Handbuch Bauelemente der Optik: Grundlagen, Werkstoffe, Geräte, Messtechnik
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| Hauptverfasser: | , , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München [u.a.]
Hanser
2014
|
| Ausgabe: | 7., vollst. überarb. und erw. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 6. Aufl. u.d.T.: Naumann, Helmut: Bauelemente der Optik |
| Beschreibung: | XXI, 694 S. zahlr. Ill., graph. Darst. 28 cm |
| ISBN: | 9783446426252 9783446441156 |
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INHALT
VORWORT ZUR 7. AUFLAGE
V
AUTORENVERZEICHNIS XXI
1 OPTISCHE GRUNDBEGRIFFE
3
MARTIN LOEFFLER-MANG
1.1 WELLENAUSBREITUNG 5
1.2 OPTISCHE MEDIEN 5
1.3 BRECHUNG, REFLEXION UND TOTALREFLEXION 6
1.4 PRINZIP VON FERMAT 8
1.5 INTERFERENZ UND BEUGUNG 9
1.6 GAUSS-STRAHLEN 14
1.7 POLARISATION 17
2 BEWERTUNG DER STRAHLUNG
21
DIETRICH GALT
2.1 LICHT UND SPEKTRUM 23
2.2 LICHT- UND STRAHLUNGSPHYSIKALISCHE GROESSEN 26
2.2.1 LICHTTECHNISCHE GROESSEN 26
2.2.2 LICHTTECHNISCHE STOFFKENNZAHLEN 29
2.2.3 BEWERTETE, STRAHLUNGSPHYSIKALISCHE UND PHOTONENTECHNISCHE GROESSEN
31
2.3 FARBBEWERTUNG 33
2.3.1 NIEDERE FARBMETRIK 33
2.3.2 FARBMISCHUNGEN UND -TRANSFORMATIONEN 36
2.3.3 HOEHERE FARBMETRIK (FARBEMPFINDUNGSMETRIK) 39
2.4 LICHT-, STRAHLUNGS-
UND FARBMESSUNG 41
2.4.1 SPEKTRALE UND RAEUMLICHE BEWERTUNG DURCH SENSOREN 41
2.4.2 MESSUNG VON LICHTTECHNISCHEN GROESSEN (PHOTOMETRIE) 41
VII
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3 OPTISCHE WERKSTOFFE UND HERSTELLUNGSVERFAHREN VON OPTISCHEN
BAUELEMENTEN
47
JENS BLIEDTNER
3.1 OPTISCHE WERKSTOFFE 49
3.1.1 MINERALISCHE GLAESER 49
3.1.2 KUNSTSTOFFE (ORGANISCHE GLAESER) 50
3.1.3 KRISTALLE UND SONDERWERKSTOFFE 52
3.2 AUSGEWAEHLTE WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN 54
3.2.1 OPTISCHE EIGENSCHAFTEN 54
3.2.2 CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN 57
3.2.3 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN 59
3.3 SPIEGELWERKSTOFFE 64
3.4 FERTIGUNGSVERFAHREN FUER OPTISCHE BAUELEMENTE 66
3.4.1 URFORMEN VON MINERALISCHEN GLAESERN 66
3.4.1.1 FERTIGUNG VON GOBS UND PRESSIINGEN 66
3.4.1.2 BLOCKGLASFERTIGUNG 67
3.4.2 URFORMEN VON ORGANISCHEN GLAESERN 67
3.4.2.1 GIESSEN 68
3.4.2.2 SPRITZGIESSEN 69
3.4.2.3 HEISSPRAEGEN 70
3.5 UMFORMEN MINERALISCHER GLAESER 71
3.5.1 PRESSEN 72
3.5.2 FASERHERSTELLUNG 74
3.6 TRENNEN VON MINERALISCHEN GLAESERN UND KRISTALLEN 75
3.6.1 ZERTEILEN/ZURICHTEN 75
3.6.2 SCHLEIFEN 76
3.6.3 POLIEREN 79
