Dagli “Science Cases” al progetto ottico; teoria della propagazione ottica; uso del programma di progettazione ottica Zemax; analisi di progetti ottici oltre il visibile/infrarosso; procedure di ottimizzazione; Configurazioni multiple; Analisi delle tolleranze; Concetto di analisi agli elementi finiti per lo studio di sollecitazioni meccaniche di elementi ottici; tecniche di gestione di un progetto di lavoro: ruoli, compiti, competenze di un team di lavoro.
Fundamental of Optics – Jenkins & White
Lens Design – Milton
Introduction to Lens Design with Zemax – J.M.Geary
Handbook of optical Design – D.Malacara
Optics – E.Hecht
Obiettivi Formativi
Il corso si propone di formare, all’interno del corso di laurea in fisica, astrofisica, chimica o ingegneria, persone in grado di progettare strumenti ottici operanti dal THz fino X-UV tenendo conto delle limitazioni imposte dai materiali, dalle condizioni ambientali in cui andranno ad operare, dalle tempistiche e modalità realizzative.
Prerequisiti
Oltre le usuali conoscenze proprie di un qualunque corso di laurea in fisica, astrofisica o ingegneria è richiesta la conoscenza dell’ottica geometria e della teoria delle aberrazioni.
Metodi Didattici
Il corso farà uso oltre che degli usuali strumenti di insegnamento, anche dell’uso di 10 licenze Zemax che potranno essere utilizzate dagli studenti su un qualunque PC windows 7 o successivi
Altre Informazioni
I moderni strumenti scientifici sono sempre più complessi e la loro realizzazione è conseguentemente sempre più spesso assegnata a gruppi di lavoro multidisciplinari, spesso internazionali. Le competenze necessarie alla loro realizzazione sono sempre più estese e specifiche: in questo contesto mi pare necessaria la presenza di persone appositamente formate per affrontare il processo ideativo e realizzativo che partendo dalle necessità scientifiche del momento, possano in autonomia e usando i moderni strumenti scientifici di progettazione, arrivare ad una proposta realizzativa degli opportuni strumenti ottici necessari per adempiere gli scopi. La progettazione ottica è alla base degli strumenti osservativi per l’astrofisica ed è sempre più richiesta anche in molte altre discipline, dalle scienze applicate alla ricerca di base, all’industria.
L’Università di Firenze opera in un territorio che da sempre ha una grande vocazione nel settore dell’Ottica e pare dunque opportuno l’accensione di un corso che di questi argomenti faccia il suo cuore principale.
La formazione di personale qualificato nella progettazione ottica risulta non solo utile al nostro territorio, ma alla ricerca italiana in generale e all’INAF nello specifico: attualmente le competenze del settore, peraltro grandi, si sono formate quasi per caso, spesso in maniera autodidattica.
Credo che sia opportuno dare l’opportunità agli studenti di poter conoscere questa disciplina e apprenderne le basi, sapendo che la loro formazione specifica, inserita in un corso di laurea in fisica, astrofisica o ingegneria, darà loro modo di essere appetibili per enti di ricerca, in testa italiani, oltre che ad aziende nazionali o internazionali.
Modalità di verifica apprendimento
La verifica consisterà nella realizzazione di un elaborato da presentare in forma scritta riguardante la realizzazione di un progetto ottico concordato, facendo uso di Zemax o di altri strumenti informatici. Sarà richiesta una presentazione orale del lavoro durante la quale saranno verificate le competenze acquisite sui principali argomenti del corso.
Programma del corso
Analisi degli “Science Cases” e individuazione delle criticità ottiche della strumentazione volta al loro studio;
teoria della propagazione ottica;
metodologia di funzionamento dei programma di progettazione ottica: dispersione, definizione di materiali,
introduzione all’uso del programma di progettazione ottica Zemax;
analisi di progetti ottici esemplificativi sia sequenziali che non;
Studio di sistemi ottici visibili ed infrarossi;
Studio delle procedure di ottimizzazione;
Configurazioni multiple, sistemi 3D e simulazione dell’immagine;
Analisi delle tolleranze;
Analisi delle specifiche costruttive di ottiche;
Metodologia d’uso dei progetti ottici con programmi di progettazione meccanica 3D (per esempio AutoDesk Inventor);
Introduzione alla programmazione dello Zemax Programming Language (ZPL);
Introduzione al concetto di analisi agli elementi finiti (FEM) per lo studio di sollecitazioni meccaniche e termiche di elementi ottici e strutturali (seminari in collaborazione con il Dott. Ciro del Vecchio, 6-8 ore);
Introduzione alle tecniche di gestione di un progetto di lavoro: ruoli, compiti e competenze delle figure presenti in un team di lavoro (4-6 ore).