Technische Optik in der Praxis: mit 19 Tabellen
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Berlin [u.a.]
Springer
2001
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Titel: Technische Optik in der Praxis
Autor: Litfin, Gerd
Jahr: 2001
Inhaltsverzeichnis
1 Geometrische Optik
Carsten Fischer.1
1.1 Strahlenmodell.1
1.2 Reflexion von Lichtstrahlen .2
1.2.1 Diffuse und gerichtete Reflexion (Reflexionsgesetz).2
1.3 Brechung des Lichts (Refraktion) .11
1.3.1 Brechungsgesetz.11
1.3.2 Totalreflexion.14
1.3.3 Planparallele Platte.15
1.3.4 Prismen.16
1.3.5 Kugelflachen.19
1.4 Optische Abbildung.25
1.4.1 Spharische Linsen .25
1.4.2 Linsensysteme.31
1.4.3 Blenden.33
Literatur.34
2 Wellenoptik
Dieter Frolich.35
2.1 Licht als Wellenphanomen .35
2.1.1 Elektromagnetische Wellen .35
2.1.2 Monochromatische ebene Wellen.36
2.1.3 Elektrisches Feld und Intensitat.39
2.1.4 Spharische Wellen.40
2.2 Uberlagerung von Wellen .41
2.2.1 Interferenz.41
2.2.2 Koharenz.45
2.2.3 Interferometer.49
2.3 Beugung.52
2.3.1 Elementarwellen und Beugung am Spalt.53
2.3.2 Auflosungsvermogen optischer Systeme.54
2.4 Polarisation.55
2.4.1 Polarisationszustande.55
2.4.2 Polarisierende Komponenten.56
2.4.3 Polarisationsoptische Gerate.59
2.5 Reflexion .61
2.5.1 Reflexion an einer Grenzflache .61
2.5.2 Dielektrische Schichten.63
2.5.3 Schichtsysteme.64
2.5.4 Spezialsysteme.67
Literatur.68
X
Inhaltsverzeichnis
3 Abbildungsfehler und optische Systeme
Bernd Dorband.^
3.1 Ursachen und Wirkungen von Abbildungsfehlern.70
3.2 Typen von Abbildungsfehlern.73
3.2.1 Scharfefehler.73
3.2.2 Lagefehler.7®
3.2.3 Farbfehler.7^
3.3 Darstellung der Abbildungsleistung
und Qualitatsbewertung optischer Systeme.80
3.4 Mafinahmen zur Verbesserung der Abbildungsleistung.90
Literatur.94
4 Entwicklung optischer Systeme
Rainer Schuhmann. 95
4.1 Einfiihrung. 95
4.2 Spezifikation optischer Systeme. 95
4.3 Bestimmung der optischen Grunddaten. 97
4.4 Bestimmung der Abbildungsleistung. 98
4.4.1 Trigonometrische Strahldurchrechnung. 98
4.4.2 Seidelsche Bildfehler.104
4.5 Abhangigkeiten von Parametern und Aberrationen.105
4.5.1 Durchbiegung von Linsen.105
4.5.2 Blendenlage.108
4.5.3 Aspharenlage .110
4.5.4 Glaswahl.Ill
4.5.5 Apertur und Feldgrofie.114
4.6 Prinzip der Systemoptimierung.115
4.7 Beispiel zur Systemoptimierung.118
4.8 Optical-Design-Programme.122
4.9 Zusammenfassung und erganzende Bemerkungen.125
Literatur.126
5 Optische Werkstoffe
Hans J. Hoffmann.127
5.1 Einleitung .127
5.2 Brechzahlen, Dispersionsgleichungen, Abbe-Diagramm.127
5.2.1 Bedeutung der Brechzahl / absolute Brechzahl.127
5.2.2 Brechzahl von Luft.128
5.2.3 Dispersionsformeln.129
5.2.4 Ausnutzen der Dispersion, Abbe-Zahl, Teildispersion.133
5.2.5 Materialien.139
