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Karlsruher Institut für Technologie

Die Arbeitsgruppe Angewandte Lichttechnik (AGL) des Lichttechnischen Institut (LTI) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) unter Leitung von Prof. Cornelius Neumann beschäftigt sich unter anderem mit thermischem und optischem Design und der Modellierung und Simulation von effizienten LED Systemen in der Allgemeinbeleuchtung sowie deren lichttechnischen Charakterisierung und Messung. Das LTI besitzt in diesen Gebieten umfangreiche Fachkompetenzen und Ausstattung und hat in der Vergangenheit und aktuell Erfahrungen im Rahmen öffentlich geförderter Forschungsprojekte (BMBF, ZIM, Pro Inno) gesammelt.


Forschungsaufgaben im Projekt OASYS

Das LTI bringt sich in das Projekts LED OASYS durch wissenschaftliche Beratung auf allen Gebieten der Lichttechnik ein, insbesondere aber im Bereich von Optikdesigns und -simulation. Dazu gehört neben dem Einsatz professioneller Raytracing Programme die Verwendung und Entwicklung eigener Berechnungswerkzeuge zu Verfolgung neuer wissenschaftlichen Ansätze [1,2,3]. Dadurch fließen unter anderem auch Randbedingungen und Anforderungen in das optische Design ein, die in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern aus der Architektur und der Herstellung definiert und abgesprochen werden.

Das LTI legt bzgl. des Optikdesigns den Fokus auf die Behandlung von Lichtquellen als ausgedehnte Objekte und forscht nach Methoden zur Berechnung, Analyse und Handhabung entsprechender Optiken im Nahfeld von LEDs. Dabei kann sich das LTI auf verschiedene bereits erfolgreich eingesetzte Methoden wie etwa das optische Maßschneidern stützen [4,5]. Ein weiterer Aspekt, dem sich das LTI im Rahmen von OASYS widmet, ist die Entwicklung und Durchführung von Toleranzanalysen und die Nutzung dieser Informationen zum Entwurf toleranzrobuster optischer Designs. Die genannten Themengebiete stellen damit eine Ergänzung zu den Optikdesignansätzen dar, die die Projektpartner der FH Weingarten untersuchen und einsetzen. Als erstes Testobjekt wurde für das Projekt OASYS eine Totalreflexionsoptik designt (sieh Abb. 1).

Durch ein umfangreich ausgestattetes und akkreditiertes Lichtmesslabor [6,7] (Nahfeldgoniometer, Drehspiegelgoniometer, spektrale und integrale Messungen, thermische Messungen, etc.) ergänzt und unterstützt das LTI außerdem die Partner des Projektes OASYS bei vielen Arten von photometrischer und sonstiger Messungen.



Personal

Die Leitung des Projekts OASYS unterliegt auf Seite des LTI Prof. Dr. rer. nat. Cornelius Neumann. Bei seiner langjährigen Tätigkeit bei einem der führenden Zulieferer für KFZ Lichttechnik hat er umfangreiche Untersuchungen zum optischen und thermischen Verhalten von LED Signalleuchten durchgeführt und koordiniert. Die in diesen Untersuchungen gewonnene Erkenntnisse über Theorie und praktische Anwendung der LED-Technik stellen in diesem Projekt eine nützliche Unterstützung dar.

Am LTI arbeitet im Rahmen dieses Projekts außerdem der wissenschaftliche Mitarbeiter Dipl. Phys. Simon Wendel. Er arbeitet seit 2008 im Bereich von Simulation und Design für Beleuchtungsoptik. Er verfügt über Erfahrungen im Umgang mit Raytracing und Analyse-Software und hat auf internationalen Konferenzen Beiträge zu den Themen Lichtquellenmodellierung, dem Entwurf effizienter LED-Beleuchtungsysteme sowie der Entwicklung von Optikdesign-Methoden vorgestellt [1,2,3].


Literatur

[1] S. Wendel, A. Domhardt, C. Neumann, „Backward modelling of LED primary optics”
IODC 2010 - International Optical Design Conference Proc. SPIE, Vol. 7652, 76521I, Jackson Hole, Wyoming, USA (2010)

[2] S. Wendel, A. Domhardt, U. Rohlfing, U. Lemmer, „Lichtquellenmodulation mit Lichtmischstäben“
Lux Junior, Ilmenau, Deutschland (2009)

[3] Simon Wendel, Stefan Lück, Cornelius Neumann, “Constructing multiple focal points using ray-files”, Proceedings Lux Junior 2011, Illmenau (2011)

[4] S. Weingärtner, “ Designalgorithmen zur Berechnung dreidimensionaler optischer Freiform-komponeneten”, Diplomarbeit am Lichttechnischen Institut 2008, Betreuer André Domhardt

[5] A. Domhardt, S. Weingaertner, U. Rohlfing, U. Lemmer, “TIR optics for non-rotationally symmetric illumination design”, Illumination Optics, Proc. SPIE 7103, 710304--11 SPIE (2008)

[6] Lichttechnisches Prüflabor : http://www.lti.kit.edu/4635.php

[7] Deutsche Akkreditierungsstelle Technik, Akkreditierungsurkunde für die Prüfstelle für Lichttechni-sche Einrichtungen am Lichttechnischen Institut der Universität Karlsruhe, nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005, gültig bis 03.06.2013, DAR Registriernummer DAT-PL-274/08-00



Kontakte

Prof. Dr. rer. nat. Cornelius Neumann Institutsleitung
Leitung der Abteilung Lichttechnik
Tel.: +49 721 608-46052
Fax: +49 721 608-42590
cornelius.neumann∂kit.edu


Homepage LTI:
http://www.lti.kit.edu/