So weit die Prüfungszahl nicht zu groß ist, wird eine mündliche Prüfung gegenüber einer schriftlichen Prüfung bevorzugt.

In der Prüfung werden auf unterstem Kompetenzniveau Kenntnisse abgefragt. Dies sind beispielsweise die Baugruppen, die in
jedem Laser enthalten sind, die Definition von Begriffen wie die Strahlqualität oder der Beugungsmaßzahl, die Wellenlängen, Leistungsklassen und Anwendungsgebiete der wichtigsten Laser deren Relevanz im Bereich der Industrie oder der Medizin, insebsondere der Augenheilkunde, liegt.

Auf nächster Kompetenzstufe werden Fertigkeiten geprüft. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine Strahldurchrechnung von Gaußstrahlen durchgeführt wird, die optische Stabilität eines Laser-Resonators berechnet wird oder die Anzahl der zu erwartenden longitudinalen Moden bei gegebenem Lasermedium und Resonator-Parametern abgeschätzt wird.

Die höchste prüfbare Kompetenzstufe betrifft die Methodenkompetenz. Deren Ausprägung kann überprüft werden, indem ein Anwendungsfall geschildert wird: Aufgaben können sein, für ein Schweiß-Aufgabe in der Produktion, ein Belichtung von Halbleiter-Chips oder eine Augen-OP, ein geeignetes Lasersystem in seinen Grundparametern begründet zu beschreiben und die weitere Vorgehensweise bei der Parametrisierung und Auswahl unter Berücksichtigung von wirtschaftlichen und sicherheitstechnischen Aspekten darzustellen.

Operationalisierung von Vorlesungen

- Verschiedene Typen von Lasern, ihr Aufbau und ihre charakteristischen Eigenschaften
- Gaslaser, Flüssigkeitslaser (Farbstofflaser), Festkörperlaser, Diodenlaser
- Faserlaser, Stablaser, Scheibenlaser
- cw-Laser, Pulslaser, Kurzpulslaser und Ultrakurpulslaser
- IR, VIS und UV Laser
- CO2 Laser, Nd:YAG Laser, frquenzverdoppelte ND:YAG Laser, Argon-Laser, verschiedene
Excimer Laser, Titan:Saphir Laser, verschiedende Diodenlasern und Pumplaser-Dioden

- verschiedene Eigenschaften von Laserstrahlung
- laterale Moden
- axiale Moden
- Beugunsmaßzahl, Strahlqualität und Strahlparameterprodukt
- Beugungs- und Abbildungsverhalten

- verschiedene Aspekte der Materialbearbeitung
- Tempern, Härten, Löten, Schweißen, Bohren, Schneiden,
Schmelzen, Verdampfen, Sublimieren, Photo-Disruption, Coulomb-Explosion-

- Gängige Einsatzfelder von Lasern in der Industrie

- Gängige Einsatzfelder von Lasern in der Medizin

Obige Kenntnisse sollen kein zusammenhangloses Wissen bilden, sondern durch ein tiefes Verständnis der folgenden Dinge miteinander verknüpft sein und Transferleistungen erlauben:

- Physik der Entstehung von Laserlicht
- Physik der Laserlicht-Material Wechselwirkung
- Beugungstheorie

Im Detail sollen folgende Fertigkeiten vermittelt werden:
- Erforderliche Wellenlänge, Pulseigenschaften, Leistung, Strahlqualität, Spotgröße für einen Anwendungsfall bestimmen können
- Durchgang von Laserstrahlung durch Optiken mit Strahltransfermatrizen berechnen können

Oberstes Kompetenzniveau ist die Expertise:
- bei einem konkreten Anwendungsszenario beurteilen, ob Einsatz von Lasern möglich und wirtschaftlich ist
- Im Falle einer gewünschten Laserlösung für ein Problem, Systemkomponenten auswählen können, Aufbauten konzeptionieren können, Lösungen Dritter analysieren und bewerten können,


Operationalisierung von Präsenzübungen

- Berechnung von Pulsspitzenleistung, mittlerer Leistung, Intensität, Lichtdruck und Feldstärke eines Femtosekundenlasers bei Angabe von Pulsenergie, Pulsdauer und Repetitionsrate. Abschätzung ob bei der Materialbearbeitung mit diesem Laser Röntgenstrahlung entsteht.

- Berechnung der Anzahl axialer Moden eines Lasers bei bekannten Resonatordaten und der Verstärkungsbandreite des Mediums

- Berechnung der Fokuslage eines Gaußenschen Strahls bei bekannter Rayleighlänge und gegebener Brennweite und Taillenlage

- Berechnung eines Etalons zur Einengung der Emissionsbandbreite, um der Kohärenzanforderung eines holografischen Aufbaus zu genügen

keine

- Laser aufbauen, justieren und zünden.

- Transversale Moden messen und Strahlqualität sowie Beugungsmaßzahl berechnen

- Axiale Moden messen. Bestimmung des freien Spektralbereichs, der spektralen Breite einer Mode, der Verstärkungsbandbreite eines Lasers, dessen Kohärenzlänge

- Diodengepumpten Festkörperlaser aufbauen

- Einheit zur Frequenzverdopplung aufbauenund in Betrieb nehmen

Kenntnisse:

Vor Antritt des Praktikums sind zu Hause ausgearbeitete Aufgaben vorzulegen.
Die Grundideen zum Versuch werden vor dessen Durchführung im Gespräch erfragt.

Fertigkeiten:

Die Strategie den Laser zu justieren oder den optischen Aufbau zu errichten und zu justieren muss erläutert werden und wird in der Folge auch begleitet.

Das Versuchsprotokoll wird überpüft auf sprachliche Fähigkeiten, insbesondere Wissenschaftlichkeit und Präzision im Ausdruck und Verständnis der Sachzusammenhänge.

Methoden :
Die Auswertungen, vor allem die geforderten Interpretationen der Ergebnisse, erfordern immer ein gewisses Maß an Methodenkompetenz und können so überprüft werden.