Lehre
Lehrangebot

Lehrveranstaltungen

vom Hannoverschen Zentrum für Optische Technologien

Unten stehend finden Sie erste Informationen zu den angebotenen Veranstaltungen speziell aus dem HOT. Weitere Informationen können Sie dem Online-Vorlesungsverzeichnis und dem Stud.IP entnehmen. Dort melden Sie sich bitte auch zu den entsprechenden Kursen an.

Im internationalen Masterstudiengang Optische Technologien werden die benötigten Lehrveranstaltungen in Kooperation mit der Fakultät für Maschinenbau und der Fakultät für Mathematik und Physik angeboten. Eine Übersicht aller benötigten Veranstaltungen finden Sie in der entsprechenden Prüfungsordnung.

  • Angewandte Photonische Quantentechnologien

    Inhalt

    Die Vorlesung umfasst die Grundlagen der photonischen Quantentechnologien und ihre Anwendungen in Sensorsystemen, Quantenkommunikationsgeräten und Quantenoperationen.

    Vorkenntnisse

    Quantenphysik

    Anrechnung für Modul

    Moderne Aspekte der Physik, Ausgewählte Themen moderner Physik

    Anmeldung, Zeiten und Unterlagen

    Informationen zum Zeitraum und Dozierenden sowie die Veranstaltungsunterlagen erhalten sie im Stud.IP.

  • Einführung in die Multiskalen- und Multiphysik-Modellierung

    In dieser Lehrveranstaltung werden die Studierenden in die grundlegenden Konzepte, Theorien, Berechnungsmethoden sowie Anwendungen der Multiskalen- und Multiphysik-Modellierung vom atomistischen Modell über das mikroskalige Modell, das mesoskalige Modell und schließlich bis zum Kontinuumsmodell eingeführt. Auf diesen Skalen werden verschiedene Felder wie z.B. elektrische, magnetische, thermische, mechanische oder fluidische Felder miteinander gekoppelt. Beispiele für gekoppelte Systeme wie z.B. piezelektrische Struktur, akustische Emission, Wärmeleitung, optischer Wellenleiter usw. werden demonstriert und in den wichtigsten kommerziellen Programmen wie COMSOL und Abaqus gelöst.

     

    Modul und Sprache

    Bachelor- und Master-Studierende, Kompetenzbereiche: Physik, Materialwissenschaft, Maschinenbau, Bauingenieurwesen; Die Vorlesung findet in Englischer Sprache statt.

    Vorkenntnisse

    Numerische Analyse zur Lösung von PDEs und Grundkurse in Mechanik oder Physik

    Anmeldung, Zeiten und Unterlagen

    Informationen zum Zeitraum und Dozierenden sowie die Veranstaltungsunterlagen erhalten sie im Stud.IP.

  • Materialbruch und Bruchmechanik

    Inhalt

    Bruch ist die Trennung von Material in zwei oder mehr Teile unter äußeren Einwirkungen wie Belastung, Temperaturschock oder Korrosion. Er ist ein allgemeines Phänomen, das in allen Arten von Materialien vorkommt. Zum Beispiel können Risse in Polymeren, Glas, Stahl, Beton, Gestein, Zeremonien usw. entstehen, sich ausbreiten und zusammenwachsen. Das Ziel dieses Kurses ist es, die Mechanismen der Rissentstehung zu verstehen und zu wissen, wie sie zum Versagen des Materials führen, und zu wissen, wie man das Rissverhalten mit den modernsten Methoden für verschiedene Anwendungen vorhersagen kann. Die in dieser Lehrveranstaltung vermittelten Kenntnisse stellen eine wichtige Qualifikation für Studierende der Physik, der Werkstofftechnik und des Maschinenbaus dar.

    In diesem Kurs werden die Studierenden mit den grundlegenden Konzepten, Theorien, Berechnungen sowie Anwendungen der Bruchmechanik vertraut gemacht. Es wird mit dem grundlegenden Phänomen des Bruchverhaltens in Werkstoffen begonnen, gefolgt von den analytischen Lösungen linear elastischer Brüche unter verschiedenen Bruchmodi. Experimentelle Methoden zur Charakterisierung der Bruchzähigkeit werden erläutert und das Konzept der Spannungsintensitätsfaktoren sowie aktuelle Methoden zur Modellierung von Brüchen werden vorgestellt. Aktuell verfügbare Software, die zur Bruchmodellierung eingesetzt werden kann, und deren Grenzen werden aufgezeigt und diskutiert. Die Studierenden sollen am Ende des Kurses mit der physikalischen und mechanischen Modellierung und Definition von Bruchproblemen insbesondere in der linear elastischen Bruchmechanik vertraut sein. Sie sind qualifiziert für die Problemerkennung von Brüchen, den Modellaufbau und die Berechnung von Materialien mit Bruch. Am Ende des Kurses sollen die Studierenden in der Lage sein, die geeigneten Kriterien und Modelle bei der Analyse von technischen Bruchproblemen auszuwählen und die Gültigkeit und Grenzen ihrer Ergebnisse zu verstehen. Sie sollen in der Lage sein, den Stand der Literatur in der technischen Bruchmechanik zu verstehen und zu diskutieren und ihre Ergebnisse durch eine mündliche Präsentation eines ausgewählten Problems zu verteidigen.

