Lehrveranstaltung
OSA - Optische Spektroskopie und Anwendungen
PDF Lehrveranstaltungsverzeichnis English Version: OSA
Version: 1 | Letzte Änderung: 19.10.2019 14:38 | Entwurf: 0 | Status: vom verantwortlichen Dozent freigegeben
| Langname | Optische Spektroskopie und Anwendungen |
|---|---|
| Anerkennende LModule | OSA_MaET |
| Verantwortlich |
Prof. Dr. Michael Gartz
Professor Fakultät IME |
| Niveau | Master |
| Semester im Jahr | Sommersemester |
| Dauer | Semester |
| Stunden im Selbststudium | 78 |
| ECTS | 5 |
| Dozenten |
Prof. Dr. Michael Gartz
Professor Fakultät IME |
| Voraussetzungen | Geometrische Optik Radiometrie, Fotometrie, Strahlungsphysik Optische Messtechnik Wellenoptik Mathematik 1 / 2 Physik 1 / 2 |
| Unterrichtssprache | deutsch |
| separate Abschlussprüfung | Ja |
Literatur
Demtröder, Laser-Spektroskopie, Springer
Demtröder, Experimentalphysik 2, Springer
Schmidt Werner, Optische Spektroskopie, Wiley-VCH
Pedrotti, Pedrotti, Bausch, Schmidt, Optik für Ingenieure, Grundlagen, Springer
Schröder, Treiber, Technische Optik, Vogel Verlag
Hecht, Optik, Oldenbourg
Bergmann, Schaefer, Bd.3, Optik, de Gruyter
Max Born und Emil Wolf, Principles of Optics, Cambridge University Press
Demtröder, Experimentalphysik 2, Springer
Schmidt Werner, Optische Spektroskopie, Wiley-VCH
Pedrotti, Pedrotti, Bausch, Schmidt, Optik für Ingenieure, Grundlagen, Springer
Schröder, Treiber, Technische Optik, Vogel Verlag
Hecht, Optik, Oldenbourg
Bergmann, Schaefer, Bd.3, Optik, de Gruyter
Max Born und Emil Wolf, Principles of Optics, Cambridge University Press
Abschlussprüfung
Details
Mündliche Prüfung, in der die Taxonomiestufen Verstehen, Anwenden, Analysieren, Synthetisieren und Bewerten geprüft werden, indem die Studierenden ihre während des Semesters durchgeführten Projekte vorstellen, erklären und dabei zeigen, dass sie die in der Vorlesung erarbeitet Fachbegriffe, Theorien und Verfahren verstehen und anwenden können, die Anforderungen ihrer Projektaufgabe analysiert haben und eine Lösung ihrer Projektaufgabe synthetisiert haben und im Prüfungsgespräch bewerten können.Mindeststandard
50 % der Fragen und Aufgaben aus allen Prüfungsteilen (Projekt, Vorlesung) richtig beantwortetPrüfungstyp
Mündliche Prüfung, in der die Taxonomiestufen Verstehen, Anwenden, Analysieren, Synthetisieren und Bewerten geprüft werden, indem die Studierenden ihre während des Semesters durchgeführten Projekte vorstellen, erklären und dabei zeigen, dass sie die in der Vorlesung erarbeitet Fachbegriffe, Theorien und Verfahren verstehen und anwenden können, die Anforderungen ihrer Projektaufgabe analysiert haben und eine Lösung ihrer Projektaufgabe synthetisiert haben und im Prüfungsgespräch bewerten können.Lernziele
Kenntnisse
Erste Anwendung
Schichtdickenmessung mittels optischer Sepktroskopie
Messprinzip
Aufbau
Empfindlichkeit
Grundlagen der Spektroskopie
Dispersion
Winkeldispersion
lineare Dispersion
Prisma
Strahlengang im Prisma
Dispersion des Prismas
Gitter
Beugung am Gitter
Dispersion am Gitter
nutzbarer Spektralbereich des Gitters
Gittertypen
Transmissionsgitter
Reflektionsgitter
Echelettegitter
konkave Gitter
Herstellungsverfahren
geritzte Gitter
holographische Gitter
Beugungseffizienz von Gittern
Messung
Blaze-Technik
Vergleich: Gitter und Prisma
Aufbau von Spektrometern
Aufbau des Monochromators
Aufbau des Prismenspektrometers
Auflösungsvermögen des Prismenspektromters
Strahlengang
Aufbau des Gitterspektrometers
Auflösungsvermögen des Gitterspektromters
Strahlengang
Störeffekte im Spektrometer
Geisterbilder
Streulicht
Second Order Effekte
Strahlungsquellen
Eigenschaften von Strahlungsquellen
Thermische Quellen
Entladungslampen
