Experimentelle Übungen zum Wahlfach Angewandte Physik

SS 2008

Termin:	nach Vereinbarung, z.B. auch in der vorlesungsfreien Zeit
Umfang:	4 SWS
Anmeldung:	AP Raum 218 oder per E-Mail
Vorbesprechung:	Do. 10. 4. 2008, 11.30 s.t. Uhr im SR AP
Zuordnung:	Experimentelle Übung zum Wahlfach (I o. II) Angewandte Physik
	Wahlpflichtveranstaltung (Übung nach Wahl)

Inhalt:

In dem Praktikum können je nach Interesse Versuche aus dem Bereich Elektronik, Messwerterfassung, Magnetismus oder aus der Optik durchgeführt werden. Aus dem folgendem Angebot müssen mindestens zwei Versuche durchgeführt werden.

Analogelektronik

Netzteile, Messgeräte, Signalgeneratoren, Operationsverstärker, Filter.

In diesem Block werden einige Grundlagen der Analogelektronik erarbeitet. Die Übungsschaltungen werden auf Experimentierplatinen gelötet und getestet bzw. vermessen.

Betreuer: Jürgen Berkemeier

Rechnergesteuerte Messwerterfassung

Programmieren einer IEEE488-Schnittstelle. Steuern eines Signalgenerators und eines Digitaloszillographen und Auslesen des Digitaloszillographen.

In diesem Block werden in der Programmiersprache LabVIEW einfache Programme zur Steuerung von Experimenten und zur Messwerterfassung geschrieben. Als Messobjekte dienen auch die Schaltungen aus dem ersten Block. Es können aber auch andere Verstärker oder Filter vermessen werden.

Betreuer: Jürgen Berkemeier

Ferromagnetische Resonanz

Obwohl die ferromagnetische Resonanz (FMR) experimentell vor ungefähr 60 Jahren entdeckt worden ist, zählt sie immer noch zu den beliebten Methoden für Untersuchung und Charakterisierung magnetischer Materialien. Grundsätzlich ist FMR die Resonanzabsorption von Mikrowellenstrahlung in einer ferromagnetischen Probe. Den Student(inn)en wird ein Versuch angeboten, bei dem es sich um die Untersuchung der Resonanzabsorption einer Mikrowellenstrahlung mit einer Frequenz von 3-5 GHz an einer dünnen ferromagnetischen Schicht handelt. Dabei lernt man, wie man ein magnetisches Feld erzeugen bzw. messen kann, wie Mikrowellenkomponenten (z.B. Mikrowellenzirkulator) funktionieren und wie man eine Resonanzkurve aufnimmt. Das ultimative Ziel des Versuches ist die Bestimmung von Größen, die den Ferromagnet charakterisieren (z.B. statische Magnetisierung) auf Basis der gemessenen Resonanzkurven.

Betreuer: Ulf Hansen

Volumenholographische Datenspeicherung

Speicherung einer Datenseite in nichtlinearem LiNbO3. Messung charakteristischer Größen wie Empfindlichkeit, Beugungswirkungsgrad. Multiplexen von Datenseiten an einem Ort.

Betreuer: Mike Wördemann

Diodengepumpter Ultrakurzpulslaser

In dem Versuch soll zunächst ein diodengepumpter Laser in Betrieb genommen und hinsichtlich seiner Ausgangsparameter optimiert werden, um anschließend eine Modenkopplung zur Erzeugung von ultrakurzen Lichtimpulsen zu erreichen. Die ultrakurzen Impulse sollen dann als Funktion von Laserparametern (z.B. Pumpleistung, Dispersion) vermessen werden, um aus diesen Messreihen die physikalischen Einflüsse bei der Impulserzeugung verstehen zu können. Stichworte: Laserdiode, optisches Pumpen, Resonatordesign, Dispersionskompensation, (passive) Modenkopplung, (Autokorrelations-) Pulsmessung, spektrale Bandbreite, Frequenzmodulation (Chirp).

Betreuer: Petra Groß

Frequenzverdoppelter und gütegeschalteter Nd:YAG-Laser

Optisch gepumpte Nd:YAG- Laser kommen häufig in der Industrie, Forschung und Medizin zum Einsatz. In diesem Versuch wird aus Einzelteilen wie Resonatorspiegeln, Pumpdiode und Nd:YAG-Kristall ein Laser aufgebaut, dessen typische Eigenschaften experimentell untersucht werden. In einem nichtlinearen Kristall wird anschließend das emittierte infrarote Licht in seiner Frequenz verdoppelt. Mit einer Güteschaltung lassen sich dann auch aus der kontinuierlichen Emission kurze Laserpulse erzeugen. Der Versuch gibt einen Einblick in die Funktionsweise und Eigenschaften eines Lasers und der nichtlinearen Wechselwirkung zwischen Licht und Materie.

Betreuer: Jörg Imbrock

Räumlicher LC-Modulator und diffraktive Optik

Flüssigkristalldisplays werden standardmäßig in Digitaluhren, Taschenrechnern und Videoprojektoren eingesetzt. Im Bereich der Photonik werden räumliche LC-Modulatoren aber auch bei optischen Pinzetten, der holographischen Datenspeicherung oder zur Erzeugung von photonischen Gittern verwendet. In diesem Versuch werden erst die grundlegenden Eigenschaften eines LC-Modulators untersucht. Durch gezielte Amplituden- oder Phasenmodulation dient der Modulator als diffraktives optisches Element (DOE), mit dem sich z.B. Linsen oder Strahlteiler dynamisch erzeugen lassen. Mit dem Computer können Hologramme generiert werden, die mit dem Modulator umgesetzt werden. Der Versuch gibt auch eine kurze Einführung in die Bildverarbeitung mit Matlab.

Betreuer: Jörg Imbrock