4 ECTS credits
100 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4020338FNR voor alle studenten in het 1e semester met een gespecialiseerd master niveau.

Semester
1e semester
Inschrijving onder examencontract
Niet mogelijk
Beoordelingsvoet
Beoordeling (0 tot 20)
2e zittijd mogelijk
Ja
Onderwijstaal
Nederlands
Onder samenwerkingsakkoord
Onder interuniversitair akkoord mbt. opleiding
Faculteit
Faculteit Ingenieurswetenschappen
Verantwoordelijke vakgroep
Toegepaste Natuurkunde en Fotonica
Externe partnerinstelling(en)
Universiteit Gent
Onderwijsteam
Michael Vervaeke (titularis)
Onderdelen en contacturen
24 contacturen Hoorcollege
18 contacturen Werkcolleges, practica en oefeningen
Inhoud
Een belangrijk doel van vele optische systemen is om een beeld te vormen van een object. Er zijn vele voorbeelden zoals telescopen, microscopen, camera's en lens systemen voor lithografie. Deze cursus behandelt de basis principes om een beeldvormend optisch systeem te ontwerpen, te evalueren en te verbeteren. Omdat meer en meer optische systemen gebruik maken van micro-optiek zullen we ook aandacht besteden aan diffractie en diffractieve beeldvormende componenten. Omwille van de steeds hogere eisen naar de kwaliteit van de beeldvorming en miniaturizering van optische systemen toe is het belangrijk om reeds van in de conceptuele faze van het ontwerp rekening te houden met de finale fabricage en toleranties. Ook deze aspecten zullen tijdens de cursus toegelicht worden.
 
Studiemateriaal
Handboek (Aanbevolen) : Introduction to optics, F. PEDROTTI, L.M. PEDROTTI, L.S. PEDROTTI, 3de, Prentice Hall, 9781292022567, 2013
Digitaal cursusmateriaal (Vereist) : Ontwerp van refractieve en diffractieve optische beeldvormende systemen, Slide hand-outs (pdf), Canvas
Bijkomende info
Volgende thema's komen aan bod (deze lijst komt niet overeen met de inhoud per hoofdstuk noch met de inhoud per les):
1. Eenvoudige optische instrumenten
2. Beeldvorming algemeen
3. Paraxiale beeldvorming
4. Aperturen, pupillen vensters
5. Geometrische aberraties
6. Chromatische aberraties
7. Kwantitatieve evaluatie van de beeldvormingskwaliteit
8. Toleranties en vervaardiging van beeldvormende optiek
9. Basis van diffractieve optieken
De inhoud en nota's kunnen in onderling overleg bijgestuurd worden en de meest recente versie en aankondiging van aanpassingen zullen via Canvas verstrekt worden.
 
Leerresultaten

Algemene competenties

11 * maFOT/EMSP1.6 Eenvoudige optische instrumenten beschrijven
21 *   Algemene principes van beeldvorming beschrijven
31 **   De matrixformulatie van paraxiale beeldvorming afleiden
32 **   De 6 cardinale punten van de matrixformulatie van paraxiale beeldvorming afleiden
33 **   De grootte en positie van een af te beelden object voorspellen
41 *   Pupil, stop en venster in een optische systeem herkennen
42 *** maFOT/EMSP6.2 ; maGEN2.3 ; maGEN1.1 ; maFOT/EMSP1.1 De matrixformulatie van paraxiale beeldvorming voor de bepaling van grootte en positie van aperturen en vensters in object en beeldvlak toepassen
51 *   De 5 geometrische aberraties, hun gevolgen voor de beeldvorming en manieren om de aberraties tegen te gaan beschrijven
52 *   De belangrijkste eigenschappen en verschillen van de Seidel en Zernike beschrijving van aberraties beschrijven
53 **   De golffrontvergelijking van sferische aberratie afleiden
54 **   Van een gegeven golffrontvergelijking van een aberratie de straalaberratie afleiden
55 *   Balancering van aberraties bij aplanatische optieken beschrijven
56 *** MaGEN6.4 ; maGEN2.3 De aberraties van een gegeven optisch systeem evalueren
61 *   Chromatische aberratie, het gevolg voor de beeldvorming en de manieren om deze aberratie tegen te gaan beschrijven
62 * maFOT/EMSP1.2 De twee hoofdtypes glasmaterialen in de glaskaart beschrijven
63 **   De ontwerpvergelijking van een achromatisch doublet afleiden
71 *   De modulatie transferfunctie voor beeldkwaliteitsevaluatie beschrijven
72 *   Het gebruik van een spotdiagramma voor beeldkwaliteit kwantificatie beschrijven
73 **   Diffractie gelimiteerde beeldkwaliteit uitleggen
74 *** MaGEN6.4 De beeldkwaliteit van een gegeven optisch systeem evalueren
75 *** maFOT/EMSP6.4 ; maGEN3.2 ; maGEN2.3 ; maGEN1.1 ; maFOT/EMSP1.1 Aanpassingen aan een gegeven optisch systeem voor de verbetering van de beeldkwaliteit ontwerpen
81 * maFOT/EMSP1.8 De methodes voor de vervaardiging van optieken beschrijven
82 ** maFOT/EMSP1.8 ; maGEN2.3 Evalueer de best passende vergelijking om een lensvorm te beschrijven
83 *** maFOT/EMSP1.8 ; maGEN2.3 Een vervaardigingsmethode voor een opgegeven optisch systeem beoordelen
84 ** maFOT/EMSP1.7 ; maGEN2.3 De verschillende methodes voor tolerantiebepaling en hun voor- en nadelen beargumenteren
91 *   De belangrijke categorieen van diffractieve elementen beschrijven
92 **   De vergelijking voor de verre veld lineare diffractie aan een rooster afleiden
93 *** maFOT/EMSP6.2 ; maGEN2.3 De concepten van Fourier transformatie en convolutie op verre veld diffractie van 2 dimensionale roosters toepassen
94 *** maFOT/EMSP6.4 ; maGEN3.2 ; maGEN2.3 Het concept van een hybride lens toepassen
       

 

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 100% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:

  • mondeling-closed book met een wegingsfactor 100 en aldus 100% van het totale eindcijfer.

    Toelichting: Het examen is mondeling met schriftelijke gesloten boek voorbereiding.

Aanvullende info mbt evaluatie
De evaluatie bestaat minstens uit een kennis- en een inzichtsvraag over een theoretisch concept, en een synthese/analysevraag die een ontwerpproblematiek behandelt op basis van een demonstratie of een voorbeeld in een simulatiepakket.
 
maGEN4.1 ; maGN5.1 : Peer learning – peer assessment wordt tijdens de cursus toegepast maar niet geevalueerd voor het examen. 
maGEN4.1 ; maGN5.1 : Interactieve discussies tussen de studenten over ontwerpproblematieken georganiseerd tijdens de contacturen worden niet geevalueerd voor het examen.
 
Toegestane onvoldoende
Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context

Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de ingenieurswetenschappen: fotonica: Standaard traject
Master of Photonics Engineering: On campus traject (enkel aangeboden in het Engels)