Photonische Komponenten und Systeme

Mechatronik, Master (PO-2023)

Modulnummer / ModulcodeWP-ME-MA-43
ModulnamePhotonische Komponenten und Systeme
Art des ModulsWahlpflicht
Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele

Der/die Studierende kann:

  • das Zusammenwirken von photonischen Komponenten in Systemen nachvollziehen.
  • Problemlösungen durch interdisziplinäre Analogien sowie dem Verständnis von Naturphänomenen als Lösungsansätze formulieren.
  • theoretische Modellrechnungen aufbereiten, veranschaulichen und mit experimentellen Messwerten vergleichen.
  • grundlegende Prinzipien (Aufbau und Wirkungsweise) photonischer Bauelemente und Systeme sowie Einsatzgrundsätze photonischer Komponenten und System erkennen.
LehrveranstaltungsartenVLmP 4 SWS
Lehrinhalte
  • Einführung in die Photonik für die Energietechnik, die Mechatronik, die Mess-Steuer-und Regelungstechnik, die Medizintechnik, die Umweltsystemtechnik, die Sicherheitstechnik, die Informations-und Kommunikation­stechnik, die Produktionstechnik und die Kybernetik.
  • Theoretische Grundlagen: Halbleiter- und Wellenleitermodelle, Fourier-Optik, nichtlineare Optik, optoelektronische Komponenten
  • Von dielektrische Spiegeln zu komplexen Interferometern, Dispersion (Material-, Moden-, Wellenleiter-), Bedeutung der Dispersions­relationen in verschiedenen Disziplinen (Elektron-, Licht-, Schall- und Wasser-Wellen), Modellentwichlung zur Beschreibung des Real- und Imaginärteils des optischen Brechungsindexes
  • Licht emittierende Dioden, Halbleiterlaser, Photodiode, Solarzelle,
  • Moderne Aspekte höchstbitratiger optischer Kommunikations­technik
  • Aufbau und Funktionsweise von CCD Arrays
  • Anwendungen/Systeme: Laser in Produktions-und Medizintechnik, optische Bordnetze, Sensorik/Bio-Chips, Spektroskopie, Beamer, Speichermedien, Beleuchtung
Titel der LehrveranstaltungenPhotonische Komponenten und Systeme
Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen)Vorlesung
Verwendbarkeit des Moduls
Dauer des ModulsEin Semester
Häufigkeit des Angebotesjährlich im Sommersemester
Sprachedeutsch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am ModulGrundlagenkenntnisse in den Bereichen Optik, elektronische Bauelemente, Theoretische Elektrotechnik
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul keine
Studentischer Arbeitsaufwand4 SWS VL (60 Std.) Selbststudium 120 Std.
Studienleistungenkeine
Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistungkeine
PrüfungsleistungenMündliche Prüfung 30 Min.
Anzahl Credits (ECTS)6 cp
LehreinheitElektrotechnik
Modulverantwortliche/rProf. Dr. rer. nat. habil. Hartmut Hillmer
LehrendeProf. Axel Bangert
Prof. Hartmut Hillmer
Prof. Bernd Witzigmann
Medienformen• Beamerpräsentation
• Skript
• Tafel
• Experimente und Demonstratoren in der VL
Literatur
  • Goodman, Introduction to Fourier Optics, 23rd Ed., Roberts & Co., 2005.
  • Menzel, Photonics, Springer, 2007.
  • Hering, Photonik, Springer, 2006.
  • Hillmer, S. Hansmann: Semiconductor Lasers, from Handbook of Lasers, Springer, 2007
  • O. Kasap: Optoelectronics and photonics, Prentice Hall, 2001Weitere Literatur wird in der Vorlesung bzw. auf den Homepages der Fachgebiete bekannt gegeben.