Analysis and Synthesis of Optical Systems - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Grundlagen der kollinearen Modellierung optischer Abbildungssysteme, Grundlagen der physikalischen Optik.

Vorbereitung durch Studium der Lehrmaterialien der Lerhveranstaltungen Technische Optik 1 und Technische Optik 2.

Literatur: Haferkorn, "Optik", Naumann/Schöder, "Technische Optik"

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in der Lage,

• die Typen und Ordnungen von Bildfehlern im Sinne der analytischen Bildfehlertheorie zu benennen und die grundlegenden funktionellen Unterschiede zwischen der geometrischen Vielfalt optischer System zu erklären.
• die Farbfehlertheorie und deren Anwendung zu erläutern
•  einen Achromaten mit Hilfe von Farbfehlertheorie und analytischer Bildfehlertheorie 3. Ordnung zu berechnen.
• die Systematik des Entwurfs eines optischen Systems, angefangen beim kollinearen Startsystem bis hin zum System bestehend aus realen Linsen, zu erläutern.
• die Messung der Modulationsübertragungsfunktion (MTF) und die MTF als Bewertungskriterium der optischen Abbildung zu erklären.
  
• den Unterschied zwischen einer kohärenten und einer inkohärenten Abbildung zu erläutern.
• die beugungsbegrenzte Abbildung von Punkten zu erklären
• mit dem hauseigenen Programm PARAX kollineare Startsysteme für konkrete Aufgabenstellungen zu komplexeren zweifach abbildenden Optiken (z. B. Köhlersche Beleuchtung, Projektor) zu erstellen.
• kommerzielle Optikdesignprogramme (ZEMAX, CODE V) für einfache bis mittlere Optikdesignaufgaben anzuwenden und die damit erzielten Ergebnisse miteinander zu vergleichen.
  
• aus einer Aufgabenstellung ein paraxiales Startsystem abzuleiten und es mit Hilfe von ZEMAX selbständig hinsichtlich verschiedener Kriterien zu optimieren und geometrisch optisch und wellenoptisch zu bewerten.

• eine Optikdesignaufgabe im Team zu lösen, vor der Gruppe zu präsentieren und über die Ergebnisse zu diskutieren.
• die Leistungen ihrer Kommilitonen richtig einzuschätzen und zu würdigen.
• Feedback zu geben und anzunehmen.

• Geometrisch-optische Abbildung und Abbildungsfehler,
• Analytische Bildfehlertheorie,
• Wellenoptische Theorie der Abbildung,
• Paraxialer Entwurf optischer Systeme,
• analytische Synthese optischer Systeme,
• Optimierung und Korrektion optischer Systeme.

Daten-Projektion, Folien, Tafel, Vorlesungsskript

H. Gross, "Handbook of Optical Systems", Wiley VCH, Berlin.

W. Richter, "Bewertung optischer Systeme", Vorlesungsskript TU Ilmenau.

W. Richter, "Synthese optischer Systeme", Vorlesungsskript TU Ilmenau.

H. Haferkorn, "Optik", 4. Auflage, Wiley-VCH 2002.

E. Hecht, "Optik", Oldenbourg, 2001.

• mündliche Prüfungsleistung über 30 Minuten mit einer Wichtung von 80% (Prüfungsnummer: 2300645)
• alternative semesterbegleitende Studienleistung mit einer Wichtung von 20% (Prüfungsnummer: 2300646)

Bearbeitung und Präsentation eines Optikdesign-Projektes in Kleingruppen während der Vorlesungszeit.

Dieses Modul enthält mindestens eine alternative semesterbegleitende Abschlussleistung. Bitte beachten Sie, dass diese in der Regel schon zu Beginn des Semesters, in dem diese angeboten wird, angemeldet werden muss.
Über die Details und Zeiträume dazu werden Sie vom Lehrenden und/oder dem Prüfungsamt informiert. Fragen Sie gegebenenfalls unbedingt beim Lehrenden nach.

This module contains at least one alternative exam part. Please note that this must usually be registered at the beginning of the semester in which it is offered.
The lecturer and/or the examination office will inform you about the details and time periods. If necessary, be sure to ask the lecturer.

• mündliche Prüfungsleistung über 30 Minuten mit einer Wichtung von 80% (Prüfungsnummer: 2300645)
• alternative semesterbegleitende Studienleistung mit einer Wichtung von 20% (Prüfungsnummer: 2300646)

Bearbeitung und Präsentation eines Optikdesign-Projektes in Kleingruppen während der Vorlesungszeit.

Dieses Modul enthält mindestens eine alternative semesterbegleitende Abschlussleistung. Bitte beachten Sie, dass diese in der Regel schon zu Beginn des Semesters, in dem diese angeboten wird, angemeldet werden muss.
Über die Details und Zeiträume dazu werden Sie vom Lehrenden und/oder dem Prüfungsamt informiert. Fragen Sie gegebenenfalls unbedingt beim Lehrenden nach.

This module contains at least one alternative exam part. Please note that this must usually be registered at the beginning of the semester in which it is offered.
The lecturer and/or the examination office will inform you about the details and time periods. If necessary, be sure to ask the lecturer.