    Vorkenntnisse, Sprache

    Kontinuumsmechanik und Berechnungstechniken (FE-Methode)
    Die Vorlesung findet in Englischer Sprache statt.

    Modul

    Mastermodul, Bereich Fortgeschrittene Techniken in der Mechanik

    Anmeldung, Zeiten und Unterlagen

    Informationen zum Zeitraum und Dozierenden sowie die Veranstaltungsunterlagen erhalten sie im Stud.IP.

  • Lasermesstechnik

    Ziel dieser Veranstaltung ist die Einführung in die Grundlagen und Verfahren der modernen optischen Messtechnik mit Hilfe von Lasern. Es wird eine Übersicht über das breite Spektrum der eingesetzten Laserstrahlquellen, der zur Verfügung stehenden Lasermessverfahren sowie der typischen Einsatzgebiete und Aufbauten, wie sie in der Praxis bei vielfältigen Mess- und Prüfaufgaben in Forschung, Entwicklung und Produktion Anwendung finden, vermittelt.

    Im Rahmen der Übung werden theoretische Aufgaben anhand von exemplarischen Beispielen gerechnet, Vertiefungen des erlernten Stoffes durchgeführt sowie einige Messprinzipien unter Laborbedingungen aufgebaut und getestet.

    Inhalt

    • Physikalische Grundlagen
    • Optische Elemente/Registrierverfahren
    • Laser für messtechnische Aufgaben
    • Lasertriangulation, Laserinterferometrie
    • Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessverfahren
    • Laser-Spektrometrie, Holographische Messverfahren, Ultrakurzpulsmesstechnik
    • Anwendungen in der Mess- und Prüftechnik

    Vorkenntnisse

    Grundlagen der Messtechnik, Grundkenntnisse der Laserphysik und Lasertechnik

    Literaturempfehlung

    • A. Donges, R. Noll, Lasermesstechnik, Hüthig Verl.; M. Hugenschmidt, Lasermesstechnik, Springer Verl.

    Anmeldung, Zeiten und Unterlagen

    Informationen zum Zeitraum und Dozierenden sowie die Veranstaltungsunterlagen erhalten sie im Stud.IP.

  • Laserspektroskopie in Life Sciences

    Ziel dieser Veranstaltung ist die Einführung in die Grundlagen und Methoden der Laserspektroskopie für Anwendungen im Bereich der Lebenswissenschaften. Neben den Grundlagen der Laserspektroskopie-Verfahren, die heute in vielen Bereichen der modernen Grundlagenforschung und ihren praktischen Anwendunen in den Lebenswissenschaften wie etwa der Biologie, der Chemie und der Medizin zum Einsatz kommen, wird eine Übersicht über moderne Messaufbauten und –methoden vermittelt. Dabei wird die gesamte Breite der Anwendungen abgedeckt. Im Rahmen der Übung werden theoretische Grundlagen erarbeitet, exemplarische Aufgaben gerechnet und Vertiefungen des erlernten Stoffes durchgeführt. 

    Vorkenntnisse

    Physikalische Grundlagen, Optische Elemente und Messtechniken, Laser für spektroskopische Anwendungen, Laserinterferometrie, Laser-Spektrometrie und Laser-Spektroskopie, Anwendungen von (Ultra)Kurzpulslasern

    Literaturempfehlung

    • Wolfgang Demtröder: Laserspektroskopie 1: Grundlagen (Springer), 2011
    • Wolfgang Demtröder: Laserspektroskopie 2: Experimentelle Techniken (Springer),  2012
    • Jürgen Eichler, Hans Joachim Eichler: Laser - Bauformen Strahlführung Anwendungen (Springer), 2006
    • Thomas Engel: Quantum Chemistry and Spectroscopy (Pearson), 2013

    Anmeldung, Zeiten und Unterlagen

    Informationen zum Zeitraum und Dozierenden sowie die Veranstaltungsunterlagen erhalten sie im Stud.IP.