3.6.4 ULTRAPRAEZISIONSZERSPANUNG MIT GEOMETRISCH BESTIMMTER SCHNEIDE 81
3.7 BESCHICHTUNGSVERFAHREN 84
4 OPTISCHE ABBILDUNG
91
NORBERT ALDIEK
4.1 GRUNDLAGEN 93
4.1.1 BEGRIFFE 93
4.1.2 VORZEICHENREGEL 94
4.1.3 KARDINALELEMENTE EINES OPTISCHEN SYSTEMS: BRENNPUNKTE, HAUPTPUNKTE
UND KNOTENPUNKTE . 95
4.1.4 ABBILDUNGSMASSSTAB UND VERGROESSERUNG 96
4.2 MATRIZENFORMALISMUS 97
4.2.1 TRANSLATIONSMATRIX 97
4.2.2 BRECHUNGSMATRIX 97
4.2.3 REFLEXIONSMATRIX 98
4.3 ABBILDUNGSGLEICHUNGEN 99
4.3.1 ALLGEMEINES BEZUGSSYSTEM 99
VIII
4.3.2 SCHEITELPUNKTE ALS BEZUGSSYSTEM 100
4.3.3 WECHSEL AUF ANDERE BEZUGSSYSTEME 100
4.3.4 BRENNPUNKTE ALS BEZUGSSYSTEM 101
4.3.5 HAUPTPUNKTE ALS BEZUGSSYSTEM 101
4.3.6 SCHEIMPFLUGBEDINGUNG 102
4.3.7 ZEICHNERISCHE BILDKONSTRUKTION 103
4.4 BEGRENZUNG DER STRAHLENGAENGE 103
4.4.1 APERTURBLENDE UND PUPILLEN 103
4.4.2 FELDBLENDE UND LUKEN 105
4.4.3 VIGNETTIERUNG 106
4.5 ABBILDUNGSFEHLER 107
4.6 SCHAERFENTIEFE 118
4.7 ABBILDUNG GAUSSSCHER STRAHLEN 120
5 BAUELEMENTE AUF DER BASIS VON REFLEXION UND BRECHUNG 127
NORBERT ALDIEK
5.1 PARAXIALE UND VOLLSTAENDIGE DURCHRECHNUNG EINER FLAECHENFOLGE 129
5.1.1 PARAXIALE DURCHRECHNUNG 129
5.1.2 VEKTORIELLE STRAHLDURCHRECHNUNG (RAYTRACING) 130
5.2 SPHAERISCHE LINSEN 133
5.3 SPIEGEL 136
5.4 SYSTEME MIT MEHREREN GLIEDERN 139
5.5 BAUELEMENTE MIT ASPHAERISCHEN FLAECHEN 141
5.6 PLANPLATTEN 147
5.7 REFLEXIONSPRISMEN 149
5.8 STRAHLTEILER 155
5.9 DISPERSIONS- UND ABLENKPRISMEN, KEILE 157
5.10 NORMUNG UND ZEICHNUNGSANGABEN 160
6 STRAHLUNGSQUELLEN UND EMPFAENGER
167
MARTIN LOEFFLER-MANG
6.1 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN VON STRAHLUNGSQUELLEN 169
6.2 GLUEHLAMPEN UND
ENTLADUNGSLAMPEN 171
6.3 LEUCHTDIODEN 175
IX
6.4 LASER UND LASERDIODEN 179
6.5 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN VON EMPFAENGERN 186
6.6 LICHTELEKTRISCHE EMPFAENGER 187
6.7 DAS MENSCHLICHE AUGE 191
7 FILTER UND DUENNE SCHICHTEN
199
MARKUS MICHLER
7.1 OPTISCHE DUENNSCHICHTEN 201
7.1.1 MATERIALSYSTEME UND BESCHICHTUNGSVERFAHREN 201
7.1.1.1 METALLE 201
7.1.1.2 DIELEKTRIKA 201
7.1.1.3 BESCHICHTUNGSVERFAHREN 202
7.1.2 DAS KONZEPT DER AEQUIVALENTEN BRECHZAHL 203
7.1.2.1 VIERTELWELLENSCHICHTEN (A/4-SCHICHT; QWOT) 203
7.1.2.2 DIE AEQUIVALENTE BRECHZAHL EINER VIERTELWELLENSCHICHT (N
LE
) 204
7.1.2.3 DIE AEQUIVALENTE BRECHZAHL EINES SYSTEMS MIT M
VIERTELWELLENSCHICHTEN (N
ME
) 205
7.1.3 SCHICHTSYSTEME ZUR REFLEXMINDERUNG 205
7.1.3.1 DIE EINSCHICHT-AR (DAS Q-DESIGN) 206
7.1.3.2 DIE ZWEISCHICHT-AR (DAS QQ-DESIGN) 207
7.1.4 SCHICHTSYSTEME ZUR REFLEXIONSERHOEHUNG 208
