Juerg Leuthold: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2022

NameHerr Prof. Dr. Juerg Leuthold
LehrgebietPhotonik und Kommunikation
Adresse
Professur Photonik u. Kommunikat.
ETH Zürich, ETZ K 81
Gloriastrasse 35
8092 Zürich
SWITZERLAND
Telefon+41 44 633 80 10
E-Mailleuthold@ethz.ch
URLhttp://www.ief.ee.ethz.ch/people/leuthold.html
DepartementInformationstechnologie und Elektrotechnik
BeziehungOrdentlicher Professor

NummerTitelECTSUmfangDozierende
227-0075-00LElektrotechnik I3 KP2V + 2UJ. Leuthold
KurzbeschreibungGrundlagenvorlesung im Fachgebiet Elektrotechnik mit folgenden Themen: Konzepte von Spannung und Strom; Analyse von Gleich- und Wechselstromnetzwerken; Serie- und Parallelschaltungen von (komplexen) Widerstandsnetzwerken; Kirchhoff'sche Gesetze und andere Netzwerktheoreme; Transiente Vorgänge; Grundlagen elektrischer und magnetischer Felder;
LernzielDas Verständnis für grundlegende Konzepte der Elektrotechnik, im Speziellen der Schaltungstheorie soll gefördert werden. Der/die erfolgreiche Student/in kennt am Ende die Grundelemente elektrischer Schaltungen und beherrscht die Grundgesetze und -theoreme zur Bestimmung von Spannungen und Strömen in einer Schaltung mit solchen Elementen. Er/sie kann auch grundlegende Schaltungsberechnungen durchführen.
InhaltDiese Vorlesung vermittelt Grundlagenkenntnisse im Fachgebiet Elektrotechnik. Ausgehend von den grundlegenden Konzepten der Spannung und des Stroms wird die Analyse von Netzwerken bei Gleich- und Wechselstrom behandelt. Dabie werden folgende Themen behandelt:
Kapitel 1 Das elektrostatische Feld
Kapitel 2 Das stationäre elektrische Strömungsfeld
Kapitel 3 Einfache elektrische Netzwerke
Kapitel 4 Halbleiterbauelemente (Dioden, der Transistor)
Kapitel 5 Das stationäre Magnetfeld
Kapitel 6 Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Feld
Kapitel 7 Der Übergang zu den zeitabhängigen Strom- und Spannungsformen
Kapitel 8 Wechselspannung und Wechselstrom
SkriptDie Vorlesungsfolien werden auf Moodle bereitgestellt.
Als ausführliches Skript wird das Buch "Manfred Albach. Elektrotechnik, Person Verlag, Ausgabe vom 1.8.2011" empfohlen.
LiteraturFür das weitergehende Studium werden in der Vorlesung verschiedene Bücher vorgestellt.
227-0085-01LProjekte & Seminare: Amateurfunk-Kurs Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Findet dieses Semester nicht statt.
Nur für Elektrotechnik und Informationstechnologie BSc.

Die Lerneinheit kann nur einmal belegt werden. Eine wiederholte Belegung in einem späteren Semester ist nicht anrechenbar.
1.5 KP1PJ. Leuthold
KurzbeschreibungDer Bereich Praktika, Projekte, Seminare umfasst Lehrveranstaltungen in unterschiedlichen Formaten zum Erwerb von praktischen Kenntnissen und Fertigkeiten. Ausserdem soll selbstständiges Experimentieren und Gestalten gefördert, exploratives Lernen ermöglicht und die Methodik von Projektarbeiten vermittelt werden.
LernzielDer Amateurfunk ermöglicht es, drahtlos über weite Distanzen zu kommunizieren.
Doch darf eine Amateurfunk-Station nicht ohne Weiteres betrieben werden.
Voraussetzung ist das Ablegen der Amateurfunkprüfung HB3 oder HB9 beim BAKOM.

In diesem Kurs werden wir einen Überblick über die wichtigsten Themengebiete des Amateurfunks bieten.
Im praktischen Teil werdet ihr unter anderem die Gelegenheit haben, das Funkgerät selbst in die Hand zu nehmen.
In einem Portabel-Ausflug (nicht testatpflichtig) werden wir zudem draussen eine mobile Funkstation aufbauen und bedienen.

Nach dem Kurs habt ihr die Möglichkeit, die HB9-Prüfung abzulegen.
Mit der Prüfung in der Tasche könnt ihr dann auch die Funkbude des AMIV auf dem ETZ-Dach verwenden oder auch eure eigene Anlage aufbauen und betreiben.

