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E-Book

Optik für Ingenieure und Naturwissenschaftler

Aufgaben mit Lösungen

AutorRolf Martin
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2018
Seitenanzahl200 Seiten
ISBN9783446457690
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis17,99 EUR
Das vorliegende Übungsbuch ist eine passende Ergänzung zum Lehrbuch 'Optik für Ingenieure und Naturwissenschaftler' von E. Hering und R. Martin.
Es enthält umfangreiches Übungsmaterial und dient dem praktischen Verständnis der optischen und physikalischen Grundlagen.
Das Übungsbuch enthält im ersten Teil Aufgaben, die auf das Lehrbuch 'Optik für Ingenieure und Naturwissenschaftler' optimal abgestimmt sind. Diese Übungen helfen bei der Vertiefung des Stoffes im Grundlagen-Teil des Lehrbuches und dienen der Vorbereitung auf Klausuren und Prüfungen.
Im zweiten Teil des Buches sind alle Lösungen mit detaillierten Erklärungen und anschaulichen Abbildungen zu finden.
Das Buch ist besonders geeignet für Studierende technischer und ingenieurwissenschaftlicher Studiengänge an Hochschulen und Universitäten sowie für Ingenieure und Naturwissenschaftler, die bereits mit optischen Technologien befasst sind oder aber sich einen Zugang erarbeiten wollen.

Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. Rolf Martin lehrte an der Hochschule Esslingen 30 Jahre lang Physik und insbesondere Optoelektronik sowie technische Optik und Lasertechnik.

