PTI02240 – Laser Technology

Module
Laser Technology
Lasertechnik
Module number
PTI02240
Version: 1
Faculty
Physikalische Technik / Informatik
Level
Bachelor
Duration
1 Semester
Semester
Summer semester
Module supervisor

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

Lecturer(s)

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

Course language(s)

German
in "Lasertechnik"

ECTS credits

5.00 credits

Workload

150 hours

Courses

4.00 SCH (2.00 SCH Internship | 2.00 SCH Lecture with integrated exercise / seminar-lecture)

Self-study time

90.00 hours
30.00 hours Self-study - Lasertechnik
60.00 hours Vorbereitung Praktikum - Lasertechnik

Pre-examination(s)

Praktikumstestat
in "Lasertechnik"

Examination(s)

schriftliche Prüfungsleistung
Module examination | Examination time: 90 min | Weighting: 100%
in "Lasertechnik"

Media type
No information
Instruction content/structure

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

Qualification objectives

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.

Special admission requirements

keine

Recommended prerequisites

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

Continuation options
No information
Literature

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

Notes
No information
Assignment to curriculum

240 Propädeutisches Vorsemester für Master-PTI - ohne Abschluss 2015 Vollzeit

286 Mikrotechnologie - Bachelor 2013 Vollzeit

224 Physikalische Technik - Bachelor 2013 Vollzeit

460 Umwelttechnik und regenerative Energien - Bachelor 2014 Vollzeit

286 Mikrotechnologie - Bachelor 2017 Vollzeit

144 Biomedizinische Technik - Bachelor 2012 Vollzeit

240 Propädeutisches Vorsemester für Master-PTI - ohne Abschluss 2018 Vollzeit

224 Physikalische Technik - Bachelor 2017 Vollzeit

460 Umwelttechnik und regenerative Energien - Bachelor 2017 Vollzeit

144 Biomedizinische Technik - Bachelor 2017 Vollzeit

224 Physikalische Technik - Bachelor 2018 Vollzeit

460 Umwelttechnik und Regenerative Energien - Bachelor 2018 Vollzeit

144 Biomedizinische Technik - Bachelor 2018 Vollzeit

240 Propädeutisches Vorsemester für Master-PTI - ohne Abschluss 2020 Vollzeit

224 Physikalische Technik - Bachelor 2020 Vollzeit

240 Propädeutisches Vorsemester für Master-PTI - ohne Abschluss 2023 Vollzeit

290 Studienangebot der Fakultät Physikalische Technik/Informatik (PTI) für Austauschstudierende für das Studienjahr 2023/2024 - Abschluss im Ausland 2023 Vollzeit

144 Biomedizinische Technik - Bachelor 2023 Vollzeit

224 Physikalische Technik - Bachelor 2023 Vollzeit

460 Umwelttechnik und Regenerative Energien - Bachelor 2018 Vollzeit

215 Medizin- und Gesundheitstechnologie - Master 2024 Vollzeit Teilzeit

290 Studienangebot der Fakultät Physikalische Technik/Informatik (PTI) für Austauschstudierende für das Studienjahr 2024/2025 - Abschluss im Ausland 2024 Vollzeit