Voraussetzung für das Testat ist eine aktive Teilnahme am Kurs, nicht das Bestehen der BAKOM-Prüfung.
Eine erfolgreiche Funkverbindung zu einer anderen Station ist ebenfalls Teil der Testatbedingung.
Das Lernmaterial wird in der ersten Kursstunde ausgegeben.
227-0085-03LProjekte & Seminare: COMSOL Design Tool – Design of Optical Components Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Nur für Elektrotechnik und Informationstechnologie BSc.

Die Lerneinheit kann nur einmal belegt werden. Eine wiederholte Belegung in einem späteren Semester ist nicht anrechenbar.
3 KP3PJ. Leuthold
KurzbeschreibungDer Bereich Praktika, Projekte, Seminare umfasst Lehrveranstaltungen in unterschiedlichen Formaten zum Erwerb von praktischen Kenntnissen und Fertigkeiten. Ausserdem soll selbstständiges Experimentieren und Gestalten gefördert, exploratives Lernen ermöglicht und die Methodik von Projektarbeiten vermittelt werden.
LernzielSimulation tools are becoming an essential accessory for scientists and engineers for the development of new devices and study of physical phenomena. More and more disciplines rely on accurate simulation tools to get insight and also to accurately design novel devices.

COMSOL is a powerful multiphysics simulation tool. It is used for a wide range of fields, including electromagnetics, semiconductors, thermodynamics and mechanics. In this P&S we will focus on the rapidly growing field of integrated photonics.

During hands-on exercises, you will learn how to accurately model and simulate various optical devices, which enables high-speed optical communication. At the end of the course, students will gain practical experience in simulating photonic components by picking a small project in which certain photonic devices will be optimized to achieve required specifications. These simulated devices find applications in Photonic Integrated Circuits (PICs) on chip-scale.

Course website: https://blogs.ethz.ch/ps_comsol
Voraussetzungen / BesonderesNo previous knowledge of simulation tools is required. A basic understanding of electromagnetics is helpful but not mandatory.
The course will be taught in English.
227-0085-32LProjekte & Seminare: Magnetische Felder im Alltag Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Findet dieses Semester nicht statt.
Nur für Elektrotechnik und Informationstechnologie BSc.

Die Lerneinheit kann nur einmal belegt werden. Eine wiederholte Belegung in einem späteren Semester ist nicht anrechenbar.
2 KP2PJ. Leuthold
KurzbeschreibungDer Bereich Praktika, Projekte, Seminare umfasst Lehrveranstaltungen in unterschiedlichen Formaten zum Erwerb von praktischen Kenntnissen und Fertigkeiten. Ausserdem soll selbstständiges Experimentieren und Gestalten gefördert, exploratives Lernen ermöglicht und die Methodik von Projektarbeiten vermittelt werden.
LernzielMagnetfelder sind überall zu finden aber selten direkt wahrnehmbar. Das führt auch zu teils irrationalen Ängsten wie beispielsweise vor Elektrosmog. Die Stromversorgung mit Gleichstrom, 16.67 Hz und 50 Hz Wechselstrom ist heute nicht mehr wegzudenken. Überall wo Strom fliesst, entstehen auch Magnetfelder. Deswegen sind Magnetfelder allgegenwärtig. Aber wo treten besonders hohe Felder auf? Wie hoch dürfen diese sein bevor gesundheitliche Schäden entstehen können? Damit haben sich schon viele Studien befasst und darauf basierend wurden landesspezifische Richtlinien definiert. Doch werden diese überhaupt eingehalten? Wo werden die gesetzlichen Grenzwerte überschritten? Was sind die Konsequenzen? Mit diesem Thema befasst sich das P&S und spricht ein eingeladener Gast.

Die Teilnehmer des P&S werden kleine eigene Forschungsprojekte verfolgen. Dafür werden sie mobilen Messgeräten ausgerüstet, welches sich mit einem Smartphone verbinden lassen, um verschiedene Magnetfeldquellen zu suchen und zu charakterisieren. Wie stark sind die Magnetfelder in unserem Umfeld wirklich? Können sie eine Gefahr darstellen? Wie können sie abgeschirmt werden? Diese Fragen sollen systematisch untersucht werden.

Zum Abschluss des P&S präsentieren die einzelnen Gruppen die Erkenntnisse aus ihren Messungen fassen diese in einem kurzen Bericht zusammen.
227-0085-54LProjekte & Seminare: Optics and Spectroscopy Lab Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Nur für Elektrotechnik und Informationstechnologie BSc.