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Leseprobe
2 Geometrische Optik
2.1 Lichtstrahlen, opt. Abb.
2.2 Fermat'sches Prinzip
2.3 Reflexion von Lichtstrahlen
2.4 Brechung des Lichts
2.5 Brechung an gekrümmten Flächen
2.6 Abbildung durch Linsen
2.7 Matrixmethode
2.8 Strahlbegrenzungen
2.9 Abbildungsfehler
2.10 Optische Instrumente
3 Radio- u. Fotometrie
3.1 Strahlungsphys. Größen
3.2 Erfassen der Strahlung
3.3 Lichttechnische Größen
3.4 Farbmetrik
4 Wellenoptik
4.1 Elektromagnetische Wellen
4.2 Polarisation
4.3 Lichtwellen an Grenzflächen
4.4 Interferenz
4.5 Beugung
4.6 Gauß'sche Strahlen
4.7 Holografie
5 Quantenoptik
5.1 Lichtquanten
5.2 Welle-Teilchen-Dualismu
5.3 Absorpt. + Emiss. von Licht
5.4 Laser
6 Optoelektronik
6.1 Halbleiter-Sender
6.2 Halbleiter-Detektoren
7 Lichtwellenleiter
7.1 Einleitung
7.2 Schichtwellenleiter
7.3 Wellen in zylindrischen Fas.
7.4 Dämpfung in LWL
7.5 Dispersion in LWL
Inhaltsverzeichnis
Vorwort8
Inhalt10
Zum?Geleit22
Teil?I Aufgaben24
1Einleitung26
1.1?Lichtwellenlängen26
1.2?Welleneigenschaften26
2Geometrische Optik28
2.1?Lichtstrahlen, optische Abbildung28
2.2?Fermat’sches Prinzip28
2.3?Reflexion von Lichtstrahlen28
2.3.1?Reflexionsgesetz aus Fermat’schem Prinzip28
2.3.2?Winkelspiegel28
2.3.3?Rotierende Flüssigkeit als Parabolspiegel29
2.3.4?Konstruktive Verfolgung eines schiefen Strahls bei einem Spiegel29
2.3.5?Abbildung eines weit entfernten Gegenstands durch einen Hohlspiegel29
2.3.6?Newton’sche Abbildungsgleichung beim Hohlspiegel30
2.3.7?Abbildung durch Hohl- und Wölbspiegel30
2.3.8?Vergrößerung eines Kosmetikspiegels30
2.4?Brechung des Lichts31
2.4.1?Brechungsgesetz aus Fermat’schem Prinzip31
2.4.2?Codenummern optischer Gläser31
2.4.3?Brechung an einem Glaswürfel31
2.4.4?Brechung und Totalreflexion an einem Prisma31
2.4.5?Brechzahlbestimmung32
2.4.6?Numerische Apertur einer Glasfaser32
2.4.7?Minimaler Ablenkwinkel am Prisma32
2.5?Brechung an gekrümmten Flächen32
2.5.1?Kartesisches Ovaloid32
2.5.2?Vergleich Kartesisches Ovaloid und Kugelfläche33
2.5.3?Stablinse mit Abbe’scher Invariante33
2.5.4?Kugellinse mit Abbe’scher Invariante34
2.5.5?Kugelförmiges Aquarium34
2.6?Abbildung durch Linsen34
2.6.1?Linse an Luft und Wasser34
2.6.2?Brennweite in Abhängigkeit vom umgebenden Medium34
2.6.3?Linsenschleifergleichung34
2.6.4?Linsenschleifergleichung35
2.6.5?Bessel-Verfahren zur Brennweitenbestimmung35
2.6.6?Abbildungsfälle bei einer Sammellinse35
2.6.7?Abbildungsfälle bei einer Zerstreuungslinse35
2.6.8?Abbildung eines weit entfernten Gegenstandes36
2.6.9?Linsensystem mit drei Linsen36
2.6.10?Dicke Linse, Fermat’sches Prinzip36
2.6.11?Abbildung durch eine dicke Plankonvexlinse37
2.6.12?Brennweite einer dicken Plankonvexlinse37
2.6.13?Brennweite und Hauptebenen einer dicken Meniskuslinse37
2.6.14?Brechkraft einer dicken Bikonvexlinse37
2.6.15?Stablinse37
2.6.16?Anamorphotische Abbildung38
2.6.17?Linsensystem aus zwei Sammellinsen38
