Поступление 2019
0
личный кабинет

Прикладная оптика

12.04.02 Оптотехника
Добавить в избранное
Форма обучения: Очная, 2 года
Количество мест: 45/15
  • 45 бюджетных мест
  • 15 контрактных мест
Вступительные испытания: ЯП ВЭ КП КД ПИГА ДЭ
  • Медалист/победитель "Я-профессионал"
  • Вступительный экзамен
  • Конкурс «Портфолио» Университета ИТМО
  • Конкурс докладов «Конгресс молодых ученых»
  • Перезачет результатов итоговой государственной аттестации
  • Дистанционный экзамен

ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

Руководитель программы:
Бахолдин Алексей Валентинович
Учебный план:
Языки обучения:
ENG Английский
RUS Русский
Учебные корпуса:
Кронверкский пр., д. 49ул. Ломоносова, д.9пер. Гривцова, д.14

ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ

Международная образовательная программа «Прикладная оптика» охватывает широкий круг вопросов, связанных с проектированием оптических и оптико-электронных устройств и приборов различного назначения. Программа адаптирована в соответствии с требованиями профессиональных стандартов и тенденциями развития отрасли.
Программа отличается увеличенной долей элективных дисциплин, составляющих образовательные модули (специализации) «Компьютерная оптика», «Проектирование оптических систем», «Оптические приборы», «Астроприборостроение», «Оптико-электронные цифровые системы», «Оптическая инженерия». Элективные дисциплины обеспечивают формирование индивидуальных образовательных траекторий, с возможностью развития уникальных результатов обучения. В Программу включены дисциплины, связанные как с теоретическими вопросами исследования и проектирования оптических систем, так и с вопросами прикладного и инженерного характера.
Студенты, обучающиеся на образовательной программе, участвуют в международных программах академической мобильности, научно-исследовательских проектах, выполняемых совместно с индустриальными партнерами, неоднократно становились победителями конкурсов грантов для студентов вузов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, грантов Президента и правительства РФ, являются авторами научных публикаций в рецензируемых журналах и представляют результаты научной деятельности на крупнейших международных научных конференциях.

The international master program “Applied Optics” covers the wide range of issues connected with the development of various optical and optоelectronics devices and units. The Program includes a considerable amount of elective courses composing educational modules “Computer optics”, “Optical design”, “Optical devices”, “Space instruments”, “Optoelectronic digital systems”, “Optical engineering”. The elective courses provide development of personal education paths with formation of required learning outcomes. The Program includes many courses connected both with theoretical issues of modern optics, and engineering issues.

 

АКТУАЛЬНОСТЬ И ЗНАЧИМОСТЬ ПРОГРАММЫ

Программа обеспечивает глубокие знания вопросов проектирования оптических приборов и систем, а также навыки разработки актуальных и инновационных оптических систем с использованием специализированного программного обеспечения. Выпускники программы могут работать в промышленных компаниях и исследовательских центрах, занимающихся разработкой оптических и оптико-электронных устройств, а также в областях, связанных с CAD технологиями, моделированием формирования оптического изображения, его обработкой и восстановлением.

 

Program provides a deep knowledge of optical engineering principles and skills in development of actual and innovative optical systems using modern special software. Learning outcomes of graduates provide successive professional and research activities in industrial companies and research centers which deal with development of optical and optoelectronics devices as well as application of CAD / CALS technologies, optical image modeling, processing and reconstruction. 

ЦЕЛЬ ПРОГРАММЫ

Цель международной образовательной программы – подготовка высококвалифицированных специалистов, удовлетворяющих требования глобального рынка труда, в области проектирования и контроля современных оптических систем различного назначения, включая астрономическую, медицинскую, голографическую, проекционную и фотографическую оптику; осветительные системы, волоконно-оптические устройства и др.

 

Mission of the Master Program is training of competitive graduates for the global market  in the area of optical design, engineering & metrology including development of space, medical, holography, projection and photo optics; illumination systems; fiber optic devices etc.. 

