfahren von Glasfasern, kennen Verlustmechanismen und Dispersionsmechanismen in optischen Wellenleitern und können einfache Lossbudgets aufstellen.
• kennen ausgewählte Anwendungen aus dem Bereich der Telekommunikation, Sensorik und Beleuchtungstechnik.
• kennen das Portfolio an mikrooptischen Elementen (DOEs / ROEs), können deren Einsatzmöglichkeiten beurteilen und in die Auslegung photonischer Systeme einbeziehen.
• kennen die wichtigsten Technologien des Second-Order-Packagings optoelektronischer Komponenten und deren Herausforderungen - Speziell:  „Packagingaspekte von
  HL-Laserdioden".

Konzept dielektrischer Wellenleiter (WL)

• Moden & Feldverteilungen im Schichtwellenleiter
• Optische Kopplung in WL: Prismenkopplung & Wellenleiterkopplung

Glasfasern:

• Faserkonzept / Stufenindexfasern / Gradientenindexfasern
• Ausbreitungskonstante / V-Parameter / Modenzahl…
• Singlemodefasern / Multimodefasern / evt. PM-Fasern
• Glasfaserherstellung incl. POF (polymer optical fibers)
• Dämpfung und Dispersion in Wellenleitern
• Anwendungen von Singlemodefasern (Telekom, evanecent field, …)
• Anwendungen von Multimodefasern & Faserbündel (Beleuchtung, SPDIF, Messköpfe, …)

Mikrooptik:

• miniaturisierte optische Elemente: ROEs und DOEs (Eigenschaften / Typen)
• Einsatzgebiete mikrooptischer Elemente

Optical Packaging:

• Anwendungsbeispiel Faserpigtail

Vorlesung, Übungen, Studentenvorträge

J. Jahns: Photonik: Grundlagen, Komponenten und Systeme