2.6.18?Linsensystem aus Sammel- und Zerstreuungslinse38
2.6.19?Achromat39
2.7?Matrixmethoden der Gauß’schen Optik39
2.7.1?Laserschneidkopf39
2.7.2?Dreilinsiges System40
2.7.3?Systemmatrix40
2.7.4?Kollimation mit GRIN-Linse41
2.7.5?Abbildung mit GRIN-Linse41
2.7.6?Unterwasserlampe41
2.7.7?Dünne Linse in verschiedenen Medien42
2.7.8?Kombination aus Zerstreuungslinse und Hohlspiegel42
2.8?Strahlbegrenzungen42
2.8.1?Pupillen42
2.8.2?Pupillenlagen und Öffnungswinkel42
2.8.3?Pupillen und Öffnungswinkel eines Systems43
2.8.4?Luken43
2.8.5?Luken und Pupillen43
2.8.6?Fernrohr mit Feldblende und Feldlinse43
2.9?Abbildungsfehler44
2.9.1?Fehlerarten44
2.9.2?Farbfehler44
2.9.3?Linsenanordnung für minimalen Öffnungsfehler44
2.9.4?Linse bester Form44
2.9.5?Reduktion der Koma44
2.9.6?Beseitigung des Astigmatismus45
2.9.7?Achromatisches Dublett45
2.10?Optische Instrumente45
2.10.1?Augenmodell mit Matrizenmethoden45
2.10.2?Akkomodation der Augenlinse46
2.10.3?Korrektur der Kurzsichtigkeit mit Kontaktlinse46
2.10.4?Lupenvergrößerung47
2.10.5?Huygens-Okular47
2.10.6?Mikroskopvergrößerung47
2.10.7?Förderliche Vergrößerung eines Mikroskops47
2.10.8?Astronomisches Fernrohr48
2.10.9?Galilei’sches Fernrohr48
2.10.10?Auflösungsvermögen einer Digitalkamera48
2.10.11?Schärfentiefe bei Nahaufnahmen49
3Radio- und Fotometrie50
3.1?Strahlungsphysikalische Größen, Radiometrie50
3.1.1?Kollimationsausbeute bei Kugelstrahler50
3.1.2?Kollimationsausbeute bei Lambert-Strahler50
3.1.3?Abstrahlung einer LED51
3.1.4?Ebene Fläche strahlt auf Detektor51
3.1.5?Strahldichte einer diffus reflektierenden Fläche52
3.1.6?Wien’sches Verschiebungsgesetz52
3.1.7?Stefan-Boltzmann-Gesetz52
3.1.8?Lichtleitwert52
3.2?Erfassen und Transfer der Strahlung von?Lampen53
3.2.1?Kenngrößen53
3.2.2?Ulbrichtkugel53
3.2.3?Bestrahlungsstärke in der Ulbrichtkugel53
3.3?Lichttechnische Größen, Fotometrie54
3.3.1?Lichtstrom einer roten LED54
3.3.2?Lichtstrom einer Wolfram-Halogen-Lampe54
3.3.3?Hellempfindlichkeitsgrad55
3.3.4?Abstrahlcharakteristik einer LED55
3.3.5?Straßenbeleuchtung56
3.4?Lichttechnische Größen, Fotometrie56
3.4.1?Farbwertanteile eines schwarzen Strahlers56
3.4.2?Farbwertanteile einer LED56
3.4.3?Farbwertanteile einer Wolfram-Halogen-Lampe58
3.4.4?Farbmischung58
4Wellenoptik60
4.1?Elektromagnetische Wellen60
4.1.1?Sichtbares Spektrum60
4.1.2?Wellengleichung in Abhängigkeit von der Laufrichtung60
4.1.3?Laufrichtung einer Welle60
4.1.4?Kugelwelle60
4.1.5?Ebene Wellen in verschiedenen Richtungen61
4.1.6?Feldstärken solarer Strahlung61
4.2?Polarisation des Lichts61
4.2.1?Polarisationsformen61
4.2.2?Jones-Vektoren61
4.2.3?Interpretation von Jones-Vektoren62
4.2.4?Gesetz von Malus62
4.2.5?Viertel- und Halbwellenplatte62
4.2.6?Jones Matrizen62
4.2.7?Polarisation durch Reflexion62
4.2.8?Polarisationsfolien63
4.2.9?Gesetz von Malus mit realen Polarisatoren63
4.2.10?Indexellipsoid in einachsigen Kristallen63
4.2.11?Glan-Taylor-Prisma63
4.2.12?Rochon-Prisma64
