Design optischer Systeme

Im Rahmen dieses Versuches werden Sie an Entwurf, Simulation und Optimierung optischer Systeme, unter Zuhilfenahme des Programms Zemax, herangeführt. Zemax ist ein kommerziell vertriebenes und in der optischen Industrie weit verbreitetes Programm in dem optische Systeme modelliert, mittels Raytracing simuliert und durch numerische Algorithmen optimiert werden können.

Das Design von optischen Systemen ist eine Fähigkeit, welche für Physiker aus mehreren Gründen nützlich ist. Zum einen werden optische Systeme in vielen experimentellen Aufbauten benötigt, da optische Messungen durchgeführt werden oder Licht, zum Beispiel in Form eines Lasers, zur Manipulation des physikalischen Systems genutzt wird. Weiterhin ist die optische Industrie ein bedeutender Arbeitgeber für Physiker und eine gewisse Kenntnis über das Design optischer Systeme in diesem Zusammenhang eine wichtige Qualifikation. Schließlich ist eine gründliche Auseinandersetzung mit dem Zusammenhang von geometrischer Optik und Wellenoptik auch konzeptuell interessant, da es viele Analogien zu anderen Gebieten der Physik gibt. Eine solche Analogie zwischen geometrischer Optik und der Hamilton-Jacobi Formulierung der klassischen Mechanik hat Erwin Schrödinger als Motivation zum Aufstellen der zeitunabhängigen Version der nach ihm benannten Gleichung gedient.