Ekbert Hering Rolf Martin (Hrsg.) Photonik. Grundlagen, Technologie und Anwendung. Mit 415 Abbildungen und 50 Tabellen.

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Bernt Adenauer
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1 Ekbert Hering Rolf Martin (Hrsg.) Photonik Grundlagen, Technologie und Anwendung Mit 415 Abbildungen und 50 Tabellen fya Springer

2 Inhaltsverzeichnis Grundlagen Geometrische Optik Lichtstrahlen Reflexion des Lichts Brechung des Lichts Abbildung durch Linsen Matrixmethoden der paraxialen Optik Wellenoptik Elektromagnetische Wellen Polarisation Interferenz Radio- und Fotometrie Strahlungsphysikalische Größen Lichttechnische Größen Quantennatur des Lichts Photonen Schwarzer Strahler Laser Halbleiter-Lichtquellen Strahlende Rekombination Lumineszenzdioden Halbleiter-Laser Halbleiter-Detektoren Absorption in Halbleitern Fotoleiter Fotodioden Literatur 104 Fertigung optischer Komponenten und Systeme Übersicht Klassische Bearbeitung Übersicht Formen (Trennen, Schleifen, Diamantdrehen) Glätten Messtechnik 115

4 Quantennatur des Lichts 61 1.4.1 Photonen 61 1.4.2 Schwarzer Strahler 63 1.4.3 Laser 66 1.5 Halbleiter-Lichtquellen 70 1.5.1 Strahlende Rekombination 70 1.5.2 Lumineszenzdioden 73 1.5.3 Halbleiter-Laser 77 1.

3 XVI Inhaltsverzeichnis 2.3 Abformen Übersicht Glas abformen (Blankpressen) Kunststoff abformen Messtechnik Strukturierung Diffraktive Optik Lithografie * Abformen Messtechnik Beschichtung Prinzip Herstellung optischer Komponenten Bedampfen mit PVD-Verfahren Sputter-Technologie Abscheiden organmetallischer Lösungen Messtechnik 128 Optische Nachrichtenübertragung Einführung Glasfasern Dämpfung in Glasfasern Dispersionen in Glasfasern Typenklassen von Glasfasern Optische Sender und Empfänger Faseroptische Übertragungssysteme Direktübertragungssysteme Kohärente Übertragungssysteme Faserverstärker Solitonenübertragung Optische Übertragung auf der Fernebene im Ortsnetz und im LAN- bzw. Metrobereich Literatur 173 Sensoren Optische Sensoren Lichtschranken und Lichttaster Einweg-Lichtschranken Lichtgitter Reflexions-Lichtschranken Reflexions-Lichttaster Lichtleiter-Lichtschranken und-lichttaster Kontrasttaster Lumineszenztaster Farbsensoren 190

5.5 Abscheiden organmetallischer Lösungen 127 2.5.6 Messtechnik 128 Optische Nachrichtenübertragung 129 3.1 Einführung 129 3.2 Glasfasern 131 3.2.1 Dämpfung in Glasfasern 133 3.2.2 Dispersionen in Glasfasern 137 3.

4 Inhaltsverzeichnis XVII 4.3 Distanzsensoren Triangulations-Sensoren Pulslaufzeit-Sensoren Phasenkorrelations-Sensoren Laserscanner Funktionsprinzip des Laserscanners Barcode-Scanner Laser-Radar Kamerasensoren D-Sensoren D-Sensoren D-Sensoren Optische Sensoren für spezielle Anwendungen Staubkonzentrationsmessung Gaskonzentrationsmessung Literatur Optische Messtechnik Abstandsmessung Triangulation Inkrementalgeber Interferometer Formmessung Schattenwurfverfahren Streifenprojektion Weißlichtinterferometrie Verformungsmessung mit der Holografischen Interferometrie Spannungs-, Dehnungs-, Kraftmessung Spannungsoptische Verfahren Speckle-Pattern-Interferometrie (ESPI) Faseroptische Sensorik (FOS) zur Spannungsund Dehnungsmessung Schwingungsmessung Laser-Doppler-Vibrometer Holografi sehe Interferometrie und Speckle-Pattern-Interferometrie Temperaturmessung Feuchtemessung Farbmessung Interferometrische Submikrometer-Messtechnik in der Automobilindustrie Stand und Entwicklung der Messtechnik Weißlichtinterferometrie (WLI) 264

6.2 Gaskonzentrationsmessung 229 4.7 Literatur 231 5 Optische Messtechnik 233 5.1 Abstandsmessung 233 5.1.1 Triangulation 234 5.1.2 Inkrementalgeber 236 5.1.3 Interferometer 238 5.2 Formmessung 239 5.

5 XVIII Inhaltsverzeichnis Weißlichtinterferometrie mit Sonderoptiken Weißlicht-Heterodyn-Interferometer (WHI) Rückführung der Weißlichtinterferometrie auf amtliche Normale Zusammenfassung und Ausblick Literatur 281 Produktionstechnik Übersicht Laserstrahlquellen Strahlqualität Fertigungsverfahren und Materialien Urformen Selektives Laser-Sintern (SLS) Selektives Laser-Schmelzen (SLM: Selective Laser Melting) Umformen Trennen Schneiden Bohren und Abtragen Fügen Schweißen Löten Beschichten Stoffeigenschaften ändern Härten Umschmelzen Polieren Markieren und Beschriften Strukturieren und Mikrobearbeiten Produktentwicklung mit Laser Literatur 316 Beleuchtungstechnik Einleitung Lichttechnische Größen Optische Systeme zur Beleuchtung Beleuchtungssystem aus Lichtquellen und Reflektor Beleuchtungssystem aus Lichtquelle und Linse Arbeitsplatzleuchte Kraftfahrzeug-Frontbeleuchtung Operationsleuchten (OP-Leuchten) Lichtleiter für Beleuchtung 331

2 Urformen 291 6.2.1 Selektives Laser-Sintern (SLS) 291 6.2.2 Selektives Laser-Schmelzen (SLM: Selective Laser Melting) 292 6.3 Umformen 293 6.4 Trennen 294 6.4.1 Schneiden 294 6.4.2 Bohren und Abtragen 298 6.

6 Inhaltsverzeichnis XIX 7.4 Optische Systeme zur Signalisation Straßenverkehrsignal (Ampel) Fahrzeug-Signalleuchten Optische Systeme für Informationsträger Beleuchtetes Bedienelement Lichtleiter zur Hinterleuchtung von Displays Lichtleiter zur Hinterleuchtung von Statusanzeigen Simulation in der Beleuchtungstechnik Simulationsprogramme für Entwicklung optischer Systeme Modellbildung für die optische Simulation Auswertungen der optischen Simulation Literatur Fotovoltaik Wirkungsweise der Solarzelle Wirkungsgrad Technologie Literatur Optische Technologien in Medizin und Life Sciences Spektroskopie Absorptionsspektroskopie Fluoreszenzspektroskopie Molekülschwingungsspektroskopie Beispiele weiterer spektroskopischer Methoden Streuung von Licht Remissionsfotometrie zur Bestimmung von Glucose Durchflusszytometrie Optische Kohärenztomographie Optische Mikroskopie Übersicht Auflösung, Schärfentiefe und förderliche Vergrößerung Köhler'sehe Beleuchtung und Kontrastverstärkung Fluoreszenzmikroskopie Laser-Scanning-Mikroskopie Laserpinzette und Laser-Mikromanipulation Operationsmikroskopie Endoskopie Einführung Endoskopie-System 385

6.2 Modellbildung für die optische Simulation 342 7.6.3 Auswertungen der optischen Simulation 348 7.7 Literatur 349 8 Fotovoltaik 351 8.1 Wirkungsweise der Solarzelle 351 8.2 Wirkungsgrad 355 8.

7 XX Inhaltsverzeichnis Endoskopische Bildgebung Ausführungsformen medizinischer Endoskope Laseranwendungen in der Medizin Einführung Wirkungsmechanismen Laseranwendungen Literatur Gebrauchsgüter Bildaufnahme Analoge Fotokamera Digitale Fotokamera Handycam und Webcam Camcorder Flachbettscanner, Fotokopierer, Fax Vergrößerungsgeräte Mikroskop Lupe Teleskop Bildwiedergabe Analoge Projektoren Digitale Projektoren Head Mounted Devices (HMD) und Head Up Displays (HUD) Zusammenfassung Bildaufnahme und -wiedergäbe Halbleiterbildsensoren und digitale Kameras Geometrische Eigenschaften eines Bildsensors CCD-Sensor Architektur eines CCD Eigenschaften eines CCD-Imagers Kamera-User-Interface Bild Verarbeitung Elementare Eigenschaften digitaler Bilder Punktoperationen Nachbarschaftsoperation Diskrete Fourier-Transformation Bildwiedergabe - Displays Flüssigkristall-Displays OLED-Displays Literatur 478

1.5 Flachbettscanner, Fotokopierer, Fax 410 10.2 Vergrößerungsgeräte 412 10.2.1 Mikroskop 412 10.2.2 Lupe 413 10.2.3 Teleskop 415 10.3 Bildwiedergabe 417 10.3.1 Analoge Projektoren 417 10.3.2 Digitale Projektoren 418 10.

8 Inhaltsverzeichnis XXI 12 Augenschutz und Augensicherheit Notwenigkeit für Augenschutz Aufbau des Auges Optische Strahlung - Begriffsbestimmung Expositionsgrenzwerte Lichttransmission und Grenzwerte bei der Prüfung von Augenschutzprodukten Varianten im Augenschutz Schutz vor mechanischer Gefährdungen Chemische Gefährdungen Thermische Gefährdungen Biologische Gefährdungen Elektrische Gefährdungen Arten von Augen- und Gesichtsschutz Komponenten eines Augenschutzgerätes und Einsatzfelder Schutz vor optischer Strahlung Zwei besondere Arten von Augen- und Gesichtsschutz Automatische Schweißerschutzfilter Laserschutzfilter Das Regelwerk - Konformität und Normung im Augenschutz Gesetzesgrundlage Richtlinie und GPSG CE-Zeichen GS-Zeichen / DIN-Qualitätszeichen Normung Augenschutz Europäisch harmonisierte Normen BGI Informationen und Regeln Kennzeichnung von Augenschutzgeräten Kennzeichnung von Sichtscheiben und Filterscheiben Schutzstufen Optische Klasse Mechanische Festigkeit Andere Anforderungen Kennzeichnung von Tragkörpern Kennzeichnung von vollständigen Augenschutzgeräten Benutzung von Augenschutzgeräten Literatur 508 Index 511

2.3 Thermische Gefährdungen 487 12.2.4 Biologische Gefährdungen 487 12.2.5 Elektrische Gefährdungen 488 12.2.6 Arten von Augen- und Gesichtsschutz 488 12.2.7 Komponenten eines Augenschutzgerätes und Einsatzfelder 488 12.

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