OPTOSOFT – Experimente im virtuellen 3D-Labor der Hochschule Harz

Zusammen mit dem sechsten Lehrbrief (Thema: Optische Übertragungssysteme) erhalten alle Teilnehmer/innen des von HarzOptics angebotenen Fernlehrgangs Technische Optik auch eine DVD mit dem von uns bereits vor einigen Jahren in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für angewandte Fertigungstechnik in Magdeburg (Fraunhofer IFF) entwickelten virtuellen Lehrsystem OPTOSOFT, das ich eigentlich schon lange einmal hier im Instituts-Blog vorstellen wollte. Die Software gestattet das „virtuelle Herumexperimentieren“ mit dem ebenfalls von HarzOptics entwickelten Lehrsystem OPTOTEACH (übrigens das erste durch unser An-Institut auf den Markt gebrachte Produkt), mit dem sich eine Vielzahl von Versuchen aus der optischen Nachrichtentechnik durchführen lässt.

Einer der Versuche, den die Kommunikationstechnik-Studierenden an der Hochschule Harz schon im zweiten Semester kennenlernen, ist die Bestimmung des Einflusses von Fehlausrichtungen auf die Qualität der Datenübertragung mittels einer optischen Polymerfaser (POF). Hierbei wird eine einfache Übertragungsstrecke (vom Sender direkt zu einem geeigneten Messgerät wie etwa einem Powermeter) zusammengestellt, wobei man zwei jeweils 1m lange Polymerfasern verwendet, die über einen Mikrometer-Verschiebetisch (den wir übrigens selbst herstellen) auf einen Abstand <1mm aneinandergeführt werden, so dass eine optische Übertragung zustande kommt.

Über den Verschiebetisch lassen sich zwischen den Faserenden nun die drei Arten von Versatz – logitudinaler und lateraler Versatz sowie Winkelversatz – herstellen und so überprüfen, wie sich die dadurch entstehenden Fehlausrichtungen auf die Dämpfung auswirken. Im virtuellen Labor – das visuell dem PCL (Photonic Communications Lab) in Wernigerode nachempfunden wurde und sich vom Nutzer nach klassischem Computerspiel-Vorbild durchlaufen lässt – lassen sich die entsprechenden Geräte nun mit wenigen Mausklicks zusammenstellen, miteinander verbinden und konfigurieren, wobei die Messergebnisse in Echtzeit berechnet und auf den Displays der virtuellen Laborgeräte (alles andere als nur rein dekorative Texturen) angezeigt werden. In den nachfolgenden Screenshots habe ich die wichtigsten Schritte dieses Versuchs – eines von insgesamt sieben, die in OPTOSOFT implementiert wurden – nachgestellt, um so einen (hoffentlich überzeugenden) visuellen Einblick unserer Lehrsoftware zu vermitteln.

Ideal geeignet ist die Software natürlich als Komplement für das reale Lehrsystem, weshalb alle Hochschulen und berufsbildenden Einrichtungen, die OPTOTEACH nutzen, das virtuelle Lehrsystem ohne Aufpreis dazuerhalten und es beliebig vervielfältigen und an ihre Studierenden verteilen können. Auf diese Weise können diese die Versuche einfach am heimischen PC durchspielen und Laborstunden so optimal vor- bzw. nachbereiten. Interessenten können die Software übrigens sehr gerne auf Anfrage zum Test erhalten.

(Wichtiger Hinweis: Alle Screenshots lassen sich mit einem einfachen Klick in hoher Auflösung anzeigen.)

Der Versuchstisch im virtuellen Labor – komplett mit Fensterblick auf den Campus der Hochschule Harz.

Alle Laborgeräte – wie etwa diese Ulbricht-Kugel – sind in OPTOSOFT detailgetreu nachgebildet.

Mit dieser Geräteanordnung kann in OPTOSOFT ein Versuch zu Fehlausrichtungen nachgestellt werden.

Die Messergebnisse lassen sich in Echtzeit von den virtuellen Messgeräten ablesen.

Der OPTOSOFT-Hauptbildschirm mit 3D-Ansicht und Versuchsanleitungen auf der linken Bildschirmseite.