7.1.4.1 METALLISCHE REFLEKTOREN 208
7.1.4.2 VERBESSERTE METALLSPIEGEL (ENHANCED METAL MIRRORS) 208
7.1.4.3 DIELEKTRISCHE HOCHREFLEKTORSYSTEME (HR) 209
7.2 EIGENSCHAFTEN UND KENNGROESSEN OPTISCHER FILTER 210
7.3 ABSORPTIONSFILTER 214
7.3.1 FARBGLASFILTER 216
7.3.2 POLYESTERFILTER/FILTER AUS GELATINE BZW. HARZ 218
7.3.3 FLUESSIGKEITSFILTER - FLUESSIGKEITEN IN KUEVETTEN 219
7.4 INTERFERENZFILTER 219
7.4.1 DIELEKTRISCHE KANTENFILTER (LANGPASS-/KURZPASSFILTER) 220
7.4.1.1 BEISPIEL: GELBFILTER (LANGPASSFILTER) 221
7.4.1.2 BEISPIEL: ZYANFILTER (KURZPASSFILTER) 221
7.4.2 DIELEKTRISCHE BREITBANDIGE BANDPASSFILTER 222
7.4.3 SCHMALBANDIGE BANDPASSFILTER (FABRY-PEROT-FILTER) 223
7.4.3.1 DAS FABRY-PEROT-ETALON 223
7.4.3.2 DUENNSCHICHT-FABRY-PEROT-SCHMALBANDFILTER 224
8 MECHANISCHE BAUELEMENTE
229
THOMAS THOENISS, MATTHIAS ULRICH
8.1 FASSEN OPTISCHER KOMPONENTEN 231
8.1.1 AXIALES KLEMMEN ROTATIONSSYMMETRISCHER BAUTEILE 231
8.1.2 RADIALE FEDERKLEMMUNG 234
8.1.3 KLEMMEN VON PLANPLATTEN UND PRISMATISCHEN BAUTEILEN 235
X
8.1.4 GRATFASSUNGEN 236
8.1.5 FASSEN MIT RADIAL FEDERNDEN RINGEN 237
8.1.6 KLEBEN 237
8.1.7 LOETEN 238
8.2 MONTAGE OPTISCHER SYSTEME 239
8.2.1 PASSSPIELMONTAGE 239
8.2.2 JUSTIERKLEBEN 243
8.2.3 JUSTIERDREHEN 244
8.2.4 SYSTEMJUSTAGE 246
8.3 FALSCHLICHT IN OPTISCHEN SYSTEMEN 246
8.3.1 ENTSTEHUNG UND UNTERDRUECKUNG VON FALSCHLICHT 247
8.3.2 BAUELEMENTE ZUR REDUZIERUNG VON FALSCHLICHT 248
8.4 MECHANISCHE AUFBAUSYSTEME FUER OPTISCHE KOMPONENTEN 250
8.4.1 SCHIENENSYSTEME 250
8.4.2 PROFILSYSTEME 250
8.4.3 KAEFIG- UND STANGENSYSTEME 252
8.4.4 TUBUSSYSTEME 252
8.4.5 TISCHAUFBAUSYSTEME 253
8.5 OPTISCHE TISCHE 254
8.5.1 AUFBAU VON OPTISCHEN TISCHEN 255
8.5.2 DAEMPFUNGSELEMENTE 256
8.6 POSITIONIERELEMENTE 257
8.6.1 LINEARVERSTELLER 257
8.6.2 FOKUSSIER- UND ZOOMMECHANIK 259
8.6.3 KIPPVERSTELLER 260
9 BELEUCHTUNG IN OPTISCHEN GERAETEN UND PROJEKTOREN, BELEUCHTUNGSSYSTEME
265
KARSTEN LINDIG
9.1 GRUNDLAGEN DER BELEUCHTUNGSTECHNIK 267
9.2 KONDENSOREN UND OBJEKTIVE 269
9.3 BILDSCHIRME; RETROREFLEKTOREN 271
9.4 PROJEKTORAUFBAU 274
9.5 PROJEKTOREN FUER TECHNISCHE ANWENDUNGEN 278
9.6 SPEZIELLE BELEUCHTUNGSEINRICHTUNGEN; SCANNER 281
9.7 SCHEINWERFER 286
XI
10 OPTISCHE BEOBACHTUNGSINSTRUMENTE
293
GOTTFRIED SCHROEDER, MARTIN LOEFFLER-MANG
10.1 LUPEN 295
10.2 GRUNDLAGEN DER BRILLENOPTIK 297
10.3 FERNROHRE 299
10.4 OBJEKTIVE UND OKULARE FUER TELESKOPE 305
10.5 BILDLEITUNG DURCH ENGE ROHRE UND OEFFNUNGEN 307
10.6 ENTFERNUNGSMESSER UND AUTOFOKUS-SYSTEME 309