4.2.13??/2-Platte nullter Ordnung64
4.2.14?Licht-Modulator65
4.3?Lichtwellen an Grenzflächen65
4.3.1?Fresnel’sche Gleichungen65
4.3.2?Fresnel-Rhombus65
4.3.3?Totalreflexion65
4.3.4?Reflexion an einer Metalloberfläche66
4.4?Interferenz66
4.4.1?Gangunterschied66
4.4.2?Zweistrahlinterferenz66
4.4.3?Laser-Array67
4.4.4?Doppelspalt67
4.4.5?Kohärenzeigenschaften eines Halbleiterlasers67
4.4.6?Kohärenzeigenschaften einer Spektrallampe68
4.4.7?Gruppenindex68
4.4.8?Gruppenindex von Quarzglas68
4.4.9?Holografisches Gitter68
4.4.10?Stehende Wellen im Laser-Resonator69
4.4.11?Farbreflexe einer Seifenlamelle69
4.4.12?Fizeau-Streifen70
4.4.13?Reflexvermindernde Einfachschicht70
4.4.14?Reflexvermindernde Einfachschicht für Unterwasserkamera70
4.4.15?Dielektrischer Spiegel70
4.4.16?Michelson-Interferometer71
4.4.17?Wärmeausdehnung mit Michelson-Interferometer71
4.4.18?Fabry-Perot-Interferometer71
4.5?Beugung72
4.5.1?Huygens’sches Prinzip72
4.5.2?Spaltbeugung72
4.5.3?Intensitätsverhältnisse bei der Spaltbeugung73
4.5.4?Linsenfokus73
4.5.5?Auflösungsvermögen des Auges und Pixelbilder73
4.5.6?Airy-Scheibchen73
4.5.7?Doppelspalt74
4.5.8?Auflösung eines Gitters74
4.5.9?Spektrometer mit Reflexionsgitter75
4.5.10?Lineare Dispersion75
4.6?Gauß’sche Strahlen75
4.6.1?Strahlradius75
4.6.2?Lunar Laser Ranging75
4.6.3?Gaußstrahl76
4.6.4?Laserfokussierung76
4.6.5?Laser mit geringer Divergenz77
4.7?Holografie77
4.7.1?Weißlichthologramm77
4.7.2?Intensitätsverlauf bei Hologramm-Belichtung78
5Quantenoptik80
5.1?Lichtquanten80
5.1.1?Äußerer Fotoeffekt80
5.1.2?Innerer Fotoeffekt80
5.1.3?Lichtdruck80
5.1.4?Druck solarer Photonen81
5.1.5?Photonenenergien und -impulse82
5.2?Welle-Teilchen-Dualismus82
5.2.1?Antreffwahrscheinlichkeit gebeugter Photonen82
5.3?Absorption und Emission von Licht83
5.3.1?Photonabsorption83
5.3.2?Impuls- und Energieerhaltung bei der Emission83
5.3.3?Lebensdauer angeregter Elektronen und spektrale Linienbreite83
5.4?Laser84
5.4.1?Verstärkung eines Lasers84
5.4.2?Reflexionsgrad von Laserspiegeln84
5.4.3?Frequenzänderung infolge von Längenänderung84
5.4.4?Monomode-Laser84
5.4.5?Laser-Pulse84
5.4.6?Femtosekundenlaser85
6Optoelektronik86
6.1?Halbleiter-Sender86
6.1.1?Temperaturdrift der LED-Farbe86
6.1.2?Wirkungsgrade einer LED86
6.1.3?Plastik-Vergusskörper einer LED86
6.1.4?Modulation einer IRED87
6.1.5?Temperaturabhängigkeit der Laserschwelle88
6.1.6?Abstand longitudinaler Moden88
6.1.7?Modensprünge88
6.1.8?Modulation eines Halbleiterlasers89
6.1.9?Laserschwelle89
6.1.10?DFB-Laser89
6.2?Halbleiter-Detektoren90
6.2.1?Eindringtiefe von Photonen90
6.2.2?Quantenausbeute und Empfindlichkeit90
6.2.3?Detektivität von pin-Fotodioden90
6.2.4?Lawinenfotodiode90
7Führung von Licht in?Lichtwellenleitern92
7.1?Einleitung92
7.1.1?Eigenschaften von Lichtwellenleitern92
7.2?Schichtwellenleiter92
7.2.1?Doppelheterostruktur92
7.3?Wellen in zylindrischen Fasern92
7.3.1?Stufenindex-Faser92
7.3.2?Monomode-Faser93
7.3.3?Zusammensetzung des Faserkerns93
