Dieser Kurs ist Teil der Spezialisierung Spezialisierung Optotechnik

4.1
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Robert McLeod

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Teil des Abschlusses Master of Science in Electrical Engineering
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Spezialisierung OptotechnikUniversity of Colorado Boulder

Über diesen Kurs

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This course can also be taken for academic credit as ECEA 5601, part of CU Boulder’s Master of Science in Electrical Engineering degree.
Optical instruments are how we see the world, from corrective eyewear to medical endoscopes to cell phone cameras to orbiting telescopes. This course will teach you how to design such optical systems with simple mathematical and graphical techniques. The first order optical system design covered in the previous course is useful for the initial design of an optical imaging system but does not predict the energy and resolution of the system. This course discusses the propagation of intensity for Gaussian beams and incoherent sources. It also introduces the mathematical background required to design an optical system with the required field of view and resolution.  You will also learn how to analyze these characteristics of your optical system using an industry-standard design tool, OpticStudio by Zemax.

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Dozent

Dozentenbewertung

4,57/5 (14 Bewertungen)

Robert McLeod

Professor

Electrical, Computer and Energy Engineering

18.743 Lernende

3 Kurse

von

University of Colorado Boulder

Beginnen Sie damit, auf Ihren Master-Abschluss hinzuarbeiten.

Dieses Kurs ist Teil des reinen Onlineabschlusses als Master of Science in Electrical Engineering von University of Colorado Boulder. Wenn Sie zum gesamten Studiengang zugelassen werden, werden Ihre Kurse auf Ihren Abschluss angerechnet.

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Lehrplan - Was Sie in diesem Kurs lernen werden

Woche1

Woche 1

6 Stunden zum Abschließen

Geometrical Optics for Gaussian Beams

6 Stunden zum Abschließen

12 Videos (Gesamt 80 min), 3 Lektüren, 4 Quiz

12 Videos

Introduction to the Course4mLight has a shape3mThe Gaussian beam11mThe Gaussian q parameter4mThe evolution of the q parameter10mGaussian Beam Propagation Lab Demo3mRay tracing Gaussian beams9mExamples of ray tracing Gaussian beams7mDo Gaussian beams obey imaging?8mThe Lagrange invariant4mThe post-doc's tale4mDesign of a fiber to fiber coupler7m

3 Lektüren

Course overview5mMore Course Details10mTools and Resources10m

4 praktische Übungen

Gaussian Beam Practice Problems20mGaussian Beam in OpticStudio Practice20mPractice Problem15mGaussian Beams1h 45m

Woche2

Woche 2

4 Stunden zum Abschließen

Maxwell's Equations

This module provides the background for the full electro-magnetic field description of optical systems, including a description of plane and spherical waves and a formal treatment of reflection and refraction from this perspective. We start out with a quick review of the mathematical background for this description. This will be fairly short, but you may want to spend some more time reviewing these concepts on your own if you have not seen them for a while.

4 Stunden zum Abschließen

8 Videos (Gesamt 51 min), 2 Lektüren, 3 Quiz

Woche3

Woche 3

3 Stunden zum Abschließen

Impulse Responses and Transfer Functions

This module provides an introduction to the basics of Fourier Optics, which are used to determine the resolution of an imaging system. We will discuss a few Fourier Transforms that show up in standard optical systems in the first subsection and use these to determine the system resolution, and then discuss the differences between coherent and incoherent systems and impulse responses and transfer functions in the second subsection. We will wrap up with a discussion of these concepts using OpticStudio.

3 Stunden zum Abschließen

10 Videos (Gesamt 61 min)

Woche4

Woche 4

6 Stunden zum Abschließen

Finite Aperture Optics

This module takes the concepts of pupils and resolution that we have discussed in the previous modules and works through how to apply them to our first-order optical design systems. We start with a description of how to find the system pupils and windows, then move on to a discussion of how that affects the imaging properties of this system, and finally return to the Lagrange invariant and its utility in optical system design.

6 Stunden zum Abschließen

11 Videos (Gesamt 90 min)

Bewertungen

4.1

14 Bewertungen

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Top-Bewertungen von OPTICAL EFFICIENCY AND RESOLUTION

von YS19. Juli 2019

The content is good, and the instructor is very responsive through email. Though I think the capstone is not as challenging as the first course.

von OD14. Nov. 2018

The lab demonstrations were very helpful and the explanations of complex phenomena were very easy to understand.

von JL19. Mai 2021

no channel to communicate with instructors. Only students write in the forum.

This limits the amount of learning.

von FH21. Juni 2019

The course content is good. But the instructors had not been responsive to any question posted on the forum.

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Über den Spezialisierung Optotechnik

The courses in this specialization can also be taken for academic credit as ECEA 5600-5602, part of CU Boulder’s Master of Science in Electrical Engineering degree. Enroll here.

Optical instruments are how we see the world, from corrective eyewear to medical endoscopes to cell phone cameras to orbiting telescopes. This course will teach you how to design such optical systems with simple graphical techniques, then transform those pencil and paper designs to include real optical components including lenses, diffraction gratings and prisms. You will learn how to enter these designs into an industry-standard design tool, OpticStudio by Zemax, to analyze and improve performance with powerful automatic optimization methods.

Häufig gestellte Fragen

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