11 MIKROSKOPIE
317
ROLF WARTMANN, LOTHAR SCHREIBER
11.1 GRUNDLAGEN DES MIKROSKOPS 319
11.2 MIKROSKOP-BELEUCHTUNG UND BEOBACHTUNGSVERFAHREN 323
11.2.1 HELLFELDBELEUCHTUNG 324
11.2.2 DUNKELFELDBELEUCHTUNG 325
11.3 OBJEKTIVE UND OKULARE FUER MIKROSKOPE 326
11.3.1 MIKROSKOP-OBJEKTIV-TYPEN 326
11.3.2 OKULARE FUER DEN DIREKTEN MIKROSKOP-EINBLICK 329
11.4 SPEZIELLE MIKROSKOPIE-VERFAHREN (AUSWAHL) 330
11.4.1 PHASENKONTRAST 330
11.4.2 DIFFERENTIELLER INTERFERENZKONTRAST (DIC) 331
11.4.3 FLUORESZENZ-MIKROSKOPIE 333
11.4.4 KONFOKALE MIKROSKOP-VERFAHREN 334
11.4.5 ULTRA-MIKROSKOP UND UEBERAUFLOESUNG 335
11.5 MIKROSKOPE UND AUSRUESTUNGEN 337
11.5.1 MIKROSKOP-STATIVE 337
11.5.2 KAMERA-SCHNITTSTELLEN 337
11.5.3 DIGITAL-MIKROSKOPE 338
11.6 STEREOMIKROSKOPE 339
11.6.1 STEREOMIKROSKOP NACH GREENOUGH 339
11.6.2 STEREOMIKROSKOP ALS FERNROHR-TYP 340
11.6.3 STEREOSKOPISCHE MIKROSKOP-BILDER MIT PUPILLEN-SHUTTER 340
12 OPTOELEKTRONISCHE SENSORIK
347
DOMINIK SCHOEN, JUERGEN BRETSCHNEIDER, MARKUS KEINATH, MARTIN LOEFFLER-MANG
12.1 SPEKTRALE SENSOREN 349
JUERGEN BRETSCHNEIDER
12.1.1 THERMISCHE DETEKTOREN 349
XII
12.1.2 QUANTENDETEKTOREN AUS HALBLEITERMATERIAL 353
12.1.3 INGAAS-HALBLEITERDETEKTOREN 355
12.1.4 SILIZIUM-HALBLEITERDETEKTOREN 356
12.1.4.1 CCD-SENSOREN 356
12.1.4.2 BILDARTEFAKTE BEI CCD-AUFNAHMEN 360
12.1.4.3 CMOS-SENSOREN 361
12.2 SENSOREN FUER FLAECHENBILD- UND ZEILENKAMERAS 364
MARKUS KEINATH
12.2.1 SENSORGROESSEN 364
12.2.2 SENSORAUFLOESUNG UND BILDWIEDERHOLRATE (FRAMERATE) 365
12.2.3 FARBSENSOREN 366
12.2.4 ROLLING SHUTTER UND GLOBAL SHUTTER (CMOS) 367
12.2.5 AUSLESEVERFAHREN BEI CCD-SENSOREN - INTERLACED UND PROGRESSIVE
SCAN 368
12.2.6 SENSOREN FUER ZEILENKAMERAS 369
12.3 LICHTSCHRANKENSYSTEME 370
MARTIN LOEFFLER-MANG,
DOMINIK SCHOEN
12.3.1 RAUCHMELDER 371
12.3.2 TRUEBUNGSMESSUNG 371
12.3.3 NEBELSENSOR 372
12.3.4 PARSIVEL 376
12.4 TRIANGULATIONSSENSOR 377
13 OPTISCHE UEBERTRAGUNGSFUNKTION UND BILDGUETE
385
MARTIN BUCHHOLZ
13.1 OPTISCHE UEBERTRAGUNGSFUNKTION 387
13.2 BESTIMMUNG DER MODULATIONSUEBERTRAGUNGSFUNKTION 394
13.3 AUFLOESUNGSVERMOEGEN UND GUETEZAHL 397
14 INTERFEROMETRIE
403
ANDREAS ETTEMEYER
14.1 GRUNDLAGEN VON INTERFEROMETERN 405
14.1.1 ZWEISTRAHLINTERFERENZ 405
14.1.2 BESTIMMUNG DER PHASE 406
14.1.3 DEMODULATION 407
14.1.3.1 ZEITLICHE DEMODULATION 407
14.1.3.2 OERTLICHE DEMODULATION 408
14.1.4 KONTRAST EINES INTERFEROMETERS 408
14.1.4.1 INTENSITAETSVERHAELTNIS 408
14.1.4.2 POLARISATION 409
14.1.4.3 ZEITLICHE (LONGITUDINALE) KOHAERENZ 409