7.4?Dämpfung in Lichtwellenleitern93
7.4.1?Dämpfungskoeffizient93
7.4.2?Dämpfung in PMMA94
7.4.3?Abschneidemethode94
7.4.4?Wechsel des Sendelasers94
7.4.5?Nachrichtenübertragung auf POF94
7.5?Dispersion im Lichtwellenleiter95
7.5.1?Bitrate einer Stufenindex-Faser95
7.5.2?Bitrate einer Plastikfaser95
7.5.3?Kombination von Dispersionsmechanismen95
Teil?II Lösungen96
1Einleitung98
1.1?Lichtwellenlängen98
1.2?Welleneigenschaften98
2Geometrische Optik100
2.1?Lichtstrahlen, optische Abbildung100
2.3?Reflexion von Lichtstrahlen100
2.3.1?Reflexionsgesetz aus Fermat’schem Prinzip100
2.3.2?Winkelspiegel100
2.3.3?Rotierende Flüssigkeit als Parabolspiegel101
2.3.4?Konstruktive Verfolgung eines schiefen Strahls bei einem Spiegel102
2.3.5?Abbildung eines weit entfernten Gegenstands durch einen Hohlspiegel102
2.3.6?Newton’sche Abbildungsgleichung beim Hohlspiegel102
2.3.7?Abbildung durch Hohl- und Wölbspiegel103
2.3.8?Vergrößerung eines Kosmetikspiegels103
2.4?Brechung des Lichts104
2.4.1?Brechungsgesetz aus Fermat’schem Prinzip104
2.4.2?Codenummern optischer Gläser105
2.4.3?Brechung an einem Glaswürfel105
2.4.4?Brechung und Totalreflexion an einem Prisma105
2.4.5?Brechzahlbestimmung106
2.4.6?Numerische Apertur einer Glasfaser106
2.4.7?Minimaler Ablenkwinkel am Prisma106
2.5?Brechung an gekrümmten Flächen108
2.5.1?Kartesisches Ovaloid108
2.5.2?Vergleich Kartesisches Ovaloid und Kugelfläche109
2.5.3?Stablinse mit Abbe’scher Invariante109
2.5.4?Kugellinse mit Abbe’scher Invariante110
2.5.5?Kugelförmiges Aquarium110
2.6?Abbildung durch Linsen110
2.6.1?Linse an Luft und Wasser110
2.6.2?Brennweite in Abhängigkeit vom umgebenden Medium111
2.6.3?Linsenschleifergleichung111
2.6.4?Linsenschleifergleichung112
2.6.5?Bessel-Verfahren zur Brennweitenbestimmung113
2.6.6?Abbildungsfälle bei einer Sammellinse113
2.6.7?Abbildungsfälle bei einer Zerstreuungslinse113
2.6.8?Abbildung eines weit entfernten Gegenstandes114
2.6.9?Linsensystem mit drei Linsen114
2.6.10?Dicke Linse, Fermat’sches Prinzip115
2.6.11?Abbildung durch eine dicke Plankonvexlinse115
2.6.12?Brennweite einer dicken Plankonvexlinse116
2.6.13?Brennweite und Hauptebenen einer dicken Meniskuslinse116
2.6.14?Brechkraft einer dicken Bikonvexlinse116
2.6.15?Stablinse117
2.6.16?Anamorphotische Abbildung118
2.6.17?Linsensystem aus zwei Sammellinsen119
2.6.18?Linsensystem aus Sammel- und Zerstreuungslinse120
2.6.19?Achromat121
2.7?Matrixmethoden der Gauß’schen Optik122
2.7.1?Laserschneidkopf122
2.7.2?Dreilinsiges System123
2.7.3?Systemmatrix124
2.7.4?Kollimation mit GRIN-Linse125
2.7.5?Abbildung mit GRIN-Linse126
2.7.6?Unterwasserlampe127
2.7.7?Dünne Linse in verschiedenen Medien129
2.7.8?Kombination aus Zerstreuungslinse und Hohlspiegel130
2.8?Strahlbegrenzungen131
2.8.1?Pupillen131
2.8.2?Pupillenlagen und Öffnungswinkel131
2.8.3?Pupillen und Öffnungswinkel eines Systems133
2.8.4?Luken133
2.8.5?Luken und Pupillen134
2.8.6?Fernrohr mit Feldblende und Feldlinse135