Leuchtdioden
Laser
Detektoren / Empfänger
Eigenschaften von Empfänger
Photodiode
CCD / CMOS Zeile / Matrix
thermische Detektoren
Filter
Absorptionsfilter
Interferenzfilter
Kalibrierung von Spektrometern
Wellenlängenkalibrierung
Intensitätskalibrierung
Kenngrößen von Spektrometern
Spektrales Auflösungsvermögen
Beugungseffizienz
freier Spektralbereich
Kommerzielle Spektrometer
UV-Spektrometer
VIS-Spektrometer
IR- / NIR- Spektrometer
Multichannel Spektrometer
Fourier Spektroskopie
Prinzip der Fourier Spektroskopie
Fouriertransformation
Diskrete Fouriertransformation
Fourier Spektrometer
Anwendungen
Raman Spektroskopie
Grundlagen
Anwendungen der Raman Spektroskopie
Farbmessung
Transmissionsmessung
Remissionsmessung
Emissionsmessung
Schichtdickenmessung
Spektrale Element Analyse
(weitere Themen nach Auswahl)
Schichtdickenmessung mittels optischer Sepktroskopie
Messprinzip
Aufbau
Empfindlichkeit
Grundlagen der Spektroskopie
Dispersion
Winkeldispersion
lineare Dispersion
Prisma
Strahlengang im Prisma
Dispersion des Prismas
Gitter
Beugung am Gitter
Dispersion am Gitter
nutzbarer Spektralbereich des Gitters
Gittertypen
Transmissionsgitter
Reflektionsgitter
Echelettegitter
konkave Gitter
Herstellungsverfahren
geritzte Gitter
holographische Gitter
Beugungseffizienz von Gittern
Messung
Blaze-Technik
Vergleich: Gitter und Prisma
Aufbau von Spektrometern
Aufbau des Monochromators
Aufbau des Prismenspektrometers
Auflösungsvermögen des Prismenspektromters
Strahlengang
Aufbau des Gitterspektrometers
Auflösungsvermögen des Gitterspektromters
Strahlengang
Störeffekte im Spektrometer
Geisterbilder
Streulicht
Second Order Effekte
Strahlungsquellen
Eigenschaften von Strahlungsquellen
Thermische Quellen
Entladungslampen
Leuchtdioden
Laser
Detektoren / Empfänger
Eigenschaften von Empfänger
Photodiode
CCD / CMOS Zeile / Matrix
thermische Detektoren
Filter
Absorptionsfilter
Interferenzfilter
Kalibrierung von Spektrometern
Wellenlängenkalibrierung
Intensitätskalibrierung
Kenngrößen von Spektrometern
Spektrales Auflösungsvermögen
Beugungseffizienz
freier Spektralbereich
Kommerzielle Spektrometer
UV-Spektrometer
VIS-Spektrometer
IR- / NIR- Spektrometer
Multichannel Spektrometer
Fourier Spektroskopie
Prinzip der Fourier Spektroskopie
Fouriertransformation
Diskrete Fouriertransformation
Fourier Spektrometer
Anwendungen
Raman Spektroskopie
Grundlagen
Anwendungen der Raman Spektroskopie
Farbmessung
Transmissionsmessung
Remissionsmessung
Emissionsmessung
Schichtdickenmessung
Spektrale Element Analyse
(weitere Themen nach Auswahl)
Fertigkeiten
berechnen
der spektralen Auflösung
der Winkel- und Linear-Dispersion
des freien Spektralbereichs
des Arbeitsbereiches beim Chromatischen Längsaberrationssensors
der Auflösung beim Lichtschnittsensor
auswählen
eines Spektrometers für eine spezielle Messaufgabe
einer Lichtquelle für die Absorptions- und
Transmissionsmessung
bestimmen
der Transmissionskurve diverser optischer Bauteile
des spektralen Reflektionsgrades
der Dicke nicht opaker Schichten
beurteilen
der Empfindlichkeit eines Spektrometers
der Verwendbarkeit eines Spektrometers
analysieren
von Messaufgaben aus dem Bereich der optischen
Spektroskopie
der spektralen Auflösung
der Winkel- und Linear-Dispersion
des freien Spektralbereichs
des Arbeitsbereiches beim Chromatischen Längsaberrationssensors
der Auflösung beim Lichtschnittsensor
auswählen
eines Spektrometers für eine spezielle Messaufgabe
einer Lichtquelle für die Absorptions- und
Transmissionsmessung
bestimmen
der Transmissionskurve diverser optischer Bauteile
des spektralen Reflektionsgrades
der Dicke nicht opaker Schichten
beurteilen
der Empfindlichkeit eines Spektrometers
der Verwendbarkeit eines Spektrometers
