Mündliche Prüfung in Lasersystemtechnik I im WS 2007 / 2008 bei

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Mündliche Prüfung in Lasersystemtechnik I im WS 2007 / 2008 bei Prof. Hoffmann Die Prüfung läuft so ab, dass eine Gruppe (etwa 6 Personen) in einen Raum gesteckt wird und ‐ abhängig von der Anmeldung ‐ nacheinander die einzelnen Personen aufgerufen werden. Jeder bekommt einen Bogen ausgeteilt, der sieben Fragen beinhaltet. Innerhalb einer Gruppe bekommt jeder den gleichen Bogen ausgeteilt. Man beantwortet die Fragen, während der Beisitzer die richtigen Antworten abhakt. Wenn man mal daneben liegt, wird man darauf aufmerksam gemacht, Prof. Hoffmann stellt Fragen, wenn es noch nicht ausführlich genug war und sagt einem, wann man zur nächsten Aufgabe übergehen kann. Insgesamt dauert die Prüfung etwa 10 – 15 Minuten. Eventuell auch mal mehr. Soweit ich das überblicken kann, würde ich subjektiv sagen, dass die Schwierigkeit der Aufgaben zunimmt, je später man die Prüfung hat. Allerdings sind die Noten im Bereich von 1,0 ‐ 2,3 (natürlich abhängig vom Wissen auch mal schlechter) und werden ziemlich fair vergeben. Hier ist eine Sammlung der Fragen aus verschiedenen Gruppen in diesem Prüfungszeitraum (nicht immer vollständig). Die zunehmende Schwierigkeit ist meiner Meinung nach erkennbar. Lasersystemtechnik I – Hoffmann WS 07/08 mündlich
(Fragen von Gruppe: 14.02. 10 – 12 Uhr)
Frage 1:
- Wellenlängen der Laser eintragen
- Æ Folgen für die Materialbearbeitung?
Frage 2:
- Je 2 fixe und 2 variable Kosten mit Berechnung nennen
Frage 3:
- Festkörperlaser skizzieren und Teile benennen
Frage 4:
- Bild gegeben: Teile benennen (auch die Satellitenfasern)
- Leistung & Wellenlänge nennen können
Frage 5:
- Strahlposaune: Prinzip erklären und skizzieren können; Wofür gut?
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CO2‐, Festkörper‐, Diodenlaser: • Wellenlänge • Wirkungsgrad • pw/cw, Hz • Laseraktives Medium • Einsatzgebiete Adaptive Optik (2 Einbauarten) • Vorteile K=0,3 K=0,5 K=1 • Diagramm mit Fokusdurchmesser und z Lichtleitkabel • 2 Einkoppelbedingungen (Durchmesser, NA) Polarisation • Warum? • Beispielbild aus Skript, wie polarisiert? Maschinenstundensatz Grundmode und Dough‐Nut‐Mode aufgezeichnet: Was sind das für Moden und welches K haben die? Zwei CO2 Anregungsmöglichkeiten mit jeweils einem Vor‐ und Nachteil 3.
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Scheibenlaseraufbau gegeben und zwei Vorteile dieser Festkörperlaserbauweise erklären (=> keine thermische Linse + gutes SPP) Diodenlaser: Typische Kennwerte benennen (Wellenlänge, Preis, Leistung, Wirkungsgrad, SPP, Anwendungsgebiet, ...) 5. Injektionslaser erklären 6. Diagramm mit Härten, Schweißen, Schneiden gegeben; allerdings ohne Koordinatenbeschriftung. Es waren die Zeiten dafür gefragt und die Leistungsintensitäten dazu. Diese Klausur entspricht in den ersten 6 Fragen genau der Klausur WS 2004 / 2005, die es auch zum Downloaden gibt! Die siebte weiß ich leider nicht mehr, war aber was anderes als damals. 1. Moden TEM00; TEM01* und TEM10; K Werte, Formel K Wert & M² 2. CO2 Laser; Gasgemisch (He:Ne:CO2; 7:2:1) ‐ Sinn der Gase 3. Nd:YAG Laser; Lampengepumpt. Kennwerte (Tabelle); Preis; Anwendungen 4. Schweißen verzinkter Bleche; Probleme & Abhilfen (Achtung: Will Spreizrolle wissen, Funktion!) 5. Remote Schweißen. 3 Charakteristika; paar Vor‐ und Nachteile. (Nachteile: Schutzgaszufuhr, Sensibel, Werkstück nur 2D von oben zugänglich) 6. Aufbau Diodenlaser, bzw. Strahlkopplung im Diodenlaser (µ‐Optik, Planparallelplatten usw.; Bild im Skript) • Arten der Kopplung (Polarisation & Wellenlänge) 3/3 Lasersystemtechnik I im WS 2007 / 2008
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Vier Laser gegeben mit K bzw. M², λ und dl • Schreibe die Formel für df hin und überschlage im Kopf, welcher Laser sich am besten fokussieren lässt, welcher danach usw. also Ränge von 1 ‐ 4 vergeben, je nach Fokussierbarkeit Zwei verschiedene SPP gegeben • Welcher Laser eignet sich besser für Remote‐Materialbearbeitungen und warum? Das Bild aus den Vorbereitungsfolien mit genutzte Leistung <‐> Verlustleistung beim lampengepumpten Stablaser • die Zahlen ausfüllen und • Gesamtwirkungsgrad = Strahlleistung / (aufgenommene Leistung Kühlaggregat + aufgenommene Leistung Strahlerzeuger) • und Pumpeffizienz hinschreiben Die Lichtbrechung in der Planparallelplatte hinzeichnen Zwei Vorteile von Faserlasern gegenüber lampengepumpten Nd:YAG‐Lasern nennen Einen Faserlaser hinzeichnen (Doppelkern, Bragggitterresonator usw. und den Brechungsindexverlauf noch dazu) Bragggitter: Funktionsweise erklären 4 Laserangaben (3 CO2 und ein ND:YAG) und dann erklären, welcher am besten fokussierbar ist. Da musste man erst mal auf die df=(4*λ*f) /(dl*K*π) kommen und dann beachten, dass die Ks leicht schwankten, aber λ …. 2. Das Bild mit den Wirkungsgraden vom Pumpen und die Formel für die Pumpeffizienz 3. Planparallele Platten beschreiben, Strahlengang, Zweck/Funktion und wichtige Größen daran 4. LMA‐Fasern + FaserLaser + offene Bauweise + seltene Erden + Brechzahlverlauf + ... War die gleiche Gruppe wie die sieben Fragen darüber! Mündliche LST Prüfung vom 21.02.2008 Gruppe B2 10-12 Uhr:
Frage 1:
a) Graphen einzeichnen. Warum verhalten sich die Graphen so?
b) Formel für Fokusradius und Werte einsetzen.
Frage 2:
Linsenarten beschriften und erklären, was die Sphärische Aberation ist.
Frage 3:
Formel für Fokusdurchmesser aufschreiben und Werte in einer Tabelle ausrechnen.
Frage 4:
Prinzipieller Aufbau eines Nd YAG Lasers: Zeichnen und erklären.
Frage 5: weiß ich leider nicht mehr!
Frage 6:
Faserlasermodul beschreiben, Eckdaten nennen und Strahlenqualität einordnen.
Dies ist ein Gedächtnisprotokoll ein Anspruch auf Richtigkeit besteht demnach nicht.
Du siehst, dass es zur Prüfungsvorbereitung hilfreich ist Altklausuren zu haben. Um die
Altklausurensammlung möglichst auf dem aktuellen Stand zu halten brauchen wir auch deine
Hilfe. Schreib doch nach der Klausur die Fragen zusammen und lass sie der FSI MB
zukommen!
FSI Ulrich Sammet