ДИСЦИПЛИНЫ

CAD-технологии

Курс охватывает широкий круг вопросов, связанных с основными принципами организации процесса конструирования оптического прибора. Основное внимание уделяется ИПИ-технологии и жизненному циклу поддержки устройства. Изучение курса дает следующие результаты обучения: способность поддерживать единое информационное пространство на всех этапах жизненного цикла продукции; способность эффективно использовать специализированное программное обеспечение для поддержки CALS-технологий в научно-технической, проектной, конструкторской и технологической областях.

Оценка качества и расчет допусков / Image quality evaluation and tolerancing (изучается на английском языке)

Курс «Оценка качества и расчет допусков» занимается вопросами критериев качества оптических систем в зависимости от назначения системы. Обсуждаются понятия качества изображения, подробно рассматриваются различные функции и характеристики для оценки работы оптической системы. Большое внимание уделяется вопросам оценки чувствительности системы к погрешностям изготовления, а также методам расчета и назначения допусков на изготовления. Кроме того, обсуждается документация, являющаяся результатом разработки оптической системы и передаваемая для дальнейшего конструирования и изготовления оптики. The course deals with the issues of image quality criteria and the connections between the image quality and system purposes. The ideas about the image quality are discussed; the different functions and characteristics for image evaluation are considered in details. The focus is also on the sensitivity to the manufacturing errors and tolerancing, the methods of tolerances defining are also included to the discipline. Additionally, the documentation as a result of the stage of optical system tolerancing which should be sent for the next stages of system development – for the mechanical designing and manufacturing are studied.

Обработка изображения / Image processing (изучается на английском языке)

Course “Image processing” covers wide range of issues, related to main methods of image processing for visual improvement. The course includes study of main color models and their mutual conversions, methods of element wise image processing, including methods of preparation. The main emphasis is on methods of image improvement and recovery using different kinds of filtering. Курс «Обработка изображения» охватывает круг вопросов, связанных с основными методами обработки изображения. Курс включает изучение основных цветовых моделей и их преобразования , методы поэлементной обработки, включая препарирование изображений. Основной акцент делается на методах улучшения изображения и восстановления с использованием различных методов фильтрации.

Компьютерные методы оптимизации оптических систем

Дисциплина рассматривает аналитические и численные методы решения задач поиска минимума функций многих переменных при наличии ограничений. Изложены распространенные алгоритмы решения задач линейного и нелинейного программирования. Особое внимание уделено методам оптимизации, применяемых в программах расчета оптических систем. Практическая часть курса посвящена реализации изученных методов и алгоритмов оптимизации в соответствующих средах программирования. А так же изучение влияние рельефа оценочной функции на работу различных алгоритмов поиска локального минимума. Лабораторные работы охватывают круг вопросов, связанных с особенностями оптимизации оптических систем в распространяемом программном обеспечении.

Расчет и автоматизация проектирования оптических систем

Дисциплина «Расчет и автоматизация проектирования оптических систем» охватывает круг вопросов, связанных с базовыми принципами расчета оптических систем, включая синтез, оптимизацию качества изображения и оценку технологичности. В курс также включены разделы классификации аберраций и теорию аберраций третьего порядка. Первый будет полезным при анализе аберрационных свойств и качества изображения различных оптических систем и на этапе принятия решения о дальнейшей разработке оптической схемы, теория аберраций третьего порядка часто является полезной на этапе поиска начальной схемы для дальнейшего расчета. В курсе также рассматривается математический аппарат оптимизации (автоматизированной коррекции) с использованием специализированного программного обеспечения, анализ и оценка качества изображения оптических систем, а также оценка системы с точки зрения дальнейшего производства.

Теория и методы проектирования оптических систем

Курс посвящен общим вопросам и подходам к проектированию оптических систем. Рассматриваются уровни проектирования, методы проектирования, используемое программное обеспечение и его особенности, а также документация, которую необходимо оформлять на разных этапах проектирования. В курс включены разделы, в которых рассматривается анализ оптических систем. Во время лабораторных и практических занятий рассматриваются подходы и методы проектирования, а также оформляемая документация для некоторых типов систем.