14.1.4.4 RAEUMLICHE KOHAERENZ 409
14.1.4.5 MECHANISCHE EINFLUESSE 410
14.1.5 MEHRSTRAHL INTERFERENZ 410
XIII
14.2 AUSFUEHRUNGSFORMEN VON INTERFEROMETERN 412
14.2.1 MICHELSON-INTERFEROMETER 412
14.2.2 TWYMAN-GREEN-INTERFEROMETER 413
14.2.2.1 MESSEN EBENER FLAECHEN 414
14.2.2.2 MESSUNG SPHAERISCHER FLAECHEN 415
14.2.2.3 MESSUNG VON ASPHAEREN 416
14.2.3 FIZEAU-INTERFEROMETER 417
14.2.4 MACH-ZEHNDER-INTERFEROMETER 417
14.2.5 SCHER-INTERFEROMETER (SHEAR INTERFEROMETER) 418
14.2.6 SCHRAEGLICHT-INTERFEROMETER 420
14.2.7 POINT-DIFFRACTION-INTERFEROMETER 421
14.2.8 WEISSLICHT-INTERFEROMETER 422
14.2.9 FABRY-PEROT-INTERFEROMETER 422
15 DIFFRAKTIVE OPTIKEN
429
STEFFEN REICHET
15.1 GRUNDLAGEN DIFFRAKTIVER OPTIKEN 431
15.1.1 FRAUNHOFER-BEUGUNG AM EINZELSPALT 431
15.1.2 DAS BEUGUNGSGITTER 432
15.1.3 EINZELSPALT UND GITTER ALS OBERFLAECHENSTRUKTUR 434
15.1.4 DIE BLAZETECHNIK 436
15.1.5 BINAERE OPTIK ALS EINE REALISIERUNG VON OBERFLAECHENSTRUKTUREN 437
15.2 DIFFRAKTIVE LINSE: DIE FRESNELZONENLINSE 439
15.3 DIFFRAKTIVE OPTISCHE ELEMENTE 440
15.4 ANWENDUNG VON DIFFRAKTIVEN OPTIKEN 441
15.4.1 FRESNELZONENLINSE 441
15.4.2 LASERSTRAHLFORMUNG MITTELS DOE 442
16 SPEKTRALGERAETE
447
RENE MICHELS
16.1 ALLGEMEINE GRUNDLAGEN 449
16.2 SPEKTRALE EIGENSCHAFTEN VON LICHTQUELLEN UND DETEKTOREN 450
16.2.1 LICHTQUELLEN 450
16.2.2 DETEKTOREN 450
16.3 SPEKTRALAPPARATE 452
16.3.1 FESTE SPEKTRALAPPARATE 452
16.3.2 MONOCHROMATOREN UND POLYCHROMATOREN 452
16.3.3 FTIR-SPEKTROMETER 456
16.4 SPEKTROMETER UND PHOTOMETER 458
16.4.1 PUNKTSPEKTROMETER 458
16.4.2 EIN-UND ZWEISTRAHLPHOTOMETER 458
16.5 BILDGEBENDE SPEKTROSKOPIE 460
XIV
16.5.1 SCANNENDE HYPERSPEKTRALE BILDGEBUNG 461
16.5.2 HYPERSPEKTRALE FLAECHENKAMERAS 462
17 POLARISATIONSOPTIK
467
ALEXANDER HORNBERG
17.1 POLARISATIONSZUSTAENDE 469
17.1.1 POLARISATIONSELLIPSE 469
17.1.2 KLASSIFIZIERUNG DER POLARISATIONSZUSTAENDE 473
17.1.2.1 ZIRKULARE POLARISATION 473
17.1.2.2 LINEARE POLARISATION 473
17.1.2.3 ELLIPTISCHE POLARISATION 473
17.1.3 JONES-VEKTOREN 473
17.1.3.1 ZIRKULAR POLARISIERTE WELLE 474
17.1.3.2 LINEAR POLARISIERTE WELLE 474
17.1.3.3 ELLIPTISCH POLARISIERTE WELLE 474
17.1.4 PARTIELL POLARISIERTES LICHT 475
17.2 POLARISATIONSOPTISCHE BAUTEILE 477
17.2.1 POLARISATOREN 477
17.2.2 EIGENZUSTAENDE EINES POLARISATORS 479
17.2.3 SPEKTRALEIGENSCHAFTEN DER INTENSITAETSMATRIX 480
17.2.3.1 ABSCHAETZUNGEN DER INTENSITAET 480
17.2.3.2 POLARZERLEGUNG DER JONES-MATRIX 482
17.2.4 DREHUNG VON POLARISATOREN 483
17.2.5 NORMALE POLARISATOREN 485