analysieren
von Messaufgaben aus dem Bereich der optischen
Spektroskopie
Aufwand Präsenzlehre
| Typ | Präsenzzeit (h/Wo.) |
|---|---|
| Vorlesung | 2 |
| Tutorium (freiwillig) | 0 |
Besondere Literatur
keine/none
Besondere Voraussetzungen
keine
Begleitmaterial
Vortragsfolien zur Vorlesung als pdf-Files
Separate Prüfung
keine
Lernziele
Fertigkeiten
Spektrometer Aufbauten justieren
optische Spektren aufnehmen, auswerten und dokumentieren
Ergebnisse auf Plausibilität überprüfen
Zusammenhänge erkennen und verstehen
Auswählen des Spektrometertyps für eine spezielle Messaufgabe
Umrechung der verschiedenen spektralen Darstellungsarten
analysieren einer spektroskopischen optischen Messaufgabe
Eigenständig erkannte Messaufgabe analysieren
Vorgegebene Messaufgabe analysieren
konzipieren eines Lösungansatzes für die analysierte Messaufgabe
Berücksichtigung der Laborresourcen
Berücksichtigung des verfügbaren Zeitkontingentes
Präsentation einer Projektskizze
Aufgabenstellung beschreiben
Lösungsansatz darlegen
Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen
Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren
Milestone-Präsentation zur Überprüfung des Projektfortschrittes
Aufgabenstellung beschreiben
Lösungsansatz darlegen
Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen
Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren
Abschluss-Präsentation mit Darlegung des realisierten Lösungsansatzes
Aufgabenstellung beschreiben
Lösungsansatz darlegen
Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen
Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren
grundlegende Spektrometer 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
Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten
Organisieren in Teilaufgaben
Messergebnisse diskutieren
gegenseitig sinnvoll ergänzen
optische Spektren aufnehmen, auswerten und dokumentieren
Ergebnisse auf Plausibilität überprüfen
Zusammenhänge erkennen und verstehen
Auswählen des Spektrometertyps für eine spezielle Messaufgabe
Umrechung der verschiedenen spektralen Darstellungsarten
analysieren einer spektroskopischen optischen Messaufgabe
Eigenständig erkannte Messaufgabe analysieren
Vorgegebene Messaufgabe analysieren
konzipieren eines Lösungansatzes für die analysierte Messaufgabe
Berücksichtigung der Laborresourcen
Berücksichtigung des verfügbaren Zeitkontingentes
Präsentation einer Projektskizze
Aufgabenstellung beschreiben
Lösungsansatz darlegen
Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen
Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren
Milestone-Präsentation zur Überprüfung des Projektfortschrittes
Aufgabenstellung beschreiben
Lösungsansatz darlegen
Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen
Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren
Abschluss-Präsentation mit Darlegung des realisierten Lösungsansatzes
Aufgabenstellung beschreiben
Lösungsansatz darlegen
Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen
Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren
grundlegende Spektrometer 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
Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten
Organisieren in Teilaufgaben
Messergebnisse diskutieren
gegenseitig sinnvoll ergänzen
Aufwand Präsenzlehre
| Typ | Präsenzzeit (h/Wo.) |
|---|---|
| Projekt | 2 |
| Tutorium (freiwillig) | 0 |
Besondere Literatur
keine/none
Besondere Voraussetzungen
keine
Begleitmaterial
mündliche Diskussionen mit Projektbetreuer mit individuellen gegebenen Literaturangaben
Separate Prüfung
keine
Bei Fehlern, bitte Mitteilung an die
Webredaktion der Fakultät IME
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