Nachhaltige Materialien und verfahrenstechnische Prozesse, Bachelor (PO-2024)
| Eindeutige Modulnummer | MaschB-3600-M |
|---|---|
| Modulnummer / Modulcode | S-WK15 |
| Modulname | Materials processing with ultrashort pulsed lasers |
| Art des Moduls | Wahlpflicht |
| Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele | Am Ende des Kurses wird von den Studierenden erwartet, dass sie: - fundierte Kenntnisse über den sicheren Umgang mit Laserquellen und die damit verbundenen Gefahren erworben haben sowie wissen, wie die wichtigsten Gefahren bei der Arbeit mit Laserquellen zu bewältigen sind. - allgemeine Kenntnisse über die Grundlagen von Laserlicht und Lasergeräten, die Erzeugung von Licht mit einer einzigen Wellenlänge und die zur Charakterisierung erforderlichen Geräte erworben haben. - die allgemeinen Konzepte kennen, die für die Erzeugung gepulster und ultrakurzer Laserpulse erforderlich sind; - zwischen verschiedenen Materialien anhand ihrer optischen Eigenschaften unterscheiden und einen Bezug zu geeigneten Laserquellen herstellen können, mit denen sich dauerhafte Veränderungen zur Funktionalisierung von Materialien herbeiführen lassen; - die aktuellen Perspektiven für den Einsatz von ultrakurzen Laserpulsquellen in verschiedenen Anwendungsbereichen kennen, darunter Optik, Biologie, Medizin, Tribologie und Energietechnik, um nur einige zu nennen. |
| Lehrveranstaltungsarten | VL (4 SWS) |
| Lehrinhalte | The course will be divided into 4 parts:
As an introduction to lasers and working with them, it is compulsory that the students receive general laser safety guidelines and approaches to tackle possible accidents with laser radiation. Lasers: general concepts. In this part, fundamental concepts that describe the physics behind laser radiation generation, as well as a general classification of the available laser types will be presented. A brief introduction to optics and how it can be used for modulating the spatial distribution of laser beams will also be included.
Short pulse generation. A combination of concept ideas combined with the physics for the generation of pulsed lasers, paying particular attention to short and ultrashort pulse generation will be discussed.
A general description of metal, semiconductor and dielectric materials and their interaction with laser irradiation will be included. Concepts at the base for the understanding of the nonlinear processes that can be triggered with short and ultrashort pulsed lasers will be described both conceptually and mathematically. A brief introduction to fabrication and processing of complex materials with lasers will give an opening for applications in real life fields.
During the last part of the course, specific applications with lasers will be described. The closing point here will be a visit to an industrial or materials science related partner, so that the students could ground the knowledge gathered during the course. |
| Titel der Lehrveranstaltungen | Materials processing with ultrashort pulsed lasers |
| Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen) | Lecture tutorial. |
| Verwendbarkeit des Moduls | B. Sc. Maschinenbau M. Sc. Maschinenbau |
| Dauer des Moduls | One semester |
| Häufigkeit des Angebotes | jährlich im Wintersemester |
| Sprache | English |
| Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul | |
| Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul | keine |
| Studentischer Arbeitsaufwand | 180 Stunden (60h Präsenz + 120h Selbststudium) |
| Studienleistungen | keine |
| Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung | keine |
| Prüfungsleistungen | Eine schriftliche (90 Min.) oder mündliche (30 Min.) Prüfung (Notengewichtung 80 %) und eine Präsentation während des Kurses zu einem Thema nach Wahl (Notengewichtung 10 %) und Durchführung einer Lehrveranstaltung (Notengewichtung 10 %) |
| Anzahl Credits (ECTS) | 6 cp |
| Lehreinheit | Maschinenbau |
| Modulverantwortliche/r | Prof. Dr. Camilo Florian Baron |
| Lehrende | Prof. Dr. Camilo Florian Baron |
| Medienformen | • Blackboard, projector, presentations in PowerPoint • Course release in Moodle platform • Links to videos and presentations • List of relevant books and publications relative to the course |
| Literatur |
|