17.2.5.1 PAULI-ALGEBRA FUER JONES-MATRIZEN 485
17.2.5.2 STOKES-PARAMETER DES AUSGANGSZUSTANDS 486
17.2.6 POLARISATOREN 487
17.2.6.1 IDEALER POLARISATOR 487
17.2.6.2 REALER POLARISATOR 488
17.2.7 VERZOEGERER 489
17.2.7.1 ZIRKULARER VERZOEGERER 489
17.2.7.2 LINEARER VERZOEGERER 490
17.3 PHYSIK DER POLARISATOREN 493
17.3.1 POLARISATIONSEIGENSCHAFTEN VON FLAECHEN 493
17.3.1.1 JONES-MATRIX DER FLAECHE 493
17.3.1.2 REFLEXIONS-UND TRANSMISSIONSGRAD 494
17.3.1.3 VERHALTEN AM OPTISCH DICHTEREN MEDIUM 495
17.3.1.4 VERHALTEN AM OPTISCH DUENNEREN MEDIUM 496
17.3.2 KRISTALLOPTIKEN ." 497
17.3.2.1 MATERIALGESETZE OPTISCH ANISOTROPER WERKSTOFFE 498
17.3.2.2 PHASENVERZOEGERUNGSPLATTEN 499
17.3.2.3 WELLENGLEICHUNG 500
17.3.2.4 DISPERSIONSRELATION 501
17.3.2.5 GEOMETRISCHE INTERPRETATION 502
17.3.2.6 UNIAXIALE KRISTALLE 503
17.3.2.7 REFLEXION UND BRECHUNG AN EINER EBENE 505
17.3.2.8 POLARISATIONSPRISMEN 508
17.3.3 DUENNSCHICHTPOLARISATOREN 509
17.3.4 GITTERPOLARISATOREN 509
XV
511
512
513
514
519
521
521
521
522
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548
550
551
551
555
557
557
558
559
560
17.3.5 NANOPARTIKELPOLARISATOREN
17.3.6 FOLIENPOLARISATOREN
17.3.7 OPTISCHE AKTIVITAET VON KRISTALLEN UND FLUESSIGKEITEN
17.3.8 FARADAYROTATOR ALS PHASENMODULATOR
LICHTWELLENLEITER: FASEROPTIK, INTEGRIERTE OPTIK, SENSORIK
MARKUS MICHLER
GRUNDBEGRIFFE DER WELLENLEITEROPTIK
18.1.1 DAS PRINZIP DER LICHTFUEHRUNG
18.1.2 DIE NUMERISCHE APERTUR
18.1.3 GEFUEHRTE WELLENLEITERMODEN
18.1.4 DAEMPFUNG UND DISPERSION
18.1.4.1 DIE DAEMPFUNGSKONSTANTE
18.1.4.2 ABSORPTION UND STREUUNG IN QUARZGLAS
18.1.4.3 EXTRINSISCHE EFFEKTE
18.1.4.4 WERKSTOFFE FUER POLYMERFASERN
18.1.4.5 DISPERSION
OPTISCHE FASERN
18.2.1 LICHTFUEHRUNG IN STUFEN- UND GRADIENTENINDEXFASERN
18.2.2 MODEN IN GLASFASERN
18.2.3 FASERTYPEN
18.2.3.1 MULTIMODEFASERN
18.2.3.2 SINGLEMODEFASERN
18.2.4 FASERBUENDEL
18.2.4.1 VERLUSTMECHANISMEN IN FASERBUENDELN
18.2.4.2 ABSTRAHLCHARAKTERISTIK VON FASERBUENDELN
18.2.4.3 UNGEORDNETE FASERBUENDEL
18.2.4.4 GEORDNETE FASERBUENDEL/FASEROPTISCHE BILDLEITER
INTEGRIERT-OPTISCHE WELLENLEITER
18.3.1 TECHNOLOGIEN DER INTEGRIERTEN OPTIK
18.3.2 PASSIVE INTEGRIERT-OPTISCHE KOMPONENTEN
18.3.3 AKTIVE INTEGRIERT-OPTISCHE KOMPONENTEN
LICHTWELLENLEITERSENSOREN
18.4.1 GRUNDPRINZIP FASEROPTISCHER SENSOREN
18.4.2 INTENSITAETSAENDERUNG ALS SENSORPRINZIP
18.4.3 PHASENAENDERUNG ALS SENSORPRINZIP
18.4.4 POLARISATIONSAENDERUNG ALS SENSORPRINZIP
18.4.5 WELLENLAENGENVERSCHIEBUNG ALS SENSORPRINZIP
