Übungsaufgaben Lasertechnik
Band 1 - Laserstrahlquellen
Holly Carlo, Weitenberg Johannes, Poprawe Reinhart, Hengesbach Stefan
Die Übungsbuchreihe „Lasertechnik“ besteht aus den beiden Bänden „Strahlquellen“ und „Anwendungen der Lasertechnik“ und richtet sich an Studierende der Ingenieurwissenschaften. Die Übungsaufgaben sind überwiegend Rechnaufgaben und wurden begleitend zu den an der RWTH Aachen University angebotenen gleichnamigen Modulen konzipiert. Viele der Texte wurden in den Jahren 2009 bis 2015 als Übungs- oder Klausuraufgaben am Lehrstuhl für Lasertechnik LLT verwendet. Zum Selbststudium empfehlen wir vor der Bearbeitung der Übungsaufgaben die Lektüre der im Springer-Verlag erschienenen Bücher „Tailored Light 1, High Power Lasers for Production“ und „Tailored Light 2, Laser Application Technology“ oder alternativ der Vorlesungsskripte Lasertechnik I & II, die für Studenten der RWTH Aachen University erhältlich sind.
Durch die 51 Übungsaufgaben des ersten Bandes sollen grundlegende Fertigkeiten und Kompetenzen im Bereich der Laserstrahlquellen vermittelt und vertieft werden. Der erste Band enthält die Kapitel Lasermedien, geometrische Optik, Wellenoptik, Resonatoren, optische Systeme, Halbleiterlaser, Pulserzeugung und nichtlineare Optik. Die Übungsaufgaben behandeln grundlegende formale Zusammenhänge der Entstehung, Propagation und Formung von Laserstrahlung, die in der ingenieurwissenschaftlichen Praxis relevant sind.
Die angestrebten Lernziele umfassen das Formulieren der Ratengleichungen zur Verstärkung von Licht innerhalb eines Laserresonators und deren Lösungen. Ein zentrales Lernziel ist die Berechnung der Eigenmode eines optischen Resonators und der Resonatorstabilität im Rahmen des ABCD-Formalismus. Die mathematische Beschreibung der Propagation von Laserstrahlung wird ausführlich im Rahmen der geometrischen Optik und der Wellenoptik behandelt, so dass die Studierenden Aufgaben im Bereich der Optik analysieren und eine geeignete Lösungsmethode auswählen und anwenden können.
