Lichtquellen und Gaslaser
Light Sources and Gas Laser

Modul PH2024

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH2024 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Master-Niveau das in jedem Semester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 40 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2024 ist Andreas Ulrich.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Dieses Modul gibt eine Einführung in die Physik und Technik von Lichtquellen und Gaslasern.

Zunächst werden die physikalischen Grundlagen aus der Atomphysik, wie die Beschreibung optischer Übergänge und Stoßanregung der Atomhülle sowie die Grundlagen der Molekülphysik wiederholt und für die Anwendung bei Lichtquellen und Gaslasern erweitert und präzisiert. Es werden gaskinetische Prozesse, wie Rekombination, Energie und Ladungstransfer und deren quantiative Beschreibung durch Ratengleichungen vorgestellt. An Hand dieser grundlegenden Mechanismen wird das breite Spektrum von Lichtquellen aufgezeigt, wobei der Schwerpunkt auf Gasentladungslichtquellen liegt.

Danach werden die wichtigsten Laserschemata von Gaslasern diskutiert und deren praktischer Aufbau erläutert, wobei der Schwerpunkt bei technisch relevanten Lasern liegt. Im letzten Teil der Vorlesung wird die aktuelle Forschung im Bereich Excimerlaser und inkohärenter Excimerlichtquellen behandelt. Wenn möglich, wird mit einer Exkursion, zum Beispiel zu einem Laserhersteller, Einblick in die Industrieforschung gewährt.

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der/die Studierende in der Lage,

  1. die Linien bzw. Banden in Emissionsspektren von Atomen und Molekülen zuzuordnen,
  2. gaskinetische Prozesse zu verstehen und mit Hilfe von Ratengleichungen quantitativ zu beschreiben,
  3. die zu Grunde liegende Physik und die technische Funktion inkohärenter Gasentladungslichtquellen zu verstehen,
  4. die gaskinetischen Prozesse anzuwenden, um die Funktionsweise von Gaslaserschemata zu verstehen,
  5. Laserresonatoren und Laseroptik zu entwerfen,
  6. die aktuelle Thematik bei der Entwicklung neuartiger Lichtquellen und Gaslaser, sowie deren Anwendungen zu verstehen, wobei der Bereich der Excimerphysik und vakuumultravioletten Strahlung im Vordergrund steht.

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag, Beamerpräsentation, Tafelarbeit, Diskussion

Medienformen

Präsentationsunterlagen

Literatur

  • Standard-Lehrbücher der Plasmaphysik und Optik,
  • CRC Handbook of Lasers,
  • Wiesemann: Einführung in die Gaselektronik,
  • Lengyel: Lasers,
  • Ch. Rhodes: Excimerlaser,
  • Eastham: Atomic Physics of Lasers,
  • Publikationen der Arbeitsgruppe zu VUV Excimerlichtquellen und deren Anwendung

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 60 Minuten.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten. Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Prüfung zu Lichtquellen und Gaslaser
Mo, 3.4.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 3.4.2017 und 29.4.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2017-04-03 and 2017-04-29. bis 2.4.2017
Mo, 6.2.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 1.4.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2017-04-01. bis 15.1.2017 (Abmeldung bis 5.2.2017)

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.