KAMERATECHNIK UND DIGITALE BILDVERARBEITUNG
JOERGEN BRETSCHNEIDER, MARKUS KEINATH, HENNING HAIDER
ANALOGE UND DIGITALE STANDARDS DER KAMERAINTERFACES
19.1.1 ANALOGE SCHNITTSTELLEN
19.1.2 DIGITALE PARALLELE SCHNITTSTELLE RS-422 UND LVDS
19.1.3 CAMERA LINK
19.1.4 CAMERA LINK HS
19.1.5 COAXPRESS 560
19.1.6 FIREWIRE (IEEE 1394) 561
19.1.7 GIGABIT ETHERNET 563
19.1.8 USB 2.0 565
19.1.9 USB 3.0 566
19.1.10 TABELLARISCHER VERGLEICH DER SCHNITTSTELLEN 567
19.2 AUFBAU EINER DIGITALEN KAMERA, KAMERAFUNKTIONEN 567
19.2.1 VERGLEICHENDE BETRACHTUNGEN CONSUMERKAMERAS VERSUS
INDUSTRIEKAMERA (VON MARKUS KEINATH) 567
19.2.2 FRONTEND MIT MOUNT (VON MARKUS KEINATH) 568
19.2.3 BLOCKDIAGRAMM EINER IEEE 1394B-FARBKAMERA 571
19.2.4 ERKLAERUNG DES DATENPFADES UND DER FUNKTIONEN 571
19.2.5 SONDERMODELLE DIGITALER KAMERAS 577
19.3 KAMERARAUSCHEN UND EMVA 1288 STANDARD 578
(KAPITEL 19.3.1-19.3.3 VON HENNING HAIDER)
19.3.1 RAUSCHQUELLEN 578
19.3.1.1 PHOTONEN SCHROTRAUSCHEN (PHOTON SHOT NOISE) 578
19.3.1.2 DUNKELSTROM SCHROTRAUSCHEN (DARK CURRENT SHOT NOISE) 579
19.3.1.3 DARK CURRENT NONUNIFORMITY (DSNU) 579
19.3.1.4 PHOTO RESPONSE NONUNIFORMITY (PRNU) 579
19.3.1.5 FIXED-PATTERN-NOISE (FPN) 579
19.3.1.6 RESET NOISE 579
19.3.1.7 1/F-NOISE (AMPLIFIER NOISE) 580
19.3.1.8 QUANTIZATION NOISE 580
19.3.1.9 NOISE FLOOR (GRUNDRAUSCHEN) 580
19.3.2 DYNAMIC RANGE (DNR, KONTRASTUMFANG) 580
19.3.3 SIGNAL TO NOISE RATIO (SNR, SIGNAL-RAUSCHABSTAND) 580
19.3.4 EMVA 1288 STANDARD 581
19.4 ANSTEUERUNG UEBER DEN PC UND SOFTWARE INTERFACES 582
19.4.1 STEUERUNG DER BILDAUFNAHME 582
19.4.2 PIXELDATEN 583
19.4.3 DRIVER SOFTWARE (SOFTWARE DEVELOPMENT KIT) 585
19.4.4 KAMERA API (AVT FIREPACKAGE) 585
19.4.5 GENICAM-STANDARD 586
19.4.6 BILDVERARBEITUNGS-BIBLIOTHEKEN (THIRD-PARTY SOFTWARE) 587
19.5 AUSWAHL EINER GEEIGNETEN KAMERA UND EINSATZFAELLE 587
19.5.1 KOMPONENTEN EINES BILDVERARBEITUNGSSYSTEMS 587
19.5.2 AUSWAHLKRITERIEN FUER EINE KAMERA 588
19.5.3 SICHTFELD (FOV) UND AUFLOESUNG 589
19.5.4 BILDDATENRATE, BILDWIEDERHOLRATE UND BANDBREITE DER SCHNITTSTELLE
590
19.5.5 AUFGABENSTELLUNGEN IN DER INDUSTRIELLEN BILDVERARBEITUNG 591
20 BILDAUFNAHME- UND BILDWIEDERGABESYSTEME; INFRAROTTECHNIK
595
JOACHIM HAUCK
20.1 OPTIK IN BILDAUFNAHMESYSTEMEN 597
20.1.1 BILDAUFNAHMEROEHREN .I 597
20.1.2 CCD-SENSOREN 598
20.1.3 FARBTEILER 598
XVII
20.1.4 VARIO-OBJEKTIVE 599
20.1.5 LICHTFELD-KAMERA 600
20.2 OPTIK IN MONITOR UND DISPLAYSYSTEMEN 601
20.2.1 KATHODENSTRAHLROEHRE 601
20.2.2 LCD-LIQUID CRYSTAL DISPLAY 601
