Detail předmětu

Optické konstruování

FSI-TCSAk. rok: 2020/2021

Speciální CAD seznamuje studenta s analýzou modelu optického systému pomocí počítače. Těžištěm kurzu je bližší seznámení se softwarovým balíkem ZEMAX. Jsou analyzovány centrované optické systémy složené ze sférických ploch, trojrozměrné optické soustavy s lomenou osou, systémy s asférickými povrchy, s proměnnou ohniskovou vzdáleností, zrcadly, clonami a disky. Součástí analýzy je rozpoznání vad zobrazení a jejich korekce optimalizačními prostředky ZEMAXu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

Ing. Zbyněk Dostál, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Absolvent kursu CAD-S bude schopen samostatné práce v optickém systému
ZEMAX, od modelování optické soustavy až po analýzu a optimalizaci jednotlivých elementů. Vzhledem k analogickému ovládání příbuzných programových balíků bude schopen snadno proniknout do optických systémů všeho druhu.

Prerekvizity

Základy geometrické optiky

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení předmětu je formou zkoušky. Student během cvičení navrhne: lupu, objektiv, okulár a mikroskop a vykoriguje vady zobrazení. Řešení odevzdá ve formě zprávy o postupu řešení která bude hodnocena. Při hodnocení je brán ohled také na aktivitu studenta ve cvičení

Učební cíle

Přehled softwaru pro návrh optických zařízení, osvojení anglické terminologie z oboru optické analýzy a optimalizace.
Návrh a analýza vad zobrazení s použitím programu ZEMAX.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Výuka je kontrolována pouze prostřednictvím závěrečné zprávy, jejíž řešení zahrnuje znalost celé probírané problematiky.

Zameškanou výuku nelze nahradit.

Základní literatura

Laikin, Milton. Lens design. CRC Press, 2018.
O'Shea, D. C.: Elements of Modern Optical Design, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-07796-8
Shannon, R. R.: The Art and Science of Optical Design, Cambridge University Press, 1977, ISBN-0-521-45414-X

Doporučená literatura

ZEMAX (učební text)
Laikin, Milton. Lens design. CRC Press, 2018.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-FIN , 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-PMO , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Zbyněk Dostál, Ph.D.

Osnova

Seznámení s programem ZEMAX
Návrh jednoduché čočky: znázornění vad, optimalizace zobrazení.
Vady zobrazení, jejich projevy a znázornění.
Dublet.
Newtonův dalekohled (optické soustavy se zrcadly a zalomenou osou).
Cassegrainův dalekohled.
Objektiv s proměnnou ohniskovou vzdáleností.
Vady zobrazení a způsoby jejich kompenzace.
Analýza obrazu: Funkce přenosu kontrastu, subjektivní hodnocení kvality.
Optimalizace návrhu.
Návrh a optimalizace dubletu (tripletu).
12.-14. Konzultace řešení samostatných úloh

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Zbyněk Dostál, Ph.D.

Osnova

Seznámení s programem ZEMAX
Návrh jednoduché čočky: znázornění vad, optimalizace zobrazení.
Vady zobrazení, jejich projevy a znázornění.
Dublet.
Newtonův dalekohled (optické soustavy se zrcadly a zalomenou osou).
Cassegrainův dalekohled.
Objektiv s proměnnou ohniskovou vzdáleností.
Vady zobrazení a způsoby jejich kompenzace.
Analýza obrazu: Funkce přenosu kontrastu, subjektivní hodnocení kvality.
Optimalizace návrhu.
Návrh a optimalizace dubletu (tripletu).
12.-14. Řešení samostatných úloh