Institut für Angewandte Optik und Elektronik (AOE)
Die Optischen Technologien spielen im 21. Jahrhundert eine vergleichbare Rolle für die industrielle Entwicklung wie die Elektronik im 20. Jahrhundert. Beide sind Querschnitts-Technologien, d.h. sie ergänzen sich gegenseitig und ermöglichen Fortschritt und Anwendungen in Bereichen, die weit außerhalb der eigenen Kernwissenschaft liegen.
So wird die Energiewende von den Optischen Technologien mitgetragen. Sei es bei dem Einsatz von Solarzellen zur Erzeugung von regenerativem Strom oder bei der Vermessung von Stromnetzen auf Defektstellen mit Hilfe von Infrarot Kameras oder mit speziellen optischen Sensoren in Glasfasern, die eingebettet in Flügeln der Windkrafträder die maximale Verbiegung überwachen.
Die Optischen Technologien verwenden Licht als Werkzeug. Sie befassen sich mit der Erzeugung, Verstärkung, Formung, Übertragung und Charakterisierung von Licht und der Messung verschiedenster technischer und physikalischer Größen mittels des Lichts.
Optik und Elektronik sind in den Optischen Technologien untrennbar verbunden.
Diese Kombination ist der Schlüssel für eine Vielzahl von Anwendungen in der Messtechnik und im fortschrittlichen, alltäglichen Leben.
Nachfolgend sind einige Beispiele aufgeführt mit denen diese Zusammenhänge verdeutlicht werden.
Abbildung:
In der modernen Fotografie findet man immer eine Kombination aus abbildender Optik und einem elektronischem Empfänger, der die Bilder in elektrische Signale umwandelt und damit dem Nutzer zugänglich macht.
Computerprozessoren und Speicherbausteine werden immer leitungsfähiger und dabei kleiner. Diese Entwicklung wird maßgeblich bestimmt durch die Fortschritte in der Mikrolithographie - einem im Wesentlichen optischen Verfahren.
Beleuchtungstechnik
In der Beleuchtungstechnik werden in verstärktem Maße effiziente Leuchtmittel eingesetzt. Der Trend geht zur LED Technik. Inzwischen ist es möglich LEDs herzustellen, die 10 bis 15 mal effektiver sind als eine Glühlampe. Diese LEDs benötigen für einen sinnvollen Betrieb elektronische Vorschaltgeräte die ebenfalls bezüglich der Effizienz optimiert sein müssen. Nur die Kombination aus elektronischem Vorschaltgerät und LED macht eine effiziente Lichtquelle.
Datenübertragung
Die moderne Datenübertragung erfolgt optisch und elektronisch. Effiziente Glasfasernetze (optisch) haben dabei den Erfolg des world wide web erst ermöglicht. Überall da, wo Daten optisch übertragen werden sollen, müssen elektrische Signale in optische umgewandelt werden und umgekehrt. Ohne die Elektronik wäre daher die optische Datenübertragung nicht möglich.
Datenausgabe
Die Datenausgabe erfolgt entweder auf einem Anzeigegerät oder auf einem Drucker. Anzeigegeräte, ob Flat-Panel-Display oder Beamer sind Idealbeispiele für Optik-Elektronik-Hybride. Auch die Drucktechnik stützt sich neben der Elektronik stark auf die Optik, so beim Laserdrucker oder in Druckereien, wo das Relief in den Druckwalzen mit einem Laser eingeschrieben wird.
Materialbearbeitung
Bei der Materialbearbeitung werden in der Regel große Laser eingesetzt, die elektronisch geregelt und gesteuert werden. Nur so ist ein sauberer Schnitt oder eine stabile Schweißnaht möglich.
Messtechnik
Mit Licht können die unterschiedlichsten Messgrößen in der Regel berührungslos erfasst werden. Mit Licht werden sehr verschiedene Größen gemessen. Diese sind: Entfernungen (Abstandsmessgerät, Radarpistole der Polizei..), Temperatur (Thermographie), Verformung, Schwingungen... bis hin zu Experimenten, die die Relativitätstheorie bestätigen.
Lasertechnik
Die Lasertechnik ist sowohl in vielen Alltagsgegenständen wie auch in hochspezialisierten Werkzeugen zu finden.
Angefangen beim CD, DVD und Blueray Player, bei denen die Signale mit Hilfe eines Lasers ausgelesen werden, bearbeiten Laser in der Augenheilkunde verschiedenste Teile des Auges, um z.B. Abbildungsfehler zu korrigieren oder die Netzhaut zu fixieren.
Laser mit höchsten Leistungen im Kilowatt Bereich ermöglichen die Materialbearbeitung von Stahlblechen mit mehreren mm Stärke und bauen als Schweißlaser moderne Autokarosserien zusammen.
Im Studium werden deren unterschiedlichste Aspekte beleuchtet. Dieses wird von Professoren mit Berufserfahrung, in Vorlesungen, praktischen Arbeiten und Projekten in den Hörsälen und Laboren durchgeführt.
Studienverlaufspläne: Bachelor Master
Eine Labor übergreifende Veranstaltung ist das AOE Seminar. Hier halten die Studierenden einen Vortrag über ihre Abschlussarbeiten. Ebenfalls berichten eingeladene Referenten aus der Industrie oder anderen Hochschulen über ihre neusten Erkenntnisse oder Problemstellungen, die dann zum Teil auch in Zusammenarbeit mit dem AOE Institut bearbeitet und gelöst werden.
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AktuellesOnline-Bewerbung zum Wintersemester 2022/2023
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Institutsleitung
Prof. Dr. Holger Weigand
Institut für Angewandte Optik und Elektronik (AOE)
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Betzdorfer Straße 2
50679 Köln - Raum HW2-39
+49 221-8275-2794
holger.weigand@th-koeln.de
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Betzdorfer Straße 2
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Studienberatung AOE
Prof. Dr. Holger Weigand
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