Prüfungsordnung

Auf diesen Seiten finden Sie Angaben zu den Regelungen nach der aktuellen BPO (2013). Die offiziellen Dokumente finden Sie unter:

Themenmodul Grundlagen und Ausführungen optischer Systeme

Credits Workload Kontaktzeit Selbststudium Dauer
6 CP180 h 4 SWS (42 h)138 h

Lehrveranstaltungen

Veranstaltung/ Lehrform CP SWS Häufigkeit
Vorlesung Grundlagen und Ausführungen optischer Systeme 6 CP 2 SWS SoSe, jährlich
Übung Grundlagen und Ausführungen optischer Systeme   2 SWS SoSe, jährlich

Prüfungsleistung

15- bis 45-minütige mündliche Prüfung

Note

Die Modulnote ist die Note der mündlichen Prüfung.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Fachbezogen:

  • Die Studierenden kennen die grundlegenden Eigenschaften und Berechnungsverfahren der paraxialen Optik und die Abbildungsfehler bei nicht-paraxialer Optik und können diese Verfahren einsetzen.
  • Die Studierenden kennen das Ray-Tracing-Verfahren zum Entwurf und zur Optimierung technischer optischer Systeme.
  • Die Studierenden kennen Grundformen optischer Systeme und deren Anwendungsgebiete.
  • Die Studierenden können optische Systeme analysieren und deren Leistungsfähigkeit bewerten.
  • Die Studierenden sind in der Lage, strahlenoptische Verfahren abzugrenzen von wellenoptischen Verfahren.
  • Die Studierenden kennen die grundlegenden Eigenschaften und Berechnungsverfahren der Laseroptik und können diese anwenden.

Nicht fachbezogen (z.B. Teamarbeit, Präsentation, Projektmanagement, etc.):

  • Die Studierenden werden in den Übungseinheiten befähigt, Problemstellungen zu analysieren, Lösungsvorschläge zu erarbeiten und zu bewerten (Methodenkompetenz)
  • Die Arbeit in der Übung erfolgt auch in Klengruppen, so dass kollektive Lernprozesse gefördert werden (Teamarbeit)
  • Im Rahmen der Übungen werden von Studierenden Arbeitsergebnisse vorgestellt, so dass die Übungen dazu beitragen, kommunikative Fähigkeiten zu verbessern (Präsentation)

Inhalte

  • Einführung:
  • Gegenstand und Einordnung des Themas
  • Vorstellung ausgewählte optische Systeme für die Produktion
  • Elektromagnetische Wellen:
  • Analogie zwischen mechanischen und elektromagnetischen Wellen
  • Maxwellgleichungen, Wellengleichung, Superpositionsprinzip
  • Fourierzerlegung
  • Reflexion/Transmission, Polarisation
  • Strahlenoptik (paraxiale Optik):
  • Abgrenzung: Beugungsoptik-Strahlenoptik
  • Konstruktion von Abbildungsstrahlengängen, Matrixformalismus
  • Kardinalpunkte und Hauptebenen
  • Helmholtz-Lagrange-Invariante, f/# - Zahl und numerische Apertur
  • Aberrationen:
  • Aperturen und Pupillen
  • Optische Weglängendifferenz
  • Seidelsche Aberrationstheorie
  • Korrektionsprinzipien:
  • Formfaktoren
  • Petzval-Summe
  • Symmetrisierung
  • Ray-Tracing:
  • Prinzip des Ray-Tracing
  • Aberrationsdiagramme
  • Abbildungsleistung optischer Systeme
  • Optisches Layout und Optimierung:
  • Vorgehen beim Optik Design
  • Optimierungsalgorithmen
  • Grundformen optischer System
  • Optische Werkstoffe:
  • Grundlagen der linearen Dispersion
  • optische Gläser
  • Kristalloptiken
  • Metalloptiken
  • Kunststoffoptiken
  • GRIN-Werkstoffe
  • Optische Komponenten:
  • Asphärische optische Komponenten
  • Lichtleitfasern
  • Doppelbrechung
  • Überblick: Fertigungsverfahren für optische Komponenten
  • Interferenz und Beugung:
  • Zweistrahl- und Vielstrahlinterferenz
  • optische Schichten
  • Fresnelsches Beugungsintegral, Fern- und Nahfeld
  • beugungsbegrenzte Abbildung
  • Der Gaußsche Strahl:
  • Wellengleichung in SVE-Näherung
  • Eigenschaften des Gaußschen Strahls
  • Transformation des Gaußschen Strahls, komplexer Strahlparameter
  • Strahlqualität:
  • Beschreibung des Gauß-Mode und Erweiterung auf höhere Moden und Strahlverteilungen in der Praxis
  • Verfahren zur Definition von Strahlradien
  • Strahlqualität eines Arrays aus Einzelstrahlen
  • Nutzung der Strahlqualität bei Lasern
  • Optische Systeme für Hochleistungsdiodenlaser:
  • Eigenschaften von Diodenlasern
  • Einflussfaktoren auf die Brillanz von Diodenlasermodulen
  • Auslegung von Fast-Axis-Collimatoren
  • inkohärente/kohärente Kopplung
  • Zusammenfassung und Wiederholung der wichtigsten Lerninhalte

Alternative Wahlmodule zu diesem Modul

Dieses Modul gehört zur Gruppe "Themenmodule Berufsfelder". Die Studierenden müssen die noch fehlenden Themenmodule eines ihrer im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder belegen: Produktionstechnik; Konstruktionstechnik; Energietechnik; Verfahrenstechnik; Kunststofftechnik; Textiltechnik; Fahrzeugtechnik; Luftfahrttechnik; Fächerkatalog Medizintechnik

Anschließend müssen weiterführenden Themenmodule dieser gewählten Vertiefungsrichtung belegt werden. Da dies aufgrund der von den Studierenden im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder individuell ist, kann es an dieser Stelle keinen ausführlichen Studienverlaufsplan geben.

Jeder Studierende muss zu Beginn seines Masterstudiums seinen individuellen Studienverlaufsplan mit Hilfe des Modulhandbuchs selber zusammenstellen und vom Fachstudienberater genehmigen lassen.

    Berufsfeld Energietechnik

    Berufsfeld Fahrzeugtechnik

    Berufsfeld Konstruktionstechnik

    Berufsfeld Kunststofftechnik

    Berufsfeld Luftfahrttechnik

    Berufsfeld Medizintechnik

    Berufsfeld Produktionstechnik

    Berufsfeld Textiltechnik

    Berufsfeld Verfahrenstechnik

    Modulzuordnung

    Master of Science: Fach Grundlagen des Maschinenbaus: Bereich Berufsfeld Produktionstechnik

    Disclaimer

    Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.


     
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