Gaußoptik und Laboroptiken

Gerhard Kloos

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Zusammenfassung

Die Gaußoptik [1-2] lässt sich zur Beschreibung optischer Laboraufbauten und Instrumente verwenden. Sie wird auch als Matrixoptik bezeichnet. Ihr liegt eine weitreichende Näherung zugrunde, nämlich die Linearisierung des Tangens und des Brechungsgesetzes. Der Vorteil liegt darin, dass sich so eine Beschreibung ergibt, die mit geringen mathematischen Mitteln auskommt und mit deren Hilfe sich häufig wesentliche Eigenschaften der optischen Anordnung erkennen und klar darstellen lassen. Ein weiterer Vorteil ist, dass man in vielen Fällen mit nur wenigen Grundelementen auskommen kann, um auch komplexe optische Systeme zu betrachten und zu analysieren. Häufig ist eine Durchrechnung der optischen Anordnung in Matrixdarstellung mit Papier und Bleistift möglich und man kommt zunächst ohne Computerprogramme aus, die für eine Detaillierung, insbesondere für die Bestimmung der Asphärenflächen, hinzugezogen werden müssen.

Des Weiteren bietet die Gaußoptik gute Möglichkeiten für eine Klassifizierung einer Vielzahl optischer Geräte und Anordnungen aufgrund ihrer Grundfunktion. Ausgezeichnete Strahlenverläufe entsprechen besonderen Eigenschaften der beschreibenden Matrizen. Strahlengänge lassen sich also in Matrixketten „übersetzen“ und umgekehrt, Dieses Wechselspiel lässt sich in der Optikauslegung für eine gezielte Ansatzfindung nutzen und es soll hier an Beispielen aus der technischen Optik illustriert werden.

Diesen Artikel zitieren

Gerhard Kloos (2019): Gaußoptik und Laboroptiken, in: Wolf-Dieter Prenzel (Hrsg.), Jahrbuch Optik und Feinmechanik 2019, Görlitz: Optik-Verlag

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