Dauer:
1 Semester | Angebotsturnus:
Jedes Sommersemester | Leistungspunkte:
4 |
Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester: - Master Medizinische Ingenieurwissenschaft 2014 (Wahlpflicht), Medizinische Ingenieurwissenschaft, Beliebiges Fachsemester
- Master Medizinische Ingenieurwissenschaft 2020 (Wahlpflicht), Medizinische Ingenieurwissenschaft, Beliebiges Fachsemester
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Lehrveranstaltungen: - ME4530-Ü: Optische und Photonische Systeme (Übung, 1 SWS)
- ME4530-V: Optische und Photonische Systeme (Vorlesung, 2 SWS)
| Workload: - 45 Stunden Präsenzstudium
- 75 Stunden Selbststudium und Bearbeitung von Übungen in Gruppen
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Lehrinhalte: | - Überblick über optische Systeme in der Biomedizin
- Strahlenoptik und Wellenoptik
- Grundlagen Fourieroptik
- Einführung in optisches Raytracing
- Design von einfachen optischen Systemen wie Mikroskop/Teleskope, etc.
- Optische Aberrationen und deren Kompensation
- Bestimmung von Auflösung, Modulationstransferfunktion (MTF)
- Toleranzanalyse
- Strahlparameter und Auslegung von Strahlformungsoptiken
- Berechnung Diffraktiver Optischer Elemente (DOEs)
- Beugungseffizienzen und rigorose Beschreibung DOEs
- Anwendungen und spezifisches Design von DOEs (Spektrometer, Mikrolinsen)
- Herstellungsverfahren für optische Systeme und deren Charakterisierung
- Lichtwellenleiter und photonische Komponenten
- Simulation Lichtpropagation im Wellenleiter (Beam Propagationsmethode, BPM)
- Rigoroses Design photonischer Systeme mit FDTD
- Biomedizinisches Anwendungsbespiel: Oberflächenplasmonensensorik
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Qualifikationsziele/Kompetenzen: - Die Studierenden kennen grundlegende optische Komponenten.
- Sie können einfache optische Systeme im Raytracer nachbilden und deren optische Fehler analysieren.
- Sie kennen die Grundlagen der Optimierung optischer Systeme.
- Sie kennen unterschiedliche Simulationsmethoden und -regime zur Auslegung verschiedener optischer Systeme und können diese systemspezifisch anwenden.
- Sie kennen die Grundlagen diffraktiver Optiken und können grundlegende numerische Verfahren zu deren Berechnung selbst implementieren und kennen deren Anwendung in der Medizintechnik.
- Sie kennen Herstellungsverfahren optischer Komponenten und können hieraus Grenzen und Anwendungsbereiche ableiten.
- Sie kennen Grundlagen verschiedener Fasern und Wellenleiter, Anwendungsbeispiele und können einfache Fasersensoren optisch simulieren und auslegen.
- Die Studierenden besitzen die Sozial- und Kommunikationskompetenz zur Diskussion innerhalb von Übungsgruppen und zur Lösung komplexer Aufgaben im Team.
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Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch: - Klausur oder mündliche Prüfung nach Maßgabe des Dozenten
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Modulverantwortlicher: Lehrende: |
Literatur: - H. Gross (Hrsg.): Handbook of Optical Systems - John Wiley & Sons, USA
- G. Litfin (Hrsg): Technische Optik in der Praxis - Springer, Deutschland
- J. W. Goodman: Introduction to Fourier optics - Roberts & Co. Publishers, USA
- B. E. A. Saleh, and M. C. Teich: Fundamentals of Photonics - John Wiley & Sons, USA
- M. S. Wartak: Computational Photonics - Cambridge University Press, USA
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Sprache: - Englisch, außer bei nur deutschsprachigen Teilnehmern
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Bemerkungen:Zulassungsvoraussetzungen zur Belegung des Moduls:
- Keine
Zulassungsvoraussetzungen zur Teilnahme an Modul-Prüfung(en):
- Keine
Modulprüfung(en):
- ME4530-L1: Optische und Photonische Systeme, Mündliche Prüfung, 20min, 100% der Modulnote |
Letzte Änderung: 4.10.2021 |
für die Ukraine