PTI02240 – Lasertechnik

Modul
Lasertechnik
Laser Technology
Modulnummer
PTI02240
Version: 1
Fakultät
Physikalische Technik / Informatik
Niveau
Bachelor
Dauer
1 Semester
Turnus
Sommersemester
Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr. Peter Hartmann
Peter.Hartmann(at)fh-zwickau.de

Dozent/-in(nen)

Prof. Dr. Peter Hartmann
Peter.Hartmann(at)fh-zwickau.de

Lehrsprache(n)

Deutsch
in "Lasertechnik"

ECTS-Credits

5.00 Credits

Workload

150 Stunden

Lehrveranstaltungen

4.00 SWS (2.00 SWS Praktikum | 2.00 SWS Vorlesung mit integr. Übung / seminaristische Vorlesung)

Selbststudienzeit

90.00 Stunden
30.00 Stunden Selbststudium - Lasertechnik
60.00 Stunden Vorbereitung Praktikum - Lasertechnik

Prüfungsvorleistung(en)

Praktikumstestat
in "Lasertechnik"

Prüfungsleistung(en)

schriftliche Prüfungsleistung -
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 90 min | Wichtung: 100%
in "Lasertechnik"

Medienform
Keine Angabe
Lehrinhalte/Gliederung

Vorlesung/Übung: (1) Historische Entwicklung der Lasertechnik (2) Erzeugung von Laserstrahlung Elementarprozesse der Wechselwirkung eines Strahlungsfeldes mit Materie; Einsteinsche Ratenglei-chungen; Strahlungsverstärkung durch stimulierte Emission; Besetzungsinversion und 1. Laserbedin-gung; Superstrahler; homogene und inhomogene Linienverbreiterung; optische Rückkopplung und 2. Laserbedingung ; Bilanzgleichungen und zeitliches Emissionsverhalten; Relaxationsschwingungen (3) Beschreibung der Laserstrahlung Wellengleichung der Optik; ebene Wellen und Kugelwellen; Gaußstrahlen und höhere Moden; axiale Moden; reale Laserstrahlen und Strahlqualität; ABCD-Gesetz und komplexer Strahlparameter; Abbildung von Laserstrahlen an Linsen und Spiegeln; Strahlaufweitung und Strahlfokussierung (4) Bauelemente der Lasertechnik Laserspiegel; Optische Resonatoren; g-Parameter; Stabilitätskriterium; Feldverteilung im stabilen opti-schen Zweispiegelresonator; spezielle Resonatoren Eigenfrequenzen sphärischer Resonatoren; Gü-teschalter und Pulsauskoppler; Raumfilter; Modulatoren (5) Lasertypen Gaslaser (CO2-Laser, HeNe-Laser, Stickstofflaser); Excimerlaser; Festkörperlaser (Nd:YAG-Laser); thermische Linse; Scheibenlaser; Faserkopplung; Halbleiterlaser (Laserdioden, HLD) (6) Anwendungen der Lasertechnik Praktikum: transversale axiale Lasermoden (optischer Zweispiegelresonator); spontane Emission und Lebensdauer; Frequenzverdopplung und Pulsbetrieb; Diodenlaser; Nd:YAG-Laser ; HeNe-Laser; Farbstofflaser ; Stick-stofflaser; Laserschweißen mit CO2-Laser

Qualifikationsziele

Im Ergebnis des Moduls verfügt der Student über praxisorientiertes Wissen zu den Grundlagen der kohä-renten Strahlungserzeugung und Verstärkung sowie über den Aufbau und die Funktion unterschiedlicher Lasersysteme. Ausgehend von physikalisch technischen Grundkenntnissen erwirbt der Student Kennt-nisse sowohl über die allgemeinen Funktionsprinzipien als auch über das Zusammenspiel unterschiedli-cher Komponenten eines Lasersystems. Der Student soll damit in die Lage versetzt werden, die Grenzen und Möglichkeiten der Anwendung von Lasertechnik in unterschiedlichen Bereichen einzuschätzen und eigene lasertechnische Lösungen zu entwickeln. In praktischen Übungen, durchgeführt in kleinen Grup-pen, erwerben die Studenten experimentelle Fertigkeiten und Erfahrungen bei Umgang mit Grundaufbau-ten der Lasertechnik. Im Mittelpunkt steht dabei der Erwerb grundlegenden Fähigkeiten wie z.B. die Jus-tage optischer Resonatoren oder die notwendige Sorgfalt beim Umgang mit optischen Komponenten. Theoretische Kenntnisse z.B. über die Bedingungen zur Erzeugung von Laserstrahlung werden durch entsprechende praktische Erfahrungen an selbst konzipierten Versuchsaufbauten vertieft.

Sozial- und Selbstkompetenzen
Keine Angabe
Besondere Zulassungsvoraussetzung

keine

Empfohlene Voraussetzungen

Grundkenntnisse aus dem Bereich der elektrische und magnetischen Feldern und der klassischen Optik insbesondere der Wellenoptik (vergleichbar zu den Modulen Experimentalphysik I und II).

Fortsetzungsmöglichkeiten
Keine Angabe
Literatur

J. Eichler, H.-J. Eichler: "Laser - Bauformen, Strahlführung, Anwendungen" (Springer-Verlag, Berlin 1998). D. Meschede: "Optik, Licht und Laser" (Teubner Studienbücher Physik, Stuttgart 1999).

Hinweise
Keine Angabe