20.2.3 DLP-PROJEKTOR 603
20.2.4 PLASMA-DISPLAY 605
20.2.5 ELEKTRONISCHES PAPIER 605
20.2.5.1 ELEKTROPHORESE 605
20.2.5.2 ELEKTROCHROMIE 605
20.2.5.3 ELEKTROBENETZUNG 606
20.2.6 3D-DISPLAY 607
20.2.6.1 STEREOSKOPISCHES DISPLAY 607
20.2.6.2 AUTOSTEREOSKOPISCHES DISPLAY 607
20.2.6.3 VOLUMEN-DISPLAY 608
20.2.6.4 LICHTFELD-DISPLAY 608
20.2.7 VIRTUELLE NETZHAUTANZEIGE 608
20.3 BILDVERSTAERKER UND BILDWANDLER 609
20.3.1 BILDWANDLERROEHRE 609
20.3.2 MIKROKANALPLATTE 610
20.4 INFRAROTTECHNIK 613
20.4.1 INFRAROTE STRAHLUNGSQUELLEN 615
20.4.1.1 THERMISCHE STRAHLER 615
20.4.1.2 HALOGEN- UND LICHTBOGENLAMPEN 615
20.4.1.3 IR-DIODEN 615
20.4.1.4 IR-LASER 616
20.4.2 INFRAROT-DETEKTOREN 616
20.4.2.1 THERMISCHE-DETEKTOREN UND PHOTONEN-DETEKTOREN 617
20.4.3 STRAHLUNGS-THERMOMETRIE UND -THERMOGRAFLE 623
21 HOLOGRAFIE
631
ANDREAS ETTEMEYER
21.1 GRUNDLAGEN DER HOLOGRAFIE 633
21.1.1 EINFUEHRUNG 633
21.1.2 HOLOGRAMMAUFNAHME 633
21.1.3 HOLOGRAMMREKONSTRUKTION 634
21.2 KLASSISCHE HOLOGRAFIE 635
21.2.1 OFF-AXIS-HOLOGRAMM 635
21.2.2 REFLEXIONS-HOLOGRAMM 636
21.2.3 BILDEBENEN-HOLOGRAMM 637
21.2.4 REGENBOGEN-HOLOGRAMM 637
21.2.5 HOLOGRAFISCHE INTERFEROMETRIE 639
21.3 DIGITALE HOLOGRAFIE 640
21.3.1 AUFBAU EINES DIGITALEN HOLOGRAFIE-MIKROSKOPS 640
21.3.2 NUMERISCHE HOLOGRAMMREKONSTRUKTION 641
21.3.3 OBJEKTREKONSTRUKTION 641
XVIII
21.3.4 MEHRWELLENLAENGEN-HOLOGRAFIE 643
21.3.5 ANWENDUNGEN 644
21.3.5.1 REFLEXIONSMESSUNG 644
21.3.5.2 TRANSMISSIONSMESSUNGEN 645
21.4 SPECKLE-INTERFEROMETRIE 645
21.4.1 EMPFINDLICHKEITSVEKTOR 646
21.4.2 OBERFLAECHENMESSUNG MIT SPECKLE-INTERFEROMETRIE 647
21.4.3 VERFORMUNGSMESSUNG MIT SPECKLE-INTERFEROMETRIE 647
21.4.4 BESTIMMUNG DER IN-PLANE-VERFORMUNG 649
22 GRADIENTENOPTIK
653
BERNHARD MESSERSCHMIDT
22.1 GRUNDLAGEN DER GRADIENTENOPTIK 655
22.2 HERSTELLUNGSVERFAHREN 657
22.3 GRIN-LINSEN IN APPLIKATIONEN 658
23 LASERMESSTECHNIK
667
MARTIN LOEFFLER-MANG
23.1 LASER-DOPPLER-VELOCIMETRIE 669
23.1.1 INTERFERENZSTREIFENMODELL 669
23.1.2 DOPPLER-MODELL 670
23.1.3 FREQUENZSHIFT UND MEHRERE GESCHWINDIGKEITSKOMPONENTEN 672
23.1.4 ANWENDUNGSBEISPIELE 673
23.2 PHASEN-DOPPLER-PARTIKELANALYSE 675
23.2.1 QUALITATIVES MODELL 675
23.2.2 QUANTITATIVES MODELL 676
23.2.3 SYSTEMAUFBAU 678
23.2.4 MESSVOLUMENKORREKTUR 678
23.2.5 ANWENDUNGSBEISPIELE 680
23.2.6 STROMDICHTE UND KONZENTRATION 681
INDEX
685
XIX |
| any_adam_object | 1 |
| author | Naumann, Helmut 1903-1985 Schröder, Gottfried Löffler-Mang, Martin 1961- |
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