Kurzbeschreibung
In unterschiedlichsten Produkten wie Smartphonekameras, Fahrzeugscheinwerfern und laserbasierter Messtechnik kommen optische Elemente wie Linsen und Spiegel zum Einsatz, welche ausgelegt, gefertigt und justiert werden m眉ssen. Zurzeit werden f眉r die Auslegung stark vereinfachte Modelle genutzt, welche sich gut f眉r die rechnergest眉tzte Optimierung eignen. Durch die getroffenen Vereinfachungen lassen sich jedoch systemrelevante Gr枚脽en wie beispielsweise der Wirkungsgrad nur eingeschr盲nkt bewerten. Dar眉ber hinaus werden f眉r spezielle Fragestellungen eigenst盲ndige und komplexe Modelle genutzt, die eine Vielzahl von Randbedingungen und 盲u脽eren Einfl眉ssen ber眉cksichtigen, sich jedoch schlecht verallgemeinern lassen und bei denen Optimierungsrechnungen entsprechend aufw盲ndig sind.
Ziel dieses Projektes ist es, eine Simulationsumgebung aufzubauen, in welcher die effiziente Optimierung der sogenannten sequentiellen Strahlverfolgung mit einem nichtsequentiellen Ansatz gekoppelt wird, welcher eine Bewertung weiterer optischer Gr枚脽en wie Wirkungsgrad und geometrischer Verteilung der Strahlungsintensit盲t zul盲sst. W盲hrend Ersterer zu Gunsten der Rechenzeit auf starken Vereinfachungen basiert und beispielsweise eine Linse auf zwei Fl盲chen reduziert kann sie in Letzterem mit allen ihren geometrischen Gr枚脽en wie den Anbindungspunkten zu einem umgebenden Geh盲use ber眉cksichtigt werden. Durch die Kombination beider Ans盲tze wird die effiziente Auslegung und Optimierung von abbildenden, 茅tendueerhaltenden Optiken mit hohem Wirkungsgrad m枚glich. In einem zweiten Schritt soll eine Anbindung der Simulationsumgebung an ein CAD-System geschaffen werden, um zus盲tzlich fertigungsbedingte Oberfl盲cheneigenschaften in der Optimierung ber眉cksichtigen zu k枚nnen.
Das im Rahmen des Forschungsvorhabens zu entwickelnde Simulationskonzept stellt ein wichtiges Werkzeug zur Auslegung effizienter Beleuchtungssysteme, beispielsweise f眉r zuk眉nftige Anwendungen in der Automobillichttechnik, der Messtechnik sowie dem medizinischen Ger盲tebau, dar.
Laufzeit: 12 Monate