5.3 Differentielle Anderungen der Brechzahl .140
5.3.1 Allgemeines.140
5.3.2 Schmelzschwankungen.141
5.3.3 Einflufi der Kuhlgeschwindigkeit, Relaxation.141
Inhaltsverzeichnis XI
5.3.4 Anderung der Umgebungstemperatur .144
5.3.5 Mechanische Spannungen,
elektrische Felder und Magnetfelder.147
5.4 Glasfehler und Homogenitat [3, 8].151
5.5 Transparenzbereiche.153
5.5.1 Transmissionvermogen von Glasern,
Kristallen und Kunststoffen.153
5.5.2 Farbglaser [8, 28-30].155
5.6 Sonderwerkstoffe fur die Optik.159
Literatur.160
6 Spezifikation und Fertigung optischer Bauelemente
Jiirgen Neubauer.163
6.1 Fertigungsverfahren.163
6.1.1 Urformen.163
6.1.2 Umformen.163
6.1.3 Trennen.164
6.1.4 Trennschleifen.164
6.2 Fertigungstoleranzen .169
6.3 Qualitatsmanagement (QM).174
Literatur.178
7 Optoelektronik-Komponenten
Klaus Bobey.179
7.1 Lichtemitterdioden.179
7.1.1 Prinzip.179
7.1.2 Materialien.180
7.1.3 Aufbau und Eigenschaften.181
7.1.4 Grundschaltungen.183
7.2 Displays.184
7.2.1 LED-Displays.184
7.2.2 Ansteuerschaltungen fur LED-Displays.185
7.2.3 LC-Displays .186
7.2.4 LCD-Ansteuerung.189
7.3 Detektoren.191
7.3.1 Fotoleiter.191
7.3.2 Fotodiode .194
7.3.3 Fototransistor.198
7.3.4 Detektorschaltungen.199
7.4 CCD-Sensoren.200
7.4.1 MOS-Kondensator.200
7.4.2 CCD-Ladungstransport .202
7.4.3 CCDs.202
7.4.4 CCD-Kameras .206
Literatur.208
XII
Inhaltsverzeichnis
8 Fasern und Sensorik
Friedemann Mohr.
8.1 Mechanismus der Wellenleitung.209
8.1.1 Geometrisch-optische Grundlagen.209
8.1.2 Der Modenbegriff aus wellenoptischen Betrachtungen.211
8.2 Fasertypen.215
8.2.1 Multimode-Glasfasern.215
8.2.2 Monomode-Glasfasern.218
8.2.3 Faserbiindel.222
8.3 Dampfungseigenschaften von Fasern.223
8.3.1 Quarzglasfasern.223
8.3.2 Kunststoffasern .224
8.4 Koppeltechnik.225
8.4.1 Vorbetrachtungen .225
8.4.2 Ankopplung Quelle-Faser.225
8.4.3 Verbindung Faser-Faser .230
8.4.4 Faserkoppler.232
8.5 Nichtsensorische Anwendungen von Glasfasern.235
8.5.1 Vorbemerkung.235
8.5.2 Anwendungen von Faserbiindeln fur Beleuchtung • -
und Bildiibertragung.235
8.5.3 Anwendungen von Einzelfasern
zur Energieubertragung.236
8.5.4 Anwendungen von Einzelfasern
zur Informationsiibertragung.237
8.6 MeBtechnische und sensorische Anwendungen von Glasfasern.238
8.6.1 Klassifizierung faseroptischer Mefi- und Sensorsysteme.238
8.6.2 Intensitatsmodulierte Sensoren.239
8.6.3 Polarisationsmodulierte Sensoren.241
8.6.4 Interferometrische Sensoren.241
Literatur.243
9 Laser
Wolfgang Viol.245
9.1 Eigenschaften der Laserstrahlung.245
9.2 Erzeugung von Laserstrahlung.246
9.3 Moden .248
9.4 Ausbreitung der Grundmode.250
9.5 Strahlqualitat.254
9.6 Lasertypen.255
Literatur.257
Sachverzeichnis. 259
Autorenverzeichnis.271 |
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