2.9?Abbildungsfehler136
2.9.1?Fehlerarten136
2.9.2?Farbfehler136
2.9.3?Linsenanordnung für minimalen Öffnungsfehler137
2.9.4?Linse bester Form137
2.9.5?Reduktion der Koma137
2.9.6?Beseitigung des Astigmatismus138
2.9.7?Achromatisches Dublett138
2.10?Optische Instrumente138
2.10.1?Augenmodell mit Matrizenmethoden138
2.10.2?Akkomodation der Augenlinse140
2.10.3?Korrektur der Kurzsichtigkeit mit Kontaktlinse142
2.10.4?Lupenvergrößerung142
2.10.5?Huygens-Okular143
2.10.6?Mikroskopvergrößerung144
2.10.7?Förderliche Vergrößerung eines Mikroskops145
2.10.8?Astronomisches Fernrohr145
2.10.9?Galilei’sches Fernrohr146
2.10.10?Auflösungsvermögen einer Digitalkamera147
2.10.11?Schärfentiefe bei Nahaufnahmen148
3Radio- und Fotometrie150
3.1?Strahlungsphysikalische Größen, Radiometrie150
3.1.1?Kollimationsausbeute bei Kugelstrahler150
3.1.2?Kollimationsausbeute bei Lambert-Strahler150
3.1.3?Abstrahlung einer LED151
3.1.4?Ebene Fläche strahlt auf Detektor152
3.1.5?Strahldichte einer diffus reflektierenden Fläche153
3.1.6?Wien’sches Verschiebungsgesetz154
3.1.7?Stefan-Boltzmann-Gesetz154
3.1.8?Lichtleitwert155
3.2?Erfassen und Transfer der Strahlung von?Lampen156
3.2.1?Kenngrößen156
3.2.2?Ulbrichtkugel157
3.2.3?Bestrahlungsstärke in der Ulbrichtkugel158
3.3?Lichttechnische Größen, Fotometrie159
3.3.1?Lichtstrom einer roten LED159
3.3.2?Lichtstrom einer Wolfram-Halogen-Lampe160
3.3.3?Hellempfindlichkeitsgrad161
3.3.4?Abstrahlcharakteristik einer LED162
3.3.5?Straßenbeleuchtung162
3.4?Lichttechnische Größen, Fotometrie163
3.4.1?Farbwertanteile eines schwarzen Strahlers163
3.4.2?Farbwertanteile einer LED163
3.4.3?Farbwertanteile einer Wolfram-Halogen-Lampe164
3.4.4?Farbmischung165
4Wellenoptik168
4.1?Elektromagnetische Wellen168
4.1.1?Sichtbares Spektrum168
4.1.2?Wellengleichung in Abhängigkeit von der Laufrichtung168
4.1.3?Laufrichtung einer Welle168
4.1.4?Kugelwelle168
4.1.5?Ebene Wellen in verschiedenen Richtungen169
4.1.6?Feldstärken solarer Strahlung170
4.2?Polarisation des Lichts170
4.2.1?Polarisationsformen170
4.2.2?Jones-Vektoren170
4.2.3?Interpretation von Jones-Vektoren172
4.2.4?Gesetz von Malus173
4.2.5?Viertel- und Halbwellenplatte174
4.2.6?Jones Matrizen175
4.2.7?Polarisation durch Reflexion177
4.2.8?Polarisationsfolien178
4.2.9?Gesetz von Malus mit realen Polarisatoren178
4.2.10?Indexellipsoid in einachsigen Kristallen179
4.2.11?Glan-Taylor-Prisma179
4.2.12?Rochon-Prisma180
4.2.13??/2-Platte nullter Ordnung181
4.2.14?Licht-Modulator182
4.3?Lichtwellen an Grenzflächen183
4.3.1?Fresnel’sche Gleichungen183
4.3.2?Fresnel-Rhombus185
4.3.3?Totalreflexion185
4.3.4?Reflexion an einer Metalloberfläche186
4.4?Interferenz186
4.4.1?Gangunterschied186
4.4.2?Zweistrahlinterferenz187
4.4.3?Laser-Array188
4.4.4?Doppelspalt188
4.4.5?Kohärenzeigenschaften eines Halbleiterlasers189
4.4.6?Kohärenzeigenschaften einer Spektrallampe189
4.4.7?Gruppenindex189
4.4.8?Gruppenindex von Quarzglas190
4.4.9?Holografisches Gitter191
