Modulbeschreibung
Photonik 3
Kurzzeichen:
Unterrichtssprache:
ECTS-Credits:
Arbeitsaufwand (h):
Leitidee:
Die Studierenden
- kennen die quantenmechanischen Grundlagen vom Aufbau der Materie und können diese für die Licht – Materie Wechselwirkung anwenden
- verstehen die Leitungsmechanismen in Halbleitern und kennen grundlegende optoelektronische Bauelemente
- kennen das Konzept elektromagnetischer Wellen als Transversalwellen
- verstehen das Prinzip eines Lasers und die zugrundeliegenden physikalischen Konzepte
- kennen die grundlegenden Konzepte zur Realisierung optischer Vergütungsschichten und können einfache AR-, HR- und Filtersysteme auslegen und simulieren
- haben Praxiserfahrung bei der Durchführung grundlegender Photonischer Experimente gesammelt und können technische Berichte verfassen
Modulverantwortung:
Lehrpersonen:
Standort (angeboten):
Vorausgesetzte Module:
Modultyp:
Modulbewertung:
Leistungsnachweise und deren Gewichtung
Modulschlussprüfung:
Mündliche Prüfung, 40 Minuten
Bemerkungen zur Prüfung:
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Wellenoptik und Lasertechnik, Licht und Materie sowie Optische Dünnschichten bilden je einen Teil der Modulschlussprüfung.
Die Prüfungen in Wellenoptik und Lasertechnik sowie Licht und Materie sind mündlich und dauern je 20 Minuten. Die Prüfung in Optische Dünnschicht ist schriftlich und dauert je 45 Minuten.
Während der Unterrichtsphase:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Optische Dünnschichten eine Projektarbeit bewertet. Im Kurs Photonikpraktikum I werden 5 Praktikumsprotokolle bewertet.
Bewertungsart:
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Optische Dünnschichten eine Projektarbeit (Gewicht 10%) bewertet. Im Kurs Photonikpraktikum I werden 5 Praktikumsprotokolle (Gewicht 25%) bewertet.
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Wellenoptik und Lasertechnik (Gewicht 25%), Licht und Materie (Gewicht 25%) sowie Optische Dünnschichten (Gewicht 15%) bilden je einen Teil der Modulschlussprüfung.
Bemerkungen:
Inhalte
Angestrebte Lernergebnisse (Abschlusskompetenzen):
Die Studierenden
- kennen das Konzept elektromagnetischer Wellen als Transversalwellen.
- verstehen das Konzept der Polarisation, kennen die unterschiedlichen Polarisationsformen und die wichtigsten optischen Elemente zur Beeinflussung der Polarisation.
- kennen das Konzept von Kohärenz und Interferenz.
- können Beugungsphänomene (Fresnel- und Fraunhoferbeugung) erkennen, und beschreiben.
- verstehen das Prinzip eines Lasers und die zugrundeliegenden physikalischen Konzepte.
- kennen die besonderen Eigenschaften von Laserlicht und wissen diese für photonische Systeme nutzbringend einzusetzen.
- kennen die Konzepte der bedeutendsten Lasertypen mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen und verstehen die wichtigsten Schritte zu ihrer Auslegung.
- kennen einige wichtige Laseranwendungen und können die dafür notwendigen photonischen Systeme in ihren Grundzügen auslegen.
Modul- und Lerninhalt:
- Elektromagnetische Wellen
- Polarisation
- Interferenz
- Beugung
- Diffraktive Optik
- Laserprinzip
- Laserbetrieb
- Laserresonatoren
- Lasermoden
- Gepulste Laser
- Technische Realisierung von Lasern
- Laseranwendungen
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Demonstrationen, Selbststudium
Lehrmittel/-materialien:
F. Pedrotti, Optik für Ingenieure, Springer (2008), E. Hecht, Optik, Oldenbourg/De Gruyter (2014), Dohlus, R., Technische Optik, De Gruyter (2015), Rainer Dohlus: Lasertechnik, De Gruyter (2015),
Hans Joachim Eichler, Jürgen Eichler: Laser, Springer Vieweg (2015), Wulfhard Lange: Einführung in die Laserphysik, Wissenschaftliche Buchgesellschaft (1994), Helmut Hügel, Thomas Graf: Laser in der Fertigung, Springer Vieweg (2014), N. Leibinger-Kammüller (Hrsg.): Werkzeug Laser, Vogel Buchverlag (2006)
Bemerkungen:
Die Unterrichtsprache ist Deutsch, die Unterrichtsunterlagen sind zum Teil auf Englisch.