Projektowanie przyrządów optycznych

Karta informacyjna przedmiotu
Przedmiot : Projektowanie przyrządów optycznych
Obowiązkowy
Wydział :
Fakultatywny
Elektroniki
Rodzaj studiów :
Kierunek :
Specjalność :
Studia magisterskie
Elektronika i telekomunikacja
Optoelektronika
godzin w semestrze/ rygor ( egz., zal.)
Semestr razem
VIII
30
wykłady
ćwiczenia
14 / zal.
16
laboratoria
projekt
przejściowy
seminarium
pracownia
problemowa
Punkty ECTS
3
Osoba odpowiedzialna: płk dr hab inż. Zygmunt Mierczyk, prof. WAT
Jednostka realizująca : Zakład Technologii Optoelektronicznych / IOE / WTW
CELE KSZTAŁCENIOWE:
Nauczyć podstaw materiałoznawstwa optycznego i sposobu doboru materiałów na elementy optyczne,
charakterystyk typowych elementów i podzespołów optycznych, zasad działania oraz właściwości wybranych
przyrządów optycznych, metod gabarytowych obliczeń układów optycznych oraz obliczeń aberracyjnooptymalizacyjnych, metod analizy tolerancyjnej układów, kryteriów oceny jakości układu optycznego, zasad
projektowania opraw i elektro-mechanicznych układów skanujących. Zapoznać z programami wspomagającymi
projektowanie układów optycznych (OSLO i ZEMAX) oraz sposobami pomiaru jakości odwzorowania.
BEZPOŚREDNIE POWIĄZANIE PRZEDMIOTU Z INNYMI PRZEDMIOTAMI :
wymagane wiadomości z :
Metodyki projektowania i techniki realizacji
Zastosowania komputerów w optoelektronice
Podstaw optoelektroniki
Optyki stosowanej
Przetwarzania sygnałów optycznych
podbudowuje przedmioty:
Kształcenia specjalistycznego
Seminaria dyplomowe
Praca dyplomowa
TREŚĆ PROGRAMU :
Podstawy materiałoznawstwa optycznego: Podstawowe materiały optyczne i ich właściwości optyczne
(transmisja, współczynnik załamania, dyspersja) oraz mechaniczne (gęstość, wytrzymałość mechaniczna),
termiczne (rozszerzalność i przewodność cieplna), elektryczne (przewodność) i chemiczne (odporność na środki
chemiczne i wpływy atmosferyczne). Ośrodki anizotropowe. Pokrycia metaliczne i dielektryczne. Optyczna jakość
materiałów optycznych. Kryteria wyboru materiałów przy konstrukcji układów.
Elementy optyczne: Soczewki i zwierciadła. Płytki i pryzmaty. Siatki i soczewki dyfrakcyjne. Polaryzatory.
Podzespoły optyczne. Obiektywy lunetowe, mikroskopowe, fotograficzne i projekcyjne. Obiektywy
zmiennoogniskowe. Okulary lunetowe, mikroskopowe i pomiarowe. Układy oświetlające i zbierające. Układy
odwracające pryzmatyczne i soczewkowe.Przyrządy optyczne: Lupy. Mikroskopy. Lunety. Kolimatory. Dalmierze.
Aparaty fotograficzne. Projektory. Interferometry. Spektrometry.Obliczanie układów optycznych: Obliczenia
gabarytowe układów idealnych (macierz ABCD, wiązki gaussowskie). Przysłona aperturowa i polowa. Głębia
ostrości i paralaksa. Analiza aberracji monochromatycznych i chromatycznych. Wyznaczanie rzeczywistego
biegu promieni w układzie. Optymalizacja układu (korekcja aberracji). Komercyjne programy do projektowania i
optymalizacji układów optycznych OSLO i ZEMAX.
Kryteria oceny jakości układu optycznego i analiza tolerancyjna: Kryteria jakości odwzorowania. Optyczna funkcja
przenoszenia. Analiza tolerancji materiałowych i geometrycznych układu (kąta i położenia). Metody pomiaru
jakości odwzorowania. Pomiar optycznej funkcji przenoszenia układu z aberracjami.
Podstawy optomechaniki: Zasady projektowania opraw dla pojedynczych elementów i zespołów elementów
optycznych. Efekty cieplne i atermalizacja układu optycznego. Techniki skanowania i wybrane układy skanujące.
LITERATURA :
1. R. Jóźwicki, Optyka instrumentalna, WNT Warszawa, 1970
2. F. Hodam, Wzory i tablice optyki technicznej, WNT Warszawa, 1977
3. M. Leśniewski, Projektowanie układów optycznych, Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1990
4. P.R. Yoder, Opto-Mechanical Systems Design, 2nd edition, Marcel Dekker, Inc., New York, 1992
5. The Infrared and Electro-Optical Systems Handbook, Vol.3. Electro-Optical Components, SPIE Optical
Engineering Press, Bellingham, 1993
6. The Infrared and Electro-Optical Systems Handbook, Vol.4. Electro-Optical Systems Design, Analysis, and
Testing, SPIE Optical Engineering Press, Bellingham, 1993
7. M. Laikin, Lens Design, 2nd edition, Marcel Dekker, Inc., New York, 1995
8. A. Szwedowski, Materiałoznawstwo optyczne I optoelektroniczne, WNT Warszawa, 1996
9. A. Sojecki, Optyka – Podręcznik dla liceum zawodowego, WSiP Warszawa, 1997
METODY OCENY :
Ćwiczenie - na podstawie wyniku kolokwium.
Zaliczenie – w formie ustnej