  • Optische Messtechnik

    Die Vorlesung vermittelt Grundlagen und Messverfahren in der optischen Messtechnik. Zu Begin der Veranstaltung werden strahlen- sowie wellenoptische Grundlagen wiederholt, die zum Verständnis optischer Messverfahren benötigt werden. Im Verlauf der Vorlesung werden optische Messverfahren zur Topographie-, Abstands-, Schwingungs- und Verformungsmessung sowie faseroptische Sensoren erläutert, die sowohl in der Forschung als auch in der industriellen Praxis eingesetzt werden. Den Schwerpunkt bilden dabei die Interferometrie, Holographie, Laser Doppler Vibrometrie und konfokale Mikroskopie sowie Optische Kohärenztomographie und Methoden der Nahfeldmikroskopie. Zusätzlich werden die Rasterkraftmikroskopie,Rasterelektronenmikroskopie sowie Computertomographie behandelt. Es werden anschließend Methoden zur optischen Charakterisierung und Kalibrierung optischer Verfahren eingeführt. Zusätzlich sind in der Messtechnik häufig verwendete optische Bauelemente, wie CCD und CMOS Kameras oder Laserlichtquellen, Gegenstand der Veranstaltung.

    Vorkenntnisse

    Grundlagen der Messtechnik

    Literaturempfehlung

    • Born, Wolf. Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light (Cambridge University Press), 1999
    • Demtröder: Experimentalphysik (Springer), 2013
    • Saleh, Teich: Grundlagen der Photonik (Wiley), 2013
    • Lauterborn, Kurz: Coherent Optics (Springer), 2003
    • Goodman: Introduction to Fourier Optics (Roberts), 2016
    • Hugenschmidt: Lasermesstechnik (Springer), 2007

    Anmeldung, Zeiten und Unterlagen

    Informationen zum Zeitraum und Dozierenden sowie die Veranstaltungsunterlagen erhalten sie im Stud.IP.

  • Proseminar Biophotonik

    Der Fokus des Proseminars liegt auf Anwendungen optischer Technologien, Methoden und Verfahren in den Lebenswissenschaften. Die Studierenden erarbeiten sowohl die grundlegenden Zusammenhänge als auch deren Einsatz in konkreten Anwendungen. Typische Anwendungsgebiete sind beispielsweise optische Mikroskopie- und Bildgebungsverfahren für die medizinische Diagnose oder etwa die (Präzisions-)Laserspektroskopie für die Untersuchung der Funktionalität von Biomolekülen und deren molekulare Analytik. Eine zentrale Rolle kommt hierbei modernen optischen Methoden für lab-on-a-chip Anwendungen sowie faseroptischen oder integrierten Laserverfahren für Screeninganwendungen zu.

    Vorkenntnisse

    • Physikalische Grundlagen
    • Optische Elemente/Messtechniken
    • Physikalische Grundkenntnisse in der Optik und Laserphysik
    • Grundkenntnisse in Anwendungen von Lasern

    Anmeldung, Zeiten und Unterlagen

    Informationen zum Zeitraum und Dozierenden sowie die Veranstaltungsunterlagen erhalten sie im Stud.IP.

  • Seminar Integrierte Quantenoptik

    Inhalt

    Das Seminar wird einen tieferen Einblick in aktuelle Aspekte auf dem Gebiet der integrierten Quantenoptik geben. Die Themen umfassen unter anderem

    • integrierte Photonenquellen,
    • passive und aktive integrierte Elemente,
    • nicht-klassische Lichtdetektoren,
    • photonische Quantenanwendungen usw.

    Die Themen werden auf der Grundlage von Studentenpräsentationen über aktuelle wissenschaftliche Literatur diskutiert.

    Vorkenntnisse

    Quantenphysik, Kohörente Optik

    Anmeldung, Zeiten und Unterlagen

    Informationen zum Zeitraum und Dozierenden sowie die Veranstaltungsunterlagen erhalten sie im Stud.IP.

  • Seminar Numerische Optik

    Der Fokus des Seminars liegt auf numerischen Verfahren zur Berechnung von Lichtverteilungen in optischen Medien. Thematisiert werden Spektral- und Pseudospektralmethoden, Runge-Kutta- und Split-Step-Integration, Fast-Fourier Transformation (FFT),  Monte-Carlo (MC) Simulation, Finite Difference Time Domain (FDTD), Finite Element Method (FEM), Ray Tracing, Beam-propagation methods (BPM) sowie die Parallelisierung mit MPI.

    Anmeldung, Zeiten und Unterlagen

    Informationen zum Zeitraum und Dozierenden sowie die Veranstaltungsunterlagen erhalten sie im Stud.IP.