Principper og metoder for optiske målinger indgår i mange danske industriprodukter. Desuden benyttes optiske metoder i en bred vifte af anvendelser spændende fra strømningsmekanik, kemi, miljøovervågning til medicoteknik. Kurset sigter mod at give den studerende en bred forståelse af principperne i optiske målemetoder, både teoretisk og i praktiske anvendelser. Kurset retter sig både mod den kommende projektleder på udviklingsopgaver og mod brugeren af avanceret optisk udstyr. Hovedmålene er forståelse af målemetodernes fysiske baggrund og begrænsninger samt planlægning og udførelse af avancerede måleopgaver.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Fysisk optik: Beskrive de fysiske mekanismer for vekselvirkning mellem lys og stof (fysisk optik), der har betydning for optiske målemetoder.
Optiske måleprincipper: Beskrive de otte vigtige optiske måleprincipper, der indgår i kurset (målinger med inkohærent lys, interferometri, holografisk interferometri, speckle interferpmetri, LDA, PIV, optisk partikelmåling, moleylære spredningsmetode
Optiske målesystemer: Beskrive de optiske instrumenter, der bygger på ovennævnte principper samt forklare den helhed, som måleproblemet, det optiske system, den elektroniske signal- og databehandling og resultat præsentationen for brugeren udgør.
Optiske komponenter: Forklare virkemåden af de vigtigste komponenter, der indgår i optiske målesystemer, herunder lyskilder, detektorer, polariserende komponenter og linsesystemer.
Statistiske metoder: Beregne den forventede nøjagtighed af en måling på en stokastisk fluktuerende fysisk størrelse (eksempelvis turbulent strømningshastighed).
Støj og signal-støj-forhold: Beskrive de vigtigste støjkilder ved optisk detektion og beregne signal-støj-forhold ved direkte detektion og homodyn detektion.
Lineære systemer: Beskrive de statistiske funktioner, der karakteriserer et fluktuerende signal (middelværdi, varians, korrelationsfunktion og effekt spektrum; Wiener-Khintchine sætningen).
Anvendelser: Beskrive enkelte vigtige anvendelser og forklare hvordan man planlægger og dimensionerer en måleserie på et komplekst måleforløb.
Hjemmeopgaver og præsentationer: Aflevere og få godkendt 10 hjemmeopgaver og/eller præsentere mundtligt et eller flere udvalgte emner inden for kursets emnekreds i form af kollokvier for holdet.
Kursusindhold:
Fysisk baggrund for optiske målemetoder inklusive lyskilders egenskaber, analyse af støj og fluktuationer i detektorsignalet og forskellen mellem kohærent og inkohærent detektion. Måling af afstand, hastighed, vibration, metoder der benytter hvidt lys, interferometriske metoder, holografiske metoder og speckleinterferometri. Fiberoptik og fiberoptiske sensorer, laser Doppler velocimetry og particle image velocimetry samt metoder,der benytter molekylære spredningsfænomener. Endelig omtales behandling og præsentation af måledata samt usikkerheder ved optiske målinger.
