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Entwicklung und Simulation einer Kollimator- und Fokusoptik für die optische drahtlose Datenübertragung

 
: Kirrbach, René
: Noack, Alexander; Fischer, Wolf-Joachim; Marschner, Uwe

Dresden, 2017, XIV, 112 pp.
Dresden, TU, Dipl.-Arb., 2017
German
Thesis
Fraunhofer IPMS ()

Abstract
Optisch, drahtlose Kommunikation gewinnt aufgrund des rasant wachsenden Datenverkehrszunehmend an Bedeutung. Entscheidend für die optische Performanz der Kommunikationsgeräte sind neben den elektronischen insbesondere die optischen Komponenten. In dieser Arbeit werden verschiedene Empfangs- und Sendeoptiken entworfen, simuliert und unter Berücksichtigung von Herstellungsaspekten evaluiert. Der Entwurf bedient sich dabei sowohl analytischer Methoden, wie auch numerischer Optimierung. Die Betrachtungen umfassen wohlbekannte, optische Konzentratoren wie den compound parabolic concentrator und den dielectric totally internally reflecting concentrator, aber auch asphärische Linsen, totalreflektierende Optiken und Freiformspiegel. Damit die Technologie mit anderen wirtschaftlich in Konkurrenz treten kann, ist eine kosteneffiziente Fertigung der optischen Systeme obligatorisch. Dieser Aspekt wird adressiert, indem insbesondere die Tauglichkeit des Spritzgussverfahrens für die Herstellung der einzelnen optischen Systeme untersucht wird.

 

Optical wireless communication gains more and more importance due to rising data traffic in various areas. Crucial for the optical performance of the communication devices are their electronic and optical components. In this diploma thesis several optics for receivers and transmitters are developed, simulated and evaluated regarding their fabrication. During the development process different analytical methods and numerical optimization are used. Specifically, there are well-known concentrators like compound parabolic concentrators and dielectric totally internally reflecting concentrators, but also aspherical lenses, total internal reflecting optics and freeform mirrors presented. A cost-effective fabrication is mandatory in order to compete with other communication technologies. This topic is addressed in particular by investigating the usability of injection molding for the developed optical systems.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-481113.html