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2019 | Buch

Photonik einfach erklärt

Wie Licht die Industrie revolutioniert

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Über dieses Buch

Wir befinden uns am Scheideweg einer neuen Epoche: Das Zeitalter der Elektronik wird abgelöst vom Zeitalter der Photonik. Dieses Buch führt Sie in die faszinierende Entwicklung der Photonik ein und verzichtet dabei auf komplizierte Fachsprache, vielmehr werden die physikalischen Grundlagen anschaulich erklärt. Darauf aufbauend werden wichtige Entwicklungen wie zum Beispiel der Laser und dessen Anwendungen in der Industrie, Forschung und im Alltag beschrieben. Komplizierte physikalische Eigenschaften und technische Details werden dem Leser in verständlicher Art und Weise erklärt.

Die Autoren:

Dr. Patrick Steglich ist Dozent für Photonik und optische Technologien an der Technischen Hochschule Wildau und Wissenschaftler am Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik IHP in Frankfurt (Oder).

Katja Heise arbeitet als Redakteurin in Berlin. Als gelernte Politologin und Journalistin hat sie sich darauf spezialisiert, komplexe Fachthemen in einfache Sprache zu übersetzen.

Die Autoren leben gemeinsam mit ihrem Sohn und ihren zwei Töchtern in Berlin.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Einführung
Zusammenfassung
Eine neue Technologie hat die Industrie und unseren Alltag revolutioniert. Bemerkt haben das die wenigsten. Fakt ist aber, dass CD-Player zu Hause, präzise Messinstrumente auf der Baustelle oder moderne OP-Verfahren im Krankenhaus ohne sie undenkbar wären. Es geht um Photonik – die einzigartige Kraft des Lichts.
Patrick Steglich, Katja Heise
Kapitel 2. Grundlagen des Lasers
Zusammenfassung
Die Idee des Lasers, hatte schon Albert Einstein vor mehr als einhundert Jahren. Tatsächlich gebaut wurde er allerdings erst viel später. Zuerst hatten Wissenschaftler aus den USA und Russland noch mit Mikrowellen gearbeitet. 1960 gelang dem Wissenschaftler Theodore Maiman dann der Durchbruch. Er brachte Atome mithilfe eines Rubins dazu, kontrolliert Licht abzugeben. Das war der erste Laserstrahl, dessen Grundlagen in diesem Kapitel besprochen werden.
Patrick Steglich, Katja Heise
Kapitel 3. Besser kommunizieren: Datenübertragung mit Licht
Zusammenfassung
Kommunikation in alle Teile der Welt ist ohne Photonik heute undenkbar. Dabei war bis Mitte des 19. Jahrhunderts noch die Postkutsche schnellstes Transportmittel für Nachrichten. Dann wurde endlich der Morsetelegraf erfunden. Er funktioniert nach jenem genialen Prinzip, auf welchem auch das Internet basiert: mit den Signalen 0 und 1. Einziger Unterschied: Diese Signale werden heute mit Licht versendet, statt mit Strom. So sind sie schneller.
Patrick Steglich, Katja Heise
Kapitel 4. Besser surfen: das Quanteninternet
Zusammenfassung
Schon planen Forscher die nächste technologische Revolution – und zwar mit Quantentechnik: Sie könnte das Internet endlich abhörsicher machen und auch eine Lösung für den Transport immer weiter wachsender Datenströme bieten. Noch stoßen die Wissenschaftler hier an ihre Grenzen. In einigen Jahren schon wollen sie allerdings soweit sein und Quantentechnologie massentauglich produzieren können. Das Internet, wie wir es heute kennen, hat einen großen Nachteil: Die Kommunikation zwischen Sender und Empfänger ist relativ leicht von Dritten anzuzapfen. Das bereitet nicht nur Regierungen und Unternehmen Kopfzerbrechen. Auch Otto-Normal-Surfer tragen immer ein gewisses Risiko, nicht nur beim Onlinebanking oder -shopping.
Patrick Steglich, Katja Heise
Kapitel 5. Besser Leben retten: Photonik in der Medizin
Zusammenfassung
Die Photonik hat auch die Medizin revolutioniert. Mit dem Laser eine Sehschwäche zu korrigieren, gehört dabei längst zur Routine. Doch es gibt auch immer neue Entwicklungen: Mit der „Laserpinzette“ etwa können kleinste Bakterien, Viren und Krebszellen so genau wie noch nie erforscht werden. Außerdem haben Wissenschaftler aus Berlin jüngst einen Laser entwickelt, der Hautkrebs innerhalb von Sekunden erkennt.
Patrick Steglich, Katja Heise
Kapitel 6. Besser leben: Photonik für den Alltag
Zusammenfassung
Licht-Technologie hat sich längst in alle Bereiche unseres Lebens geschummelt. Deshalb lohnt es sich umso mehr, sie zu verstehen. Regensensoren im Auto etwa funktionieren mit einem auf die Windschutzscheibe gerichteten Laserstrahl. Wenn die Reflexion dieses Lasers durch Regen gestört wird, löst dies das Signal zum Wischen aus. LCD-Bildschirme wiederum lassen nur bestimmte Lichtwellen und Farben durch und kreieren so ein perfektes Bild. Auch der CD-Player funktioniert mit einem Laser, der die in der CD gespeicherten Erhöhungen und Vertiefungen ausliest.
Patrick Steglich, Katja Heise
Kapitel 7. Besser bauen: Photonik in der Industrie
Zusammenfassung
Nichts ist schneller und präziser als Licht. Das nutzt auch die Industrie für sich. Photonische Messgeräte etwa bestimmen Abstände, indem sie die Zeit messen, die ein Laser zu einem Objekt und zurück braucht. Ein ganz anderes Beispiel aus der Mikrotechnologie: Twitter, Facebook und Google lassen Datenströme explodieren. Die einzige Lösung, damit der Transfer weiterhin glatt läuft, bieten winzig kleine optische Transceiver, eingebaut in Computer-Chips.
Patrick Steglich, Katja Heise
Backmatter
Metadaten
Titel
Photonik einfach erklärt
verfasst von
Dr. Patrick Steglich
Katja Heise
Copyright-Jahr
2019
Electronic ISBN
978-3-658-27147-3
Print ISBN
978-3-658-27146-6
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-27147-3

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