Simulationsmethoden in der Optik (PW-SimOpt)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Simulation methods in optics)

Lehrveranstaltungen:

• • Simulation Methods in Optics
    (Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Norbert Lindlein et al., Mo, 14:00 - 17:30, AOT-Kursraum)

Inhalt:

• 1. Ray tracing: Principle and applications

• 2. Aberrations: which type of aberrations exist, how do they depend on the numerical aperture and the field angle

• 3. Diffraction and free space propagation by the angular spectrum of plane waves

• 4. Debye integral in scalar optics

• 5. Wave-optical scalar simulation methods: thin element approximation, BPM (mostly the simple paraxial one), WPM, some comments to numerical implementation

• 6. Waveguide theory (mode solver and evaluation of dispersion for various type of waveguides: step-index fibre, hollow-core PCF, filled with gas…)

• 7. Nonlinear propagation of pulses in fibre (typically, the resolution of the nonlinear Schrödinger equation so as to study the theory of integration and the split-step method)

• 8. Gaussian beam and ABCD matrices. (Object oriented programming)
  

Lernziele und Kompetenzen:

Students

• know simulation methods in optics

• can apply simulation methods in optics

Die Studierenden

• erläutern die wesentliche Inhalte der Vorlesung

• wenden die Methoden auf konkrete Beispiele an

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Physics (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015s | NatFak | Physics (Master of Science) | Gesamtkonto | Physics elective courses | Simulationsmethoden in der Optik)
2. Physics (Master of Science)
   (Po-Vers. 2018w | NatFak | Physics (Master of Science) | Gesamtkonto | Physics elective courses | Simulationsmethoden in der Optik)
3. Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)
   (Po-Vers. 2007 | NatFak | Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien) | Module Fachwissenschaft Physik | Wahlpflichtbereich | Weitere Module aus dem Wahlpflichtbereich 1 | Simulationsmethoden in der Optik)
4. Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)
   (Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien) | Module Fachwissenschaft Physik | Theoretische Physik und Wahlpflichtbereich | Weitere Module aus dem Wahlpflichtbereich 1 | Simulationsmethoden in der Optik)
5. Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)
   (Po-Vers. 2018w | NatFak | Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien) | Module Fachwissenschaft Physik | Wahlpflichtbereich | Weitere Module aus dem Wahlpflichtbereich 1 | Simulationsmethoden in der Optik)
6. Physik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2007 | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Physikalische Wahlfächer | Simulationsmethoden in der Optik)
7. Physik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | Module des 3. bis 6. Fachsemesters | Physikalische Wahlfächer | Simulationsmethoden in der Optik)
8. Physik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2018w | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Physikalische Wahlfächer | Simulationsmethoden in der Optik)
9. Physik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (Master of Science) | Gesamtkonto | Physikalische Wahlfächer | Simulationsmethoden in der Optik)
10. Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2007 | NatFak | Elitestudiengang Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Physikalische Wahlfächer | Simulationsmethoden in der Optik)
11. Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2010 | NatFak | Elitestudiengang Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Physikalische Wahlfächer | Simulationsmethoden in der Optik)
12. Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | NatFak | Elitestudiengang Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Physikalische Wahlfächer | Simulationsmethoden in der Optik)
13. Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | NatFak | Elitestudiengang Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Master of Science) | Gesamtkonto | Physikalische Wahlfächer | Simulationsmethoden in der Optik)
14. Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015s | NatFak | Elitestudiengang Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Master of Science) | Gesamtkonto | Physics elective courses | Simulationsmethoden in der Optik)
15. Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | NatFak | Elitestudiengang Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Master of Science) | Gesamtkonto | Physics elective courses | Simulationsmethoden in der Optik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Simulationsmethoden in der Optik (Prüfungsnummer: 71711)

(englischer Titel: Simulation methods in optics)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 60, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Prüfungssprache: Englisch

Erstablegung: SS 2020, 1. Wdh.: SS 2020 (nur für Wiederholer)

1. Prüfer:

Norbert Lindlein,

2. Prüfer:

Nicolas Joly

Termin: 04.08.2020, 14:00 Uhr, Ort: HG, Staudtstr. 5