Lehrveranstaltungshandbuch Holografie

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Verantwortlich: Prof. Dr. Stefan Altmeyer

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba ET2012 HO
  • Ba ET2010 HO

Organisation

Version erstellt 2012-01-14 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Holografie LVID F07_HO 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

• Vektorrechnung
• komplexe Zahlen
• Fourier Transformation
• Grundkentnisse geometrische Optik
• Grundkenntisse Wellenoptik

Literatur

• Ackermann, Eichler: Holography (Wiley VCH)
• Goodman: Fourier Optics (Roberts and Company Publishers)
• Lauterborn, Kurz: Coherent Optics (Springer)

Dozenten

• Prof. Dr. Stefan Altmeyer

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• tba

Zeugnistext

Holografie

Kompetenznachweis

Form
sMP	Regelfall (bei großer Prüfungszahl: sK)

Aufwand [h]
sMP	15

Intervall: 3/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Wesen eines Hologramms, Unterschied zu
  • Foto
  • Stereogramm
  • 3D Kino
• Dünne Gitter
  • Gittergleichung
  • Belichtung von Gittern
    • Einfluss von Winkeln
    • Einfluss von Polarisation
  • Effizienz dünner Gitter
    • Amplitudengitter
    • Phasengitter
• Holofrafische Grundgleichung
  • Belichtung eines Hologramms
  • Rekonstruktion eines Hologramms
  • Interpretation der verschiedenen Beugungsordnungen
  • Lage der verschiedenen Beugungsordnungen
    • Inline und Seitenbandhologramme
    • Seitenband oder off-axis Hologramme
• Zonenplatten
  • Inline Zonenplatten
    • Interferenz von Kugel- und ebener Welle
    • Brennpunkte als reelles und virtuelles Bild
    • Interpretation als Gitter mit variabler Periode
  • offaxis Zonenplatten
    • Interferenz von Kugel- und ebener Welle
    • Erhöhung der Ortsfrequenzen
    • verschobene Zonenplatte
    • Trennung von reellem und virtuellem Bild
  • Dispersion
  • Anwendungen: Partikel-Messtechnik, Einspritzvorgänge, Lungengängigkeit
• Grundlegende Eigenschaften von Hologramme
  • Übergang von Zonenplatte zu inhaltsreichem Hologramm
  • Dispersion in Hologrammen
    • Rekonstruktion mit anderer Wellenlänge
    • Rekonstruktion mit weißem Licht
    • Unschärfe in ausladenden Bildteilen
  • Sehwinkel von Hologrammen
    • Sehwinkel in Abhängigkeit von der Bildlage
    • Belichtung durch hochaperturige Objektive
    • Streuscheiben zur Aperturvergrößerung bei filmnaher Objektlage
    • Bildebenenhologramm mit Entfall der Dispersion
  • Kohärenzanforderung bei der Rekonstruktion
    • Quellgröße und laterale Schärfe
    • Spektrale Reinheit und axiale Schärfe
• Kopien von Hologrammen
  • Kotaktkopie
  • Kopie mit Bildortverlagerung
  • Kohärenzanforderungen bei Kopien
• Dicke Gitter
  • Definition
  • Bragg-Bedingung
  • erreichbare Effizienz
• Hologramm-Klassen
  • Interferogramm zweier Punktlichtquellen
  • Orte gleicher Phase sind Orte gleicher Abstandsdifferenz
  • Klassifizierung
    • Dicke und dünne Hologramme
    • on- und offaxis Hologramme
    • Transmissions- und Reflexionshologramme
    • Totalreflexionshologramme
    • Fourier Hologramme
• Weißlichthologramme
  • Regenbogenhologramme nach Benton
    • dünnes Weißlichthologramm
    • Begrenzung auf horizontale Räumlichkeit
    • Methoden der Aufnahme und Rekonstruktion
    • Vervielfältigung durch Prägen
    • Anwendungen: EC Karte, Ausweis, Produktechtheit
  • Denisjuk-Hologramme
    • Dickes Weißlichthologramm
    • Lippmann'sche Farbfotografie
    • Prinzip der spektralen Filterung
    • Schärfentiefe, spekrale Eigenschaften. Lichtstärke
    • Renissance durch neue Holografie Materialien
    • RGB Denisjuk-Hologramme
    • Anwendungen: head-up display, 3d-lighted, Sensorhologramme für Handys und Flugbenzin
• Multiplexing von Hologrammen
  • Winkelmultiplexing
  • Wellenlängenmultiplexing
  • Aufteilung der Brechzahlmodulation
  • Anwendungen: low-content displays, RGB Denisjuks
• Digitale Hologramme
  • Phasengerecht Überlagerung von Kugelwellen
  • Materialbedingte Beschränkung auf Amplituden oder Phasen
  • Phasenfreiheit der Bildpunkte
  • Gerchberg Saxton Algoithmen, IFTA
  • Berechnung digitaler Stereogramme
  • Phasendisplays, LCoS
  • Anwendungen: DOEs, Beamshaper, holografischer Zollstock, Seereal Technologie

Fertigkeiten

• Effizienzen dünner Gitter berechnen
• Füe ein gegebenes Problem die Vor- und Nachteile verschiedener 3D Verfahren erläutern
• Die Arten und Lagen der verschiedenen Bilder in Seitenbandhologrammen erläutern
• Schärefentiefe in Hologrammen berechnen
• Für eine gegebenes Problem die richtige Art des Kopierverfahrens für Hologramme auswählen
• Hologramme klassifizieren

Begleitmaterial

• elektronisches Skript
• gedrucktes Skript

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bÜA	begeleitend Übungsaufgaben

Beitrag zum LV-Ergebnis

Intervall:

Praktikum

Lernziele

Fertigkeiten

• Laser auf ein optische Achse justieren
• ebene Wellen und Kugelwellen realisieren
• gefaltete Strahlengänge planen
• kompelxe optische Aufbauten justieren
• Weglängenabgleich in unsymmetrischen Aufbauten realsieren

Handlungskompetenz demonstrieren

• Optischen Aufbau für Denisjuk Hologramm realisieren und selbiges belichten
• Opischen Aufbau zur Belichtung von Zonenplatten realisieren und on- und off-axis Zonenplatten belichten
• Optischen Aufbau für Gitter realisieren und Gitter belichten
• Optischen Aufbau für Seitenband Hologramm realisieren und selbiges belichten
• Optischen Aufbau für Regenbogenkopie realisieren und selbiges belichten
• Optischen Aufbau zur Rekonstruktion digitaler Hologramme mittels LCoS realsieren

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 (zu zweit) durchführen

Beitrag zum LV-Ergebnis

Intervall: 1/Jahr