Simulation und experimentelle Verifikation eines einfachen Aufbaus für Laseranwendungen

Bei der Entwicklung und Verbesserung von Produkten aller Art erlaubt der Einsatz von Simulationssoftware zur Vorhersage des Systemverhaltens die Reduktion von Labortests und damit eine grosse Zeit- und Kostenersparnis. Die Firma Prospective Instruments stellt Lasermikroskope her und möchte die Fähigkeiten der beiden Simulationssysteme OpticStudio© und VirtualLab Fusion© bei der Analyse von Wellenfrontdeformationen evaluieren. Damit soll untersucht werden, wie thermische Linsendeformationen den optischen Pfad in einem System beeinflussen. Zunächst wurden beide Softwareprogramme analysiert. Durch Tests mit Glaskeilen und rotierten Linsen wurde festgestellt, dass beide Programme trotz unterschiedlicher Modellierungsansätze ähnliche Ergebnisse lieferten. Im zweiten Schritt wurde ein reales optisches Linsen-System im Labor aufgebaut, seine Wellenfrontcharakteristik mittels Schack- Hartmann-Sensor vermessen und die simulierten Werte damit validiert. Schliesslich wurde eine Linse mittels Chiller-System thermisch belastet, was zu Dehnungsdeformationen führt, und die so gestörte Wellenfront ebenfalls vermessen.