Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Konstrukcja układów optycznych
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Arkadiusz Kuś
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
brak
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin bezpośrednich – 47 godz., w tym: • wykład 15 godz., • projekt w laboratorium komputerowym 30 godz, • konsultacje – 2 godz. 2) Praca własna studenta: 50 godz., w tym: • przygotowanie do zajęć projektowych 10 godz, • przygotowywanie raportów, 10 godz, • wykonanie projektów indywidualnych i grupowych 20 godz. • przygotowanie do egzaminu i obecność na egzaminie 10 97 godzin – 4 punkty ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 punkty ECTS - Liczba godzin bezpośrednich – 47 godz., w tym: • wykład 15 godz., • projekt w laboratorium komputerowym 30 godz, • konsultacje – 2 godz
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
3 punkty ECTS – 72 godz., w tym: • przygotowanie do zajęć projektowych 10 godz, • przygotowywanie raportów, 10 godz, • wykonanie projektów indywidualnych i grupowych 20 godz. • projekt w laboratorium komputerowym 30 godz, • konsultacje – 2 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt30h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Podstawy optyki, fotoniki, optyki instrumentalnej, optomechatroniki
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Zapoznanie się z typowym procesem projektowania układów optycznych. Praktyczne zapoznanie się z etapami: obliczeń wstępnych, analiz aberracyjnych, oceny jakości odwzorowania układu optycznego, wyznaczania tolerancji wykonawczych oraz zasad wykonania optycznej dokumentacji technicznej.
Treści kształcenia:
(W) Poznanie typowego procesu projektowania układów optycznych. Obliczenia wstępne. Podstawowe zależności wywodzące się z niezmienników: Abbego i Lagrangea-Helmholtza. Metoda obliczeń wstępnych. Komputerowe wspomaganie obliczeń wstępnych – program GABAR. Aberracje układów optycznych. Klasyfikacja aberracji układów optycznych. Analizy aberracyjne. Wyznaczanie aberracji. Korekcja i optymalizacja aberracji. Optymalne krzywe aberracyjne. Komputerowe wspomaganie analiz aberracyjnych – program OSLO. Ocena jakości odwzorowania układu optycznego. Kryteria oceny jakości odwzorowania układów optycznych: Rayleigha, Marechala, Hopkinsa. Liczba Strehla. Spot-diagram układu optycznego. Optyczne tolerancje wykonawcze. Tradycyjne zalecenia tolerancyjne. Statystyczna metoda wyznaczania tolerancji wykonawczych elementów optycznych. Tolerancje materiałowe i decentracji. Dokumentacja optyczna. Rysunki: schematu optycznego, elementów i zespołów. Normy europejskie. (P) Procedury biegu promienia w układzie optycznym. Wykorzystanie procedury przyosiowego biegu promienia do wyznaczania parametrów układu optycznego. Metoda obliczeń wstępnych. Obliczanie: rozkładu mocy w elementach złożonego układu optycznego, odległości między składnikami oraz gabarytów układu. Komputerowe wspomaganie obliczeń wstępnych. Zapoznanie się z programem GABAR. Dobór podzespołów złożonego układu optycznego. Zasada doboru podzespołów układu optycznego. Warunki pracy układu optycznego. Kolektyw. Przegląd podzespołów układu optycznego. Katalogi układów. Przegląd podzespołów układu optycznego: parametry, typowe rozwiązania. Analizy aberracyjne. Obliczanie i analiza aberracji układu optycznego. Optymalizacja aberracji. Analiza stanu korekcji aberracji. Wybór właściwego kryterium oceny jakości. Wyznaczanie tolerancji wykonawczych elementów optycznych. Wykonywanie dokumentacji optycznej.
Metody oceny:
Wykład – dwa kolokwia. Zajęcia projektowe składają się z pięciu zadań projektowych. Ocena z ćwieczeń projektowych jest średnią z ocen poszczególnych projektów. Przy wystawieniu oceny z pojedynczego projektu brane jest pod uwagę: aktywność podczas realizacji zadań projektowych, zawartość mertutoryczna sprawozdania z projektu.
Egzamin:
nie
Literatura:
1. M. Leśniewski – Projektowanie układów optycznych, Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1990 2. T. Kryszczyński, M. Leśniewski – Method of the initial optical design and its realization, Proc. SPIE v.5954, 2005, pp.595411-1,595411-12 3. Instrukcja użytkowania programu OSLO 4. Instrukcja użytkowania programu GABAR 5. W. Smith – Modern Lens Design, McGraw-Hill Inc., New York 1992
Witryna www przedmiotu:
http://zif.mchtr.pw.edu.pl/
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka KUO_W01
ma podstawową wiedzę z zakresu projektowania układów optycznych
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W15, K_W02, K_W13
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG.o, III.P6S_WG, P6U_W
Charakterystyka KUO_W02
ma podstawową wiedzę z zakresu oceny układów optycznych
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W13
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o
Charakterystyka KUO_W03
ma praktyczną wiedzę z zakresu projektowania układów optycznych
Weryfikacja: projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06, K_W12, K_W13
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka KUO_W04
Ma praktyczną wiedzę z zakresu dokumentowania złożonych ukławów optycznych
Weryfikacja: projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06, K_W12, K_W13, K_W15
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka KUO_U01
potrafi zaprojektować i ocenić prosty układ optyczny
Weryfikacja: projekt i kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07, K_U08, K_U21, K_U22, K_U23
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_UW.o, P6U_U, I.P6S_UW.o
Charakterystyka KUO_U02
Potrafi dobrac komponenty układu optycznego
Weryfikacja: projekt i kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07, K_U08, K_U21, K_U22, K_U23
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KUO_K02
potrafi pracować w grupie
Weryfikacja: projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KO, I.P6S_KR