Phasenraumdiagramme in der Beleuchtungsoptik

Das Phasenraumdiagramm ist ein wichtiges Werkzeug im Beleuchtungsdesign und illustriert die Funktion vom Elementen in einem Beleuchtungssystem. Wir beginnen mit einer Einführung des Phasenraumes der Beleuchtungsoptik, seiner Darstellung im Phasenraumdiagramm und einem Vergleich zu anderen Phasen- oder Zustandsräumen der Physik. Es folgt eine Darstellung einfacher Phasenraumtransformationen wie denen für Freiraumausbreitung und ideale Linsen. Wir präsentieren eine Reihe von Beispielen aus unserer eigenen Erfahrung und aus der Literatur und beleuchten so den Nutzen der Darstellung von optischen Vorgängen und Elementen im Phasenraumdiagramm. Ein Blick in die Literatur liefert ein aus der Gruppentheorie abgeleitetes vollständiges System der Phasenraumtransformationen. Nach einem Ausflug in die Hamiltonsche Optik zeigen wir auf, wie sich Theorie und Formeln der Étendue-Welt im Phasenraumdiagramm wiederfinden. Abschließend zeigen wir eine Methode, die Leuchtdichte im Phasenraumdiagramm darzustellen und auf diese Weise auch unscharfe Lichtquellen untersuchen zu können.