- Nazwa przedmiotu:
- Projektowanie układów optycznych
- Koordynator przedmiotu:
- dr hab inż. Tomasz Kozacki, prof. PW
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Mechatronika
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- brak
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2016/2017
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich 34 w tym:
a) wykład - 15
b) projekt w laboratorium komputerowym- 15,
c) konsultacje - 2
d) obecność na zaliczeniu- 2
2) Praca własna studenta 41w tym:
a) przygotowanie do zajęć projektowych - 6,
b)przygotowywanie raportów - 15,
c) wykonanie projektów indywidualnych i grupowych - 20,
RAZEM 75 (3 ECTS)
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich 34 w tym:
a) wykład - 15
b) projekt w laboratorium komputerowym - 15,
c) konsultacje - 2
RAZEM 34 (1,5 ECTS)
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- O charakterze praktycznym 56 w tym:
a) projekt w laboratorium komputerowym - 15,
b) przygotowanie do zajęć projektowych - 6,
c) przygotowywanie raportów - 15,
d) wykonanie projektów indywidualnych i grupowych - 20,
suma 56 (2 ECTS)
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład225h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt225h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- brak
- Limit liczby studentów:
- 30
- Cel przedmiotu:
- Zapoznanie studenta z teorią i praktyką projektowania układów optycznych. Zdobycie podstawowej wiedzy teoretycznej i praktycznej koniecznej do samodzielnego projektowania i analizy układów optycznych. Podczas kursu student zapozna się w praktyce z komputerowym systemem do projektowania układów optycznych OSLO.
- Treści kształcenia:
- Wykład:
1. Modelowanie układów optycznych w ujęciu optyki geometrycznej: bieg promieni, przyosiowy, merydionalny i skośny.
2. Analizy aberracyjne. Wyznaczanie aberracji. Korekcja i optymalizacja aberracji. Komputerowe wspomaganie analiz aberracyjnych – program OSLO.
3. Metody optymalizacji układów optycznych.
4. Kryteria oceny jakości odwzorowania: Rayleigha, Maréchala, Hopkinsa, Liczba Strehla. Spot-diagram układu optycznego. Funkcja przenoszenia kontrastu.
5. Optymalne krzywe aberracyjne. Tolerancje aberracji.
6. Statystyczna metoda wyznaczania tolerancji wykonawczych elementów optycznych. Tolerancje materiałowe i decentracji.
7. Systematyka układów optycznych: układy obrazujące, oświetlające, teleskopy, okulary, układy powiększające, układy fotograficzne (Triplet Anastigmat, Double-Gauss Lens, Telephoto Lens, Wide-Angle Lenses), obiektywy mikroskopowe, układy zmienno ogniskowe.
8. Zaawansowane elementy projektowa układów optycznych: Soczewki gradientowa, Dyfrakcyjne elementy optyczne, układy pracujące w zakresie ultra fioletu i podczerwieni, atermalizacja.
Projekt:
1. Zawansowane metody korekcji aberracji chromatycznej w układach optycznych. korekcja widma wtórnego ( apochromatyzcja ).
2. Korekcja aberracji krzywizny pola.
3. Optymalizacja aberracji wybranego układu optycznego.
- Metody oceny:
- kolokwium, projekt
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- R. Jóźwicki: Podstawy Inżynierii Fotonicznej, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2006.
J. W. Goodman: Introduction to Fourier Optics, 2nd ed., McGraw-Hill, New York 1996
O. K. Ersoy: Diffraction, Fourier Optics and Imaging, John Wiley & Sons, Hoboken 2007
M. Born, E. Wolf: Principles of Optics, 7-th (expanded) ed., Cambridge University Press, New York 1999
B.E.A. Saleh, M.C. Teich: Fundamentals of Photonics, 2nd ed., John Wiley & Sons, New York 2007
- Witryna www przedmiotu:
- http://zif.mchtr.pw.edu.pl
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt PUO_W01
- Ma podstawową wiedzą z zakresu konstrukcji układów optycznych
Weryfikacja: zaliczenie
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W04, K_W07
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W07, T2A_W03, T2A_W04
- Efekt PUO_W02
- ma podstawową wiedzę z projektowania układów achromatycznych i apochromatycznych
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W04, K_W05, K_W09
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W07, T2A_W03, T2A_W04
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt PUO_U01
- Potrafi skonstruować i ocenić układ optyczny
Weryfikacja: kolokwium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U03, K_U09, K_U10
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U04, T2A_U07, T2A_U08, T2A_U07, T2A_U08
- Efekt KUO_U02
- Potrafi projektować układy apochromatyczne
Weryfikacja: projekt, kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U03, K_U09, K_U10
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U04, T2A_U07, T2A_U08, T2A_U07, T2A_U08
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt PUO_K01
- Potrafi pracować w grupie
Weryfikacja: projekt
Powiązane efekty kierunkowe:
K_K04
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_K03, T2A_K04, T2A_K05