Lehrveranstaltungshandbuch Optische Messtechnik
Verantwortlich: Prof. Dr. Michael Gartz
Lehrveranstaltung
Befriedigt Modul (MID)
Organisation
| Version |
| erstellt |
2012-01-05 |
| VID |
1 |
| gültig ab |
WS 2012/13 |
| gültig bis |
|
|
|
| Bezeichnung |
| Lang |
Optische Messtechnik |
| LVID |
F07_OMT |
| LVPID (Prüfungsnummer) |
|
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| Semesterplan (SWS) |
| Vorlesung |
2 |
| Übung (ganzer Kurs) |
1 |
| Übung (geteilter Kurs) |
|
| Praktikum |
2 |
| Projekt |
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| Seminar |
|
| Tutorium (freiwillig) |
|
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| Präsenzzeiten |
| Vorlesung |
30 |
| Übung (ganzer Kurs) |
15 |
| Übung (geteilter Kurs) |
|
| Praktikum |
30 |
| Projekt |
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| Seminar |
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| Tutorium (freiwillig) |
|
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| max. Teilnehmerzahl |
| Übung (ganzer Kurs) |
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| Übung (geteilter Kurs) |
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| Praktikum |
15 |
| Projekt |
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| Seminar |
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Gesamtaufwand: 150
Unterrichtssprache
Niveau
Notwendige Voraussetzungen
- Geometrische Optik
- Wellenoptik
- Radiometrie, Fotometrie, Strahlungsphysik
- Mathematik 1
- Mathematik 2
- Physik 1
- Physik 2
- elementare Geometrie
Literatur
- Pedrotti, Pedrotti, Bausch, Schmidt: Optik für Ingenieure. Grundlagen (Springer)
- Hecht: Optik (Oldenbourg)
- Bergmann, Schaefer, Bd.3, Optik, de Gruyter
- Schröder, Technische Optik, Vogel Verlag
- Naumann, Schröder, Bauelemente der Optik, Hanser Verlag
- Mark Johnson, Photodetection and Measurement, Mc Graw Hill
Dozenten
Wissenschaftliche Mitarbeiter
Zeugnistext
Optische Messtechnik
Kompetenznachweis
Intervall: 3/Jahr
Lehrveranstaltungselemente
Vorlesung / Übung
Lernziele
Lerninhalte (Kenntnisse)
- Optische Detektoren
- Photodiode
- optische Eigenschaften
- spektrale Empfindlichkeit
- Detektivität
- Rauschen
- zeitlicher Response
- elektrische Kenngrößen
- Photostrom
- Kapazität
- Sättigungsspannung
- Empfindlichkeit / Wirkungsgrad
- Beschaltungen
- Elementbetrieb
- vorgespannter Betrieb
- Avalanchediode
- optische Eigenschaften
- spektrale Empfindlichkeit
- Detektivität
- Rauschen
- zeitlicher Response
- elektrische Kenngrößen
- Photostrom
- Kapazität
- Sättigungsspannung
- Empfindlichkeit / Wirkungsgrad
- Beschaltungen
- Elementbetrieb
- vorgespannter Betrieb
- Photomultiplier
- optische Eigenschaften
- spektrale Empfindlichkeit
- Detektivität
- Rauschen
- zeitlicher Response
- elektrische Kenngrößen
- Photostrom
- Kapazität
- Empfindlichkeit / Wirkungsgrad
- Beschaltungen
- Reflektometrie
- Fresnelsche Formeln
- komplexer Brechungsindex
- Entspiegelungsschichten
- Dielektrische Spiegel
- Brechungsindexbestimmung über Reflektion und Transmisssion
- Ellipsometrie
- Spektroskopie
- Spektrometertypen
- Prismenspektrometer
- Gitterspektrometer
- Fourierspektrometer
- Winkel- und Lineardispersion
- Spektrale Auflösung
- Kalibrierung und Normierung
- Emissionsspektrokopie
- Absorptionsspektroskopie
- Anwendungen der Spektroskopie
- Spektrale Messung / Farbmessung
- Berührungslose Schichtdickenmessung
- Elementanalyse
- Vielstrahlinterferenz
- Fabry-Perot-Interferometer
- hochauflösende Emissionsspektroskopie
- Lasermoden / Laserresonator
- freier Spektralbereich
- Interferenzfilter
- Lichtwellenleiter
- Prinzip der Lichtleitung
- Total Reflektion
- Aufbau des Lichtleiters
- Monomodefaser
- Multimodefaser
- Stufenindexfaser
- Gradientenindexfaser
- Apertur
- Materialien des Lichtleiters
- Dämpfung
- Bandbreite
- GRIN Optik
- Optische Messsysteme
- Lichtschranke
- Aufbau
- Transmissionslichtschrank
- Reflektionslichtschranke
- Laserlichtschranke
- Betriebsparameter
- Anwendungen
- Sicherheitstechnik
- Geschwindigkeitsmessungen
- Automatisierung
Fertigkeiten
- Berechnen
- des Reflektionsvermögens
- der Schichtdicke aus spektralen Messungen
- der Brechzahl mit Hilfe der Ellipsometrie
- Charakterisieren
- der spektralen Responsfunktion von optischen Empfängern
- des Zeitverhaltens von Detektoren
- Auswählen von
- Spektrometersystemen für eine vorgegebene Messaufgabe
- Photodioden für spezielle Anwendungsfälle
- Lichtleitertypen für geforderte Anwendung
- Beurteilen
- der Messgenauigkeit von optischen Messungen
- der Verwendbarkeit verschiedener Detektoren für optische Messaufgaben
- erkennen
- benennen
- von Lösungsansätzen für erkannte optische Messanforderungen
Begleitmaterial
Besondere Voraussetzungen
Besondere Literatur
Besonderer Kompetenznachweis
Praktikum
Lernziele
Fertigkeiten
- optische Aufbauten justieren
- Messreihen aufnehmen und dokumentieren
- Diagramme erstellen
- Ergebnisse auf Plausibilität überprüfen
- Zusammenhänge erkennen und verstehen
- Messung mit dem Oszilloskop
- Fehlerrechnung
Handlungskompetenz demonstrieren
- grundlegende optische Aufbauten selber realisieren
- aufbauen
- justieren
- Funktionsprüfung durchführen
- naturwissenschaftlich / technische Gesetzmäßigkeiten mit einem optischen Aufbau erforschen
- Messreihen planen
- Fehlereinflüsse abschätzen
- Tauglichkeit des Aufbaus überprüfen
- selbst gewonnenen Messreihen auswerten
- Messwerte graphisch darstellen
- Implizite Größen aus Messwerten math. korrekt berechnen
- logische Fehler entdecken und bennen
- Messwerte mittels vorgegebener Formeln simulieren
- einen nachvollziehbaren Bericht verfassen
- Aufgabenstellung beschreiben
- Lösungsansatz darlegen
- Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen
- Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren
- Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten
- Organisieren in Teilaufgaben
- Messergebnisse diskutieren
- gegenseitig sinnvoll ergänzen
Begleitmaterial
- Schriftliche Anleitungen zu den Versuchen
Besondere Voraussetzungen
Besondere Literatur
- (siehe allgemeine Literaturangabe der LV)
Besonderer Kompetenznachweis
| Form |
| bPA |
Praktkumsversuche, möglichst Teamarbeit |
| sSB |
schriftlicher Ergebnisbericht |
| Beitrag zum LV-Ergebnis |
| bPA |
Testat oder benotet, 0...30% |
Intervall: 1/Jahr
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