4.4.10?Stehende Wellen im Laser-Resonator191
4.4.11?Farbreflexe einer Seifenlamelle191
4.4.12?Fizeau-Streifen192
4.4.13?Reflexvermindernde Einfachschicht193
4.4.14?Reflexvermindernde Einfachschicht für Unterwasserkamera193
4.4.15?Dielektrischer Spiegel194
4.4.16?Michelson-Interferometer194
4.4.17?Wärmeausdehnung mit Michelson-Interferometer194
4.4.18?Fabry-Perot-Interferometer195
4.5?Beugung196
4.5.1?Huygens’sches Prinzip196
4.5.2?Spaltbeugung197
4.5.3?Intensitätsverhältnisse bei der Spaltbeugung198
4.5.4?Linsenfokus198
4.5.5?Auflösungsvermögen des Auges und Pixelbilder198
4.5.6?Airy-Scheibchen199
4.5.7?Doppelspalt200
4.5.8?Auflösung eines Gitters201
4.5.9?Spektrometer mit Reflexionsgitter201
4.5.10?Lineare Dispersion202
4.6?Gauß’sche Strahlen202
4.6.1?Strahlradius202
4.6.2?Lunar Laser Ranging203
4.6.3?Gaußstrahl203
4.6.4?Laserfokussierung204
4.6.5?Laser mit geringer Divergenz205
4.7?Holografie205
4.7.1?Weißlichthologramm205
4.7.2?Intensitätsverlauf bei Hologramm-Belichtung206
5Quantenoptik208
5.1?Lichtquanten208
5.1.1?Äußerer Fotoeffekt208
5.1.2?Innerer Fotoeffekt209
5.1.3?Lichtdruck209
5.1.4?Druck solarer Photonen209
5.1.5?Photonenenergien und -impulse210
5.2?Welle-Teilchen-Dualismus210
5.2.1?Antreffwahrscheinlichkeit gebeugter Photonen210
5.3?Absorption und Emission von Licht212
5.3.1?Photonabsorption212
5.3.2?Impuls- und Energieerhaltung bei der Emission212
5.3.3?Lebensdauer angeregter Elektronen und spektrale Linienbreite213
5.4?Laser214
5.4.1?Verstärkung eines Lasers214
5.4.2?Reflexionsgrad von Laserspiegeln214
5.4.3?Frequenzänderung infolge von Längenänderung214
5.4.4?Monomode-Laser215
5.4.5?Laser-Pulse215
5.4.6?Femtosekundenlaser216
6Optoelektronik218
6.1?Halbleiter-Sender218
6.1.1?Temperaturdrift der LED-Farbe218
6.1.2?Wirkungsgrade einer LED218
6.1.3?Plastik-Vergusskörper einer LED219
6.1.4?Modulation einer IRED219
6.1.5?Temperaturabhängigkeit der Laserschwelle220
6.1.6?Abstand longitudinaler Moden220
6.1.7?Modensprünge221
6.1.8?Modulation eines Halbleiterlasers222
6.1.9?Laserschwelle222
6.1.10?DFB-Laser223
6.2?Halbleiter-Detektoren223
6.2.1?Eindringtiefe von Photonen223
6.2.2?Quantenausbeute und Empfindlichkeit223
6.2.3?Detektivität von pin-Fotodioden224
6.2.4?Lawinenfotodiode224
7Führung von Licht in?Lichtwellenleitern226
7.1?Einleitung226
7.1.1?Eigenschaften von Lichtwellenleitern226
7.2?Schichtwellenleiter226
7.2.1?Doppelheterostruktur226
7.3?Wellen in zylindrischen Fasern228
7.3.1?Stufenindex-Faser228
7.3.2?Monomode-Faser228
7.3.3?Zusammensetzung des Faserkerns229
7.4?Dämpfung in Lichtwellenleitern230
7.4.1?Dämpfungskoeffizient230
7.4.2?Dämpfung in PMMA231
7.4.3?Abschneidemethode231
7.4.4?Wechsel des Sendelasers232
7.4.5?Nachrichtenübertragung auf POF232
7.5?Dispersion im Lichtwellenleiter233
7.5.1?Bitrate einer Stufenindex-Faser233
7.5.2?Bitrate einer Plastikfaser234
7.5.3?Kombination von Dispersionsmechanismen234

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