Die Lerneinheit kann nur einmal belegt werden. Eine wiederholte Belegung in einem späteren Semester ist nicht anrechenbar.
3 KP4PJ. Leuthold
KurzbeschreibungDer Bereich Praktika, Projekte, Seminare umfasst Lehrveranstaltungen in unterschiedlichen Formaten zum Erwerb von praktischen Kenntnissen und Fertigkeiten. Ausserdem soll selbstständiges Experimentieren und Gestalten gefördert, exploratives Lernen ermöglicht und die Methodik von Projektarbeiten vermittelt werden.
LernzielThe goal of this P&S is to learn the basics of working with optics and how to assemble optical systems. It is intended to show the practical side to the many optics lectures that are offered at D-ITET.
The course will give a very brief introduction on laser safety, basic building blocks for optics and information on how to handle such elements. The following classes allow the students to test very basics properties of lenses and lasers and how the corresponding optomechanics can be used to arrange a simple setup. After this, the different student groups rotate through four different experiments where they get the chance to build and align different optical setups and perform various measurements. No prior knowledge is required.
227-0085-55LProjekte & Seminare: Our Daily Exposure to Electromagnetic Radiation Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Nur für Elektrotechnik und Informationstechnologie BSc.

Die Lerneinheit kann nur einmal belegt werden. Eine wiederholte Belegung in einem späteren Semester ist nicht anrechenbar.
2 KP2PJ. Leuthold
KurzbeschreibungDer Bereich Praktika, Projekte, Seminare umfasst Lehrveranstaltungen in unterschiedlichen Formaten zum Erwerb von praktischen Kenntnissen und Fertigkeiten. Ausserdem soll selbstständiges Experimentieren und Gestalten gefördert, exploratives Lernen ermöglicht und die Methodik von Projektarbeiten vermittelt werden.
LernzielHow strong is the electromagnetic radiation generated by base stations, mobile phones and TV towers? What can you do in order to minimize your daily exposure to electromagnetic fields? In this project you will learn the basic know-how required to deal and work with radio frequency electromagnetic fields. You will see our microwave laboratory and get familiar with the RF and microwave measurement equipment. Using ExpoM-RF, a personal exposure meter originally developed at the Institute of Electromagnetic Fields, you will be able to perform outdoor measurements and track your daily exposure to electromagnetic fields in the frequency range from 87.5 MHz to 5.8 GHz.

The complete project description can be found on: <a target="_blank" href="http://people.ee.ethz.ch/~mzahner/PPS-EMrad/">http://people.ee.ethz.ch/~mzahner/PPS-EMrad/</a>
227-0125-00LOptics and Photonics6 KP2V + 2UJ. Leuthold
KurzbeschreibungThis lecture covers both - the fundamentals of "Optics" such as e.g. "ray optics", "coherence", the "Planck law", the "reciprocity theorem" or the "Einstein relations" but also the fundamentals of "Photonics" on the generation (the laser), processing, transmission and detection of photons.
LernzielA sound base for work in the field of optics and photonics will be conveyed. Key principles of optics will the thaught. The lecture passes on the essentials for work with free-space optics or waveguide optics. In addition important optical devices will be discussed. Among them are e.g. optical filters, copulers (MMI-couplers,...), Holograms,... .
InhaltChapter 1: Ray Optics
Chapter 2: Electromagnetic Optics
Chapter 3: Polarization
Chapter 4: Coherence and Interference
Chapter 5: Fourier Optics and Diffraction
Chapter 6: Guided Wave Optics
Chapter 7: Optical Fibers
Chapter 8: The Laser
SkriptLecture notes will be handed out.
Voraussetzungen / BesonderesFundamentals of Electromagnetic Fields (Maxwell Equations) & Bachelor Lectures on Physics.
227-0955-00LSeminar in Electromagnetics, Photonics and Terahertz Information 3 KP2SJ. Leuthold
KurzbeschreibungSelected topics of the current research activities of the IFH and closely related institutions are discussed.
LernzielHave an overview on the research activities of the IFH.
InhaltWeekly review of hot topics in the field of electromagnetics, optics and photonics and optical communications.
401-5870-00LSeminar in Electromagnetics for CSE4 KP2SJ. Smajic, J. Leuthold
KurzbeschreibungDiscussion of fundamentals of electromagnetics and various applications (wave propagation, scattering, antennas, waveguides, bandgap materials, etc.). Numerical methods suited for the analysis of electromagnetic fields and for the optimal design of electromagnetic structures.
LernzielKnowledge about classical electromagnetics, main applications, and appropriate numerical methods.
Voraussetzungen / BesonderesStudents study a selected topic and give a 15-30 minutes presentation towards the end of the semester. The topic and the supervisor is defined in a discussion with J. Smajic or J. Leuthold.