Optical Systems for Laser  Equipment

 Під час вивчення дисципліни студент опановує методикою та необхідними даними для вивчення теоретичних знань у галузі лазерної оптики, ознайомлення з існуючими схемами оптичних систем лазерного технологічного устаткування та придбання конкретних практичних навичок для проектування, розрахунків та конструювання оптичних систем лазерного технологічного устаткування, тобто дисципліна відіграє роль технологічної підготовки фахівця з лазерної обробки. Для успішного засвоєння матеріалу дисципліни необхідні знання, які отримують студенти у попередніх курсах: нарисної геометрії, інженерної та комп'ютерної графіки