Оптические микроскопы

Дисциплина «Оптические микроскопы» подробно рассматривает особенности приборов для изучения микрообъектов. В курс включено изучение таких вопросов как разрешающая способность микроскопов, различные методы микроскопии, а также особенности объективов, окуляров и осветительного канала в микроскопии. Также рассматриваются схемы микровизоров, видеоокуляров и фотоокуляров. Лабораторный практикум дает навыки работы за приборами различного типа, их настройки и определения их характеристик, а также наблюдения и измерения объектов с использованием различных методов.

Основы конструирования

Курс охватывает круг вопросов, связанных с основами конструирования в оптическом приборостроении. Рассматриваются принципы конструирования оптических приборов. Основной упор делается на правилах подготовки конструкторской документации, большое внимание уделяется вопросам оформления результатов конструирования в соответствии с государственными стандартами. Изучение предмета дает следующие результаты обучения: способность анализировать конструкцию оптического устройства, разрабатывать конструкторски и технологически обоснованные решения, разрабатывать конструкторскую документацию, разбираться в стандартах и нормативах, пользоваться пакетами программ автоматизированного конструирования.

Компьютерные методы контроля оптики

Дисциплина «Компьютерные методы контроля оптики» охватывает круг вопросов, связанных с оценкой качества оптических элементов и оптических систем на этапах их изготовления. Рассматриваются основные методы контроля оптических поверхностей (плоских, сферических и асферических) и неоднородности показателя преломления, основное внимание уделяется интерферометрическим методам контроля, математическому описанию волновых фронтов и обработке интерферограмм. Кроме того, рассматриваются методы и установки для контроля качества оптических систем. Лабораторный практикум дает возможность получения навыков настройки приборов для оптических измерений, работы с реальными оптическими элементами и обработки данных реальных измерений.

Голограммные оптические элементы и устройства

Дисциплина "Голограммные оптические элементы и устройства" включает в себя основы метода голографии и вопросы применения голограммных оптических элементов для создания оптических систем различного назначения. Основное внимание в дисциплине уделяется вопросам качества восстановленного изображения. Среди них влияние регистрирующей среды и аберрации голограмм. На конкретных примерах рассмотрено применение голограммных оптических элементов для компенсации аберраций, формирования сложных волновых фронтов, создания устройств дополненной реальности.

Осветительная оптика

Дисциплина «Осветительная оптика» занимается вопросами проектирования осветительных и неизображающих оптических систем. Рассматриваются такие вопросы как источники излучения и их характеристики, вопросы моделирования характеристик различных источников света, а также расчет осветительных оптических систем и его особенности.

Компьютерное моделирование

Курс посвящен основам компьютерного моделирования оптических процессов: основы программирования на С++, математический аппарат и численная реализация преобразования Фурье, моделирование простейших оптических явлений (прохождение лучей через оптическую систему и т.д.). После прохождения курса вы улучшите свои навыки программирования и научитесь их использовать для компьютерного моделирования простейших оптических явлений. Прохождение курса является необходимым для изучения дисциплин «Моделирование формирования оптического изображения», «Обработка изображений», «Компьютерные методы оптимизации оптических систем», «Изображающие свойства цифровых и синтезированных голограмм».

Оптические офтальмологические приборы и системы

Дисциплина рассматривает особенности оптических приборов, работающих с глазом, причем основное внимание уделяется приборам для диагностики зрения. В курс включены разделы, изучающие основные особенности зрительного анализатора человека, а также особенности и схемы оптических офтальмологических приборов и вопросы их композиции. Работа с приборами в практической части курса позволяет получить навыки оператора таких систем, а также обеспечивает более глубокое понимание особенностей работы таких приборов.

Волновая оптика

Курс «Волновая оптика» дает студентам углубленное понимание явлений, связанных с волновыми свойствами света, такими как интерференция, дифракция и др. Основная идея заключается в возможности управления светом с помощью оптических элементов, имеющих размеры порядка длины волны. В курсе рассмотрены их свойства, методы измерения их параметров, возможные сферы практического применения.

Методы исследования и контроля качества оптических систем

Дисциплина рассматривает проблемы контроля качества оптических систем. Рассматриваются различные тест-объекты, общие подходы к организации установок для контроля и измерения различных показателей качества , таких как форма волнового фронта и его характеристики, функция концентрации энергии и др. Практическая часть курса посвящена работе на установках для контроля качества оптических систем.

Геометрическая оптика

Курс “Геометрическая оптика” базируется на основных понятиях и формулах идеальной оптики. Рассматриваются принципы построения изображения в идеальных оптических системах различной сложности, а так же принципы композиции оптических систем в тонких компонентах как первоначальный этап расчета сложных оптических схем. Практическая часть посвящена габаритному и аберрационному расчету простейших оптических систем, определению параксиальных характеристик оптической системы и коррекционных параметров для выполнения последующей оптимизации оптической системы, а также применению критериев качества изображения для оптических систем различного типа.

Моделирование формирования оптического изображения

Курс посвящен изучению теории формирования оптического изображения. Практические задания включают в себя моделирование влияния различных факторов на оптическое изображение и его характеристики качества с использованием С++. После прохождения курса вы узнаете больше о теории формирования оптического изображения, станете лучше понимать, какие параметры влияют на качество изображения, и какими способами можно его улучшить, получите опыт собственной разработки программного обеспечения на языке C++.

Конструирование оптических приборов и узлов

Курс охватывает круг вопросов, связанных с принципами конструирования оптических приборов. Рассматриваются основные методы разработки приборов в современном производстве. Основной упор делается на проектировании и конструировании блоков устройства. Изучение предмета дает следующие результаты обучения: способность анализировать проектирование оптического устройства, создавать новые версии, основанные на знании физических принципов функционирования узлов прибора, с учетом требований к конструкции и технологичности.

Контрольно-измерительные приборы

Дисциплина «Контрольно-измерительные приборы» посвящена ознакомлению с оптическими измерительными приборами, использующимися на современном производстве. В результате освоения дисциплины вы получите представление об используемых приборах как целых комплексах, научитесь обрабатывать результаты измерений, создавать программы для автоматического снятия отсчетом и обработки. В рамках дисциплины проводится курсовой проект.

ПРЕПОДАВАТЕЛИ

Алексей Валентинович Бахолдин доцент, кандидат технических наук
Галина Эдуардовна Романова доцент, кандидат технических наук
Надежда Дмитриевна Толстоба доцент, кандидат технических наук

ТЕМЫ ВЫПУСКНЫХ РАБОТ

  • Расчет оптической схемы и разработка конструкции оптической части комплекса для мониторинга состояния окружающей среды
  • Разработка метода расчёта концентрических зеркальных, зеркально-линзовых и линзовых систем
  • Расчет светосильного объектива для тепловизионных систем

НАБОР КОМПЕТЕНЦИЙ

Выпускники программы

- Готовы разрабатывать оптические схемы оптических и оптико-электронных приборов и узлов с определением их структуры и установлением технических требований на отдельные блоки и элементы;

- Способны проектировать оптические системы различного типа согласно заданным требованиям, с использованием как аналитических методов, так и средств автоматизированного проектирования оптики;

- способны выбирать и использовать оптимальный математический аппарат для расчета, моделирования и проектирования оптических систем;

-способны эффективно применять специализированное программное обеспечение, средства автоматизированного проектирования и ИПИ-технологий для решения научно-технических, проектных, конструкторских и технологических задач оптотехники 

ТРУДОУСТРОЙСТВО И ВОСТРЕБОВАННОСТЬ ПРОФЕССИИ

Выпускники образовательной программы ориентированы на трудоустройство в международные промышленные компании и научно-исследовательские организации в области проектирования высокотехнологичных компонентов и устройств оптотехники

ПРАКТИКА И СТАЖИРОВКИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

Промышленные предприятия, исследовательские центры в качестве инженеров-разработчиков оптических систем и устройств

 

Industrial companies and research centers, as optical engineers

 

Обратная связь

* Имя
* E-mail
Ваше сообщение