Modulbeschreibung
Photonik III
ECTS-Punkte:
10
Lernziele:
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.
Kurse in diesem Modul
Sensoren und Aktoren:
- 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)
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Photonische Mikrosysteme:
Glasfaser und Wellenleiter:
- Moden im Schichtwellenleiter, V-Parameter, Prismenkopplung
- Fasertypen und Herstellverfahren
- Bauformen und Herstellverfahren von IO-Wellenleitern
- Wellenleiterdämpfung und Dispersion
- Wellenleiter in Sensorik und optischer Telekommunikation
Mikrooptik:
- Refraktive und diffraktive Mikrooptiken
- Einsatzgebiete mikrooptischer Elemente
Optische Dünnschichten
- Anwendungsbereiche, Materialsysteme und Herstellverfahren
- Viertelwellenschichten, Äquivalenzbrechungsindex
- Auslegung von AR-, HR und Filter-Schichten
- Simulation von AR-, HR und Filter-Schichten mit Openfilters
- Projektarbeit Dünnschichtsimulation
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Sensorelektronik:
- Sensortypen und Elimination parasitärer Effekte
- Sensor-Signalverarbeitungskette und deren Schaltungsblöcke
- Analog-Digital-Wandler, Digital-Analog-Wandler
- Rauschen entlang der Signalverarbeitungskette
- Logik- und Mixed-Signal-Grundschaltungen: Selbststudium
- Projektarbeit Sensor und Signalverarbeitung
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
Photonikpraktikum:
- Mikroskopie
- Abbildenden Optiken
- Interferometrie
- Polarisation
- Beugung
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
Disclaimer
Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.