Die Studierenden sind in der Lage, anhand des Reflexions- und Brechungsgesetzes den Aufbau und die Funktionsweise von optischen Instrumenten zu erklären. Sie sind mit den Maxwellschen Gesetzen vertraut und können Wellengleichung, Telegrafen- und Helmholtz-Gleichung sowie Reflexions- und Brechungsgesetz daraus herleiten. Sie verstehen den Begriff der zeitlichen und der räumlichen Kohärenz sowie der Polarisation und durchblicken wellenoptische Phänomene wie Beugung und Interferenz. Die Studierenden können beurteilen, mit welcher physikalischen und mathematischen Methodik die optischen Effekte und Instrumente qualitativ beschrieben und quantitativ berechnet werden können. Zur Erklärung der Lichterzeugung, der Detektion sowie Wechselwirkung von Licht mit Materie können sie die Quantenoptik anwenden und verfügen so über das notwendige Instrumentarium, welches ein grundlegendes Verständnis der Photonik ermöglicht.

Die Vorlesung befasst sich mit folgenden Themen: 

• Geschichte der Optik
• Geometrische Optik
• Optische Instrumente
• Wellenoptik, Wellengleichungen
• Polarisation und Kohärenz
• Interferenz und Beugung
• Fourier-Optik
• Nichtlineare Optik
• Quantenoptik