Modulhandbuch BaET2012_Optische Messtechnik

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1 Modulhandbuch BaET2012_Optische Messtechnik Modul Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV) Organisation Modulprüfung Prüfungselemente Vorlesung / Übung Praktikum Verantwortlich: Prof. Dr. Michael Gartz Modul Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV) F07 OMT Organisation Lang MID MPID Bezeichnung BaET2012_Optische Messtechnik BaET2012_OMT Zuordnung Studiengang BaET2012 Studienrichtung O Wissensgebiete O_WMO Einordnung ins Curriculum Fachsemester 5-6 Pflicht Wahl WPA erstellt Version VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis Zeugnistext de Optische Messtechnik en Optical Metrology Unterrichtssprache Deutsch oder Englisch Modulprüfung Form der Modulprüfung sk Regelfall (bei geringer Prüfungsanzahl: smp) Beiträge ECTS-CP aus Wissensgebieten O_WMO 5 Summe 5 Aufwand [h]: 150 Prüfungselemente

2 Vorlesung / Übung Form Kompetenznachweis büa Präsenzübung und Selbstlernaufgaben Beitrag zum Modulergebnis büa unbenotet Spezifische Lernziele Kenntnisse (PFK.1, PFK.2, PFK.3, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.11) Optische Detektoren Photodiode Sättigungsspannung Elementbetrieb vorgespannter Betrieb Avalanchediode Sättigungsspannung Elementbetrieb vorgespannter Betrieb Photomultiplier Reflektometrie Fresnelsche Formeln komplexer Brechungsindex Entspiegelungsschichten Dielektrische Spiegel Brechungsindexbestimmung über Reflektion und Transmisssion Ellipsometrie Spektroskopie

3 Fertigkeiten Spektrometertypen Prismenspektrometer Gitterspektrometer Fourierspektrometer Winkel- und Lineardispersion Spektrale Auflösung Kalibrierung und Normierung Emissionsspektrokopie Absorptionsspektroskopie Anwendungen der Spektroskopie Spektrale Messung / Farbmessung Berührungslose Schichtdickenmessung Elementanalyse Vielstrahlinterferenz Fabry-Perot-Interferometer hochauflösende Emissionsspektroskopie Lasermoden / Laserresonator freier Spektralbereich Interferenzfilter Lichtwellenleiter Prinzip der Lichtleitung Total Reflektion Aufbau des Lichtleiters Monomodefaser Multimodefaser Stufenindexfaser Gradientenindexfaser Apertur Materialien des Lichtleiters Dämpfung Bandbreite GRIN Optik Optische Messsysteme Lichtschranke Aufbau Transmissionslichtschrank Reflektionslichtschranke Laserlichtschranke Betriebsparameter Anwendungen Sicherheitstechnik Geschwindigkeitsmessungen Automatisierung (PFK.1, PFK.2, PFK.3, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.8, PFK.9, PFK.11) Berechnen des Reflektionsvermögens der Schichtdicke aus spektralen Messungen der Brechzahl mit Hilfe der Ellipsometrie Charakterisieren der spektralen Responsfunktion von optischen Empfängern des Zeitverhaltens von Detektoren Auswählen von Spektrometersystemen für eine vorgegebene Messaufgabe Photodioden für spezielle Anwendungsfälle Lichtleitertypen für geforderte Anwendung Beurteilen der Messgenauigkeit von optischen Messungen der Verwendbarkeit verschiedener Detektoren für optische Messaufgaben erkennen von Messanforderungen benennen

4 von Lösungsansätzen für erkannte optische Messanforderungen Handlungskompetenz demonstrieren Lernfähigkeit demonstrieren (PSK.4) (Übungen) Gesellschaftliche und ethische Grundwerte anwenden (PSK.3) (Vorlesung + Übung) Finden sinnvoller Systemgrenzen (PFK.1) (Übungen) Abstrahieren der wesentlichen Aspekte eines fachlichen Problems (PFK.2) (Übung) Exemplarische inhaltliche Operationalisierung Berechnen des Reflektionsvermögens aus Brechzahl und Schichtdicke; Bestimmung der Schichtdicke aus Spektralen Messungen; Erkennen und Verstehen des Zeitverhaltens von optischen Detektoren; Auswählen von Lichtleitern für spezielle Aufgaben der optischen Messtechnik; Beurteilen der Messgenauigkeit von optischen Messsystemen; Charakterisieren von verschiedenartigen Spektrometersystemen; Praktikum Form Kompetenznachweis bpa Praktikum, möglichst Teamarbeit ssb schriftlicher Ergebnisbericht Beitrag zum Modulergebnis bpa Testat oder benotet, 0 30% Spezifische Lernziele Fertigkeiten (PFK.1, PFK.4, PFK.10, PFK.12, PFK.13, PSK.5) optische Aufbauten justieren Messreihen aufnehmen und dokumentieren Diagramme erstellen Ergebnisse auf Plausibilität überprüfen Zusammenhänge erkennen und verstehen Messung mit dem Oszilloskop Fehlerrechnung Handlungskompetenz demonstrieren (PFK.3, PFK.4, PFK.5, PFK.6, PFK.7, PFK.10, PFK.11, PFK.12, PFK.13, PFK.14, PSK.1, PSK.5, PSK.6) grundlegende optische Aufbauten selber realisieren aufbauen justieren Funktionsprüfung durchführen naturwissenschaftlich / technische Gesetzmäßigkeiten mit einem optischen Aufbau erforschen Messreihen planen Fehlereinflüsse abschätzen Tauglichkeit des Aufbaus überprüfen selbst gewonnenen Messreihen auswerten Messwerte graphisch darstellen Implizite Größen aus Messwerten math. korrekt berechnen logische Fehler entdecken und bennen Messwerte mittels vorgegebener Formeln simulieren einen nachvollziehbaren Bericht verfassen Aufgabenstellung beschreiben Lösungsansatz darlegen Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten Organisieren in Teilaufgaben

5 Messergebnisse diskutieren gegenseitig sinnvoll ergänzen Exemplarische inhaltliche Operationalisierung Messung der Transmissionseigenschaften von Filtern mit Hilfe von Spektrometern; Kalibrierung des Spektrometers für die Messung von Lichtquellen; Messung und Besimmung der Schichtdicke und Brechzahl einer dünnen transparenten Schicht; Vergleich der Messwerte mit theoretischen Werten; Aufbau eines Photodioden basierten optischen Messsystems; Messung der Lichtgeschwindigkeit und Diskussion der Messgenauigkeit; Inbetriebnahme und Justage eines Zweistrahlinterferometers; Bestimmung der Brechzahl von Luft mit Hilfe eine Zweistrahlinterferometers; Das Urheberrecht liegt bei den mitwirkenden Autoren. Alle Inhalte dieser Kollaborations-Plattform sind Eigentum der Autoren. Ideen, Anfragen oder Probleme bezüglich Foswiki? Feedback senden