Entwicklung einer Laserbeleuchtung (VCSEL) für 3D-Anwendungen

Masterprojekt Elektrotechnik - Schwerpunkt Elektrotechnische Systementwicklung

Masterprojekt Nachhaltige Ingenieurwissenschaft

KURZBESCHREIBUNG:

Im Entwicklungsfeld intelligenter Bildverarbeitungssysteme gewinnen 3D Kameras, die eine aktive Beleuichtung verwenden, zunehmend an Bedeutung. Hier zeichnet sich der Trend ab, dass LED-Beleuchtungen zunehmend von Laserlichtquellen abgelöst werden, die einige Vorteile bieten (Strahlformung und Bandbreite der elektrische Modulation). Ein neuer Vertreter von Laserlichtquellen sind die sogenannten VCSEL (gesprochen: "Vixel" = vertical-cavity surface-emitting laser). Dabei handelt es sich um eine verbesserte Bauform einer Laserdiode, die eine hohe Lichtqualität bietet, aber auch bis in den Gigahertzbereich moduliert werden kann. Die Performance der verwendeten VCSEL hat einen signifikanten Einfluss auf die Gesamtperformance der Systeme und eine sorgfältige Auswahl dieser Komponenten ist somit unerlässlich. Zur Auswahl der VCSEL für die jeweilige Anwendung muss sowohl das optische, als auch das elektronische Verhalten der VCSEL detailliert bekannt sein. Außerdem muss die Lasersicherheit beachtet werden.

Im Rahmen dieser Arbeit soll eine VCSEL-basierte Beleuchtung 3D-Anwendungen entwickelt werden. Zunächst steht die Vermessung verschiedener VCSEL im Vordergrund. Dazu sollen geeignete Messkonzepte in Hard- und Software entwickelt werden. Auch die Lasersicherheit muss hier konzeptionell sichergestellt werden. An diese Arbeiten schließt sich die Konzeptentwicklung und die konkrete Realisierung einer High-Speed Beleuchtung für 3D-Anwendungen an. Die erzielte Systemperformance wird anschließend anhand eines Vergleichs mit der Beleuchtung eines marktverfügbaren 3D-Kamerasystems bewertet.

Sie arbeiten bei uns im Team mit anderen Masteranden und Doktoranden und erhalten so auch Einblick in benachbarte Themenstellungen sowie interdisziplinäre Hilfestellungen in kniffligen Fragen.

PROJEKTPHASEN:

• Masterprojekt 1: Einarbeitung, Schlüsselparameter von VCSEL, Konzeptionierung des Messsystems.
• Masterprojekt 2: Konkrete Realisierung des Messsystems in Hard- und Software, Benchmarking der VCSEL, Entwurf einer High-Speed VCSEL-Beleuchtung.  
• Masterthesis: Aufbau der Beleuchtung und Benchmarking des Gesamtsystems.

Anzahl Plätze: 1