Masterstudiengang Photonik
Refine
Document Type
- Master's Thesis (2)
Language
- German (2)
Has Fulltext
- yes (2)
Is part of the Bibliography
- yes (2)
Keywords
- Computergrafik (1)
- Computersimulation (1)
- Spektroskopie (1)
- Spiegel (1)
Institute
Im Rahmen dieser Arbeit wird folglich ein Cavity-Ring-Down-Aufbau entworfen, installiert und in Betrieb genommen, um künftig auch werksintern kostengünstig und zeitnah die produzierten Optiken auf ihre Reflektivität hin untersuchen zu können. Im zweiten Schritt soll die Auswirkung der Substratrauigkeit auf den Herstellungsprozess der Spiegel und deren resultierende Reflektivitäten untersucht werden.
Die 2D-Bildsimulation stellt eine wertvolle Erweiterung der klassischen Mittel zur Quantifizierung von Aberrationen in einem Optiksimulationsprogramm dar, wodurch man einen Einblick in die visuelle Gesamtwirkung eines optischen Systems erlangen kann. Anders als in Gebieten der Computergrafik möchte man damit eine reale und physikalisch sinnvolle Abbildung unter Berücksichtigung von Beugungsphänomenen und chromatischen Aberrationen realisieren. Den Kern einer solchen Simulation stellt die Methode zur Interpolation von Punktabbildungsfunktionen (PSFen) zwischen diskret abgetasteten Feldpunkten dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die gegenwärtige 2D-Bildsimulation von CODE V® eingehend anhand von zwei repräsentativen optischen Systemen untersucht und eine Nachbildung der praktizierten Interpolationsmethode durchgeführt. Die Resultate der angewandten örtlichen Interpolation von PSF-Graustufenbildern verfügen zumindest unter bestimmten Bedingungen über einen äußerst geringen physikalischen Bezug und sind somit im Rahmen einer Optikentwicklung möglicherweise wertlos oder gar irreführend. In der vorliegenden Arbeit wird ein Lösungsansatz zur Interpolation von PSFen präsentiert, dessen Ergebnisse weit zuverlässiger sind als die von CODE V® angewandte Methode. Das ausgearbeitete Verfahren beruht auf der Interpolation von Wellenfronten des optischen Systems, die in Form von Zernike-Koeffizienten in CODE V® bestimmt und im Anschluss in MATLAB® anhand der Fourier-Optik zu einer PSF in der Bildebene transformiert werden. Interpoliert werden dabei die Werte der jeweiligen Zernike-Koeffizienten, deren Werte an den äquidistant abgetasteten Feldpunkten jeweils die Interpolationsstützstellen bilden. Diese (bi)lineare Interpolation lässt nur marginale Interpolationsartefakte beobachten. Zudem besitzt diese Methode auch die Fähigkeit,zwischen diskreten Wellenlängen sowie Positionen der Objektebene sicher zu interpolieren. Mit der Integration des Lösungsansatzes in die eigene Implementierung der 2D-Bildsimulation gelingt erneut der Nachweis der Zuverlässigkeit mit simulierten mono- und polychromatischen Ergebnisbildern. Rechenzeit stand dabei nicht im Fokus der Arbeit; hier sind große Verbesserungen sowohl möglich als auch nötig.