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上級レベル

約39時間で修了

推奨:6 weeks of study, 4 - 6 hours/week...

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字幕:英語

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シラバス - 本コースの学習内容

1
5時間で修了

Geometrical Optics for Gaussian Beams

First order optical system design using rays is useful for the initial design of an optical imaging system, but does not predict the energy and resolution of the system. This module introduces Gaussian beams, an specific example of how the shape of the light evolves in an imaging system.

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12件のビデオ (合計80分), 2 readings, 4 quizzes
12件のビデオ
Light has a shape3 分
The Gaussian beam11 分
The Gaussian q parameter4 分
The evolution of the q parameter10 分
Gaussian Beam Propagation Lab Demo3 分
Ray tracing Gaussian beams9 分
Examples of ray tracing Gaussian beams7 分
Do Gaussian beams obey imaging?8 分
The Lagrange invariant4 分
The post-doc's tale4 分
Design of a fiber to fiber coupler7 分
2件の学習用教材
Course overview5 分
Tools and Resources10 分
4の練習問題
Gaussian Beam Practice Problems20 分
Gaussian Beam OpticStudio Practice4 分
Practice Problem15 分
Gaussian Beams1 時間 45 分
2
4時間で修了

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.

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8件のビデオ (合計51分), 2 readings, 3 quizzes
8件のビデオ
Lorentz oscillator10 分
Wave equation3 分
Plane waves4 分
Spatial frequency9 分
Spherical waves2 分
Fresnel coefficients7 分
Brewster's Angle Laboratory Demonstration5 分
2件の学習用教材
Spatial Frequency Introduction10 分
Polarization: Sunglasses and the Sky15 分
3の練習問題
Absorption Practice10 分
Practice Problems15 分
Maxwell's Equations2 時間
3
4時間で修了

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.

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10件のビデオ (合計61分), 2 quizzes
10件のビデオ
Fourier Transform of the Gaussian Beam4 分
The Airy disk6 分
Cutoff Frequency5 分
The coherent transfer function4 分
The relation of impulse response and transfer function5 分
Incoherent impulse response4 分
Optical transfer function4 分
Summary6 分
Implementation in OpticStudio10 分
2の練習問題
Airy Disk OpticStudio Practice20 分
Impulse Responses2 時間
4
5時間で修了

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.

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11件のビデオ (合計90分), 2 quizzes
11件のビデオ
Field stop and windows8 分
Lyot stop6 分
Stops Laboratory Demonstration4 分
Effective NA and F#7 分
Depth of focus9 分
Vignetting6 分
Telecentric imaging4 分
Lagrange invariant8 分
Resolvability12 分
Example and Phase Space13 分
2の練習問題
Finite Aperture Practice30 分
Fine Aperture Optics2 時間
3.5
2件のレビューChevron Right

Optical Efficiency and Resolution からの人気レビュー

by ODNov 15th 2018

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

講師

Avatar

Amy Sullivan

Research Associate
Electrical, Computer and Energy Engineering
Avatar

Robert McLeod

Professor
Electrical, Computer and Energy Engineering

修士号の取得を目指しましょう

この コース は コロラド大学ボルダー校(University of Colorado Boulder) の100%オンラインの Master of Science in Electrical Engineering の一部です。 プログラムのすべてで認定されれば、それらのコースが学位学習に加算されます。

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Optical Engineeringの専門講座について

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....
Optical Engineering

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