Lehrveranstaltungshandbuch Abbildungstheorie

Verantwortlich: Prof. Dr. Stefan Altmeyer

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Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba ET2012 ABT
  • Ba ET2010 ABT

Organisation

Version erstellt 2011-11-30 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Abbildungstheorie LVID F07_ABT LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS) Vorlesung 2 Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 2 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

Präsenzzeiten Vorlesung 30 Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 30 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 15 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Deutsch

Niveau

• Bachelor

Notwendige Voraussetzungen

• Reihenentwicklungen
• Differentialrechnung
• Integralrechnung mehrerer Variabler
• Grundlagen der Fourier-Transformation
• geometrische Optik
• Grundlagen der Wellenoptik

Literatur

• Pedrotti, Pedrotti, Bausch, Schmidt: Optik für Ingenieure. Grundlagen (Springer)
• Hecht: Optik (Oldenbourg)
• Perez: Optik (Spektrum Akademischer Verlag)
• Goodman: Introduction to Fourier Optics (Roberts and Co. Publishers)
• Kurz, Lauterborn: Coherent Optics (Springer)

Dozenten

• Prof. Dr. Stefan Altmeyer

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• keiner

Zeugnistext

Abbildungstheorie

Kompetenznachweis

Form
sMP	Regelfall (bei großer Prüfungszahl: sK)

Aufwand [h]
sMP	15

Intervall: 3/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Mathematik
  • 2-Fourier-Transformation
    • Linearitätstheorem
    • Ähnlichkeitstheorem
    • Verschiebungstheorem
    • Faltungstheorem
    • Autokorrelationstheorem
    • Fourier-Transformierte ausgewählter Funktionen
  • Hilbert-Raum
    • Skalarprodukt
    • Norm
    • Entwicklung nach Basisvektoren
    • Vollständigkeit
  • Deltafunktionale
    • Definition in mehreren Dimensionen, ursprungsverschoben
    • Siebende Eigenschaft
    • mathematische Äquivalenzdarstellungen
• Kohärenz
  • Darstellung als Korrelationsfunktionen
  • zeitliche Kohärenz und Wiener-Chintschin Theorem
  • räumliche Kohärenz und Van-Cittert-Zernike Theorem
• Lineare Systemtheorie in 2 Dimensionenangewendet auf optische Systeme
  • Punktbild in Feldstärke und Intensität
  • Optische Transferfunktion für Feldstärke und Intensität
    • Amplitude als Modulationstransferfunktion
    • Phase als Phasentransferfunktion
    • Zusammenhang mit Punktbild
    • Zusammenhang mit Pupillenfunktion
    • Zusammenhang mit Wellenfrontaberrationsfunktion
    • Mathematischer Zusammenhang von kohärenter und inkohärenter optischer Transferfunktion
    • kohärente und inkohärente Grenzauflösung
  • Zuordnung von Feldstärke und Intensität zu Kohärenz und Inkohärenz
• Abbildungsfehler
  • Seidelfehler
    • Punktbilder
    • Phasendarstellung in der Pupillenebene
    • Ursachen für die einzelnen Fehler
    • Strategien für die Fehlervermeidung und -kompensation
  • Zernike Polynome
• Phasenmessverfahren
  • Shack-Hartmann Sensor
  • Shearing-Platte

Fertigkeiten

• Fourier-Transformationen unter Benutzung der Fourier-Theoreme sicher berechnen
• Optische Systeme analysieren
• kohärente oder inkohärente optische System identifizieren
• Die kohärente und inkohärente optische Systemtheorie sicher anwenden
• Abbildungsfehler erkennen und differenziert benennen
• Aufbauten zur Phasenmessung und Bestimmung optischer Abbildungsfehler konzipieren

Begleitmaterial

• elektronisches Skript
• gedrucktes Skript

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

• keiner

Praktikum

Lernziele

Fertigkeiten

• optische Aufbauten justieren
• mit kommerziellen Softwarepaketen
  • Messdaten auswerten
  • Daten graphisch darstellen

Handlungskompetenz demonstrieren

• Optische Aufbauten selber planen und realisieren
• Impulsantworten und Übertragungsfunktionen messen
• Impulsantwort aus der Übertragungsfunktion berechnen
• Übertragungsfunktion aus der Impulsantwortfunktion berechnen
• Eine Lichtquelle mit kontinuierlich einstellbarem Kohärenzgrad aufbauen
• Übertragungsverhalten eines Objektivs in Abhängigkeit vom Kohärenzgrad bestimmen und diskutieren
• Modulationstransferfunktion eines Objektivs in Abhängigkeit von der Blende messen und diskutieren
• Wissenschaftlichen Bericht verfassen
  • Aufgabenbestellung beschreiben
  • Lösungsansatz darstellen
  • Versuchsaufbau erläutern
  • Verarbeitung der Messdaten darlegen
  • Ergebnis präsentieren unf kritisch diskutieren

Begleitmaterial

• Schriftliche Anleitungen zu den Versuchen
• Bedienungsanleitungen zu komplexen Geräten

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bFG	Fachgespräch vor jedem Versuch
bPA	Praktkumsversuche (möglichst einzeln!) durchführen
bSB	Schriftlicher Bericht zu jedem Versuch

Beitrag zum LV-Ergebnis
bPA	Testat
bSB	Testat

Intervall: 1/Jahr