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Optikdesign

Wir können Ihnen helfen, Ihre optischen Anforderungen mit vielen freien Parametern zu optimieren, ohne gleich teure Laboraufbauten realisieren zu müssen.

Welle oder Strahl?

Je nach Problemstellung treten beim guten Design eines optischen Systems eher die Welleneigenschaften des Lichts hervor oder die Aspekte der geometrischen Strahlenoptik. Einige Phänomene lassen sich mathematisch behandeln. Vielfach ist es aber auch nötig, approximative numerische Verfahren anzuwenden. Hierfür stehen verschiedene Werkzeuge zur Verfügung, insbesondere ZEMAX®, LightPipes®, SageMath und selbst programmierte Spezialanwendungen.

15 Jahre Erfahrung

Wir haben über 15 Jahre Erfahrung mit der Simulation optischer Systeme. In vielen Fällen können bereits einfache Optimierungen helfen, die richtige Linse auszuwählen oder die mechanische Toleranz gegen Fehlpositionierung abzuschätzen. Bereits damit lässt sich meist bares Geld und Entwicklungszeit einsparen. Manchmal sind aber auch umfangreichere Arbeiten vonnöten, für die es noch keine Standardlösung gibt. Dort konnten wir in der Vergangenheit bereits mehrfach durch Kombination, Modifikation oder Erweiterung von Software durch eigenen Programmcode komplexe Lösungen entwickeln, wie beispielsweise das Anschwingverhalten eines Diodenlasers

Messwerte als Eingabe

Aber die Simulation alleine ist bei weitem nicht ausreichend für eine erfolgreiche Produktentwicklung. Vielfach fehlt es an korrekten Daten der zu optimierenden Lichtquelle. Dort können wir mit unserer Messtechnik den status quo bestimmen.

Beispieldesigns

typische Simulation mittels ZEMAX
typische Simulation mittels ZEMAX
animierte 3D-Darstellung eines Diodenlasers
3D-Darstellung eines Diodenlasers (animated gif)
Strahlteiler für Faserkopplung
Strahlteiler für Faserkopplung
TEM_0_10_mode
Ein TEM_0_10 Strahl, der sich mittels gekreuzter Zylinderlinsen in einen Donut umwandeln lässt
donut-förmige höhere transversale Mode
donut-förmige höhere transversale Mode, die aus einem TEM_0_10 entstehen kann
Einschwingverhalten eines ECDL
Einschwingverhalten des Fernfeldes eines ECDL (External Cavity Diode Lasers) aus dem Rauschen heraus (animated gif)
beugungsbegrenzte gekreuzte Linienfoki
beugungsbegrenzte gekreuzte Linienfoki, deren Ebenen variabel einstellbar sind
winkelabhängige Polarisation
Bei doppelbrechenden Kristallen hängt die Phasenverschiebung vom Einfallswinkel ab
Interferometrie an Flüssigkeit
Simulierte Interferenz an einer Diffusionsfront in einer Flüssigkeit
 
 
 

Abgeschlossene Simulationen

  • Positionierungs-Toleranz optischer Komponenten
  • schwingungstolerante Lasereinkopplung
  • astigmatische Optiken (z.B. gekreuzte gegeneinander verschiebbare Linienfoki)
  • Faseroptiken (z.B. seitliche Faserauskopplung)
  • LED-Kollimation (z.B. multispektral mit 16 Farben)
  • Spektroskopie (hochauflösendes Spektrometer für gesamtes VIS-Spektrum)
  • Laser-Resonatorberechnungen, Anschwingverhalten (z.B. Diodenlaser im externen Resonator)
  • Wellenausbreitung, Beugungseffekte, Fokusgrößen
  • Polarisationseffekte (z.B. winkelabhängige Doppelbrechung)
  • Leistungskopplung von Lasern
  • interferometrische Messverfahren