Studiengang Technische Kybernetik

Optische Systeme

Kurzbeschreibung:

Die zugrunde liegende Systemtheorie mit der heute Optiken üblicherweise beschrieben werden wurde direkt aus der (elektrischen) Nachrichtentechnik/Regelungstechnik übernommen und basiert auf dem Fourierformalismus. Alle wesentlichen optischen Phänomene (Beugung, Elemente, Propagation), aber eben auch das Gesamtsystem lassen sich mit diesem systemtheoretischen Ansatz sehr vorteilhaft erfassen. 

Neben der reinen Beschreibung und Optimierung von klassischen, statischen Systemen (z.B. Fernrohr), die durch die systemtheoretische Beschreibung ermöglicht wird, ist darüber hinaus auch die Regelung von Systemen ein zunehmend wichtiges Instrument, um die Leistungsfähigkeit von optischen Systemen weiter zu steigern. Viele moderne optische Systeme sind nicht statisch, sondern lassen sich dynamisch adaptieren. Neben mechanischen Stellgliedern (z.B. Scansysteme, Autojustage, deformierbare Spiegel, fokussierende Systeme) kommen auch elektro-optische oder magneto-optische Modulationsprinzipien zum Einsatz. Teilweise werden mikromechanische oder auf Flüssigkristallen basierende Modulatoren zur Parameteradaption in hoher Geschwindigkeit genutzt. Die Anwendungen sind so vielfältig wie das Gebiet der Optik selbst und reichen von Kompensationssystemen in der Halbleiterproduktion (Lithografie) über die Steuerung von Lasern in der Materialbearbeitung bis zur Mikrobiologie (z.B. Manipulation von Zellen). Für entsprechende Systeme ist eine regelungstechnische Herangehensweise unabdingbar, wenn optimale Resultate erzielt werden sollen. Ein typisches Beispiel ist die adaptive Optik bei Großteleskopen, bei der Aberrationen aufgrund der Erdatmosphäre in hoher Geschwindigkeit (kHz) gemessen und durch geeignete Ansteuerung von deformierbaren Spiegeln ausgeglichen werden. Dazu müssen mehrere hundert gekoppelte Aktuatoren in hoher Geschwindigkeit simultan geregelt werden. Aber auch preisgünstige Systeme benötigen geeignete Regelungstechniken (z.B. Bildstabilisation in Kameras).

Info-Sheet:

Initiates file downloadOptische Systeme

Weitere Informationen:

Initiates file downloadVortrag "Optische Systeme" im WS2015/16

Webseite ITO: Opens external link in new windowhttp://www.uni-stuttgart.de/ito/lehre/einbindung_stud_gaenge/index.html

Verantwortlicher: 

Prof. Dr. W. Osten
Universität Stuttgart
Institut für Technische Optik
Pfaffenwaldring 9
70569 Stuttgart
+49 (0) 711 685 66074
E-Mail: Opens window for sending emailosten@ito.uni-stuttgart.de 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. (FH) Erich Steinbeißer
Universität Stuttgart
Institut für Technische Optik
Pfaffenwaldring 9
70569 Stuttgart
+49 (0) 711 685 66068
E-Mail: Opens window for sending emailsteinbeisser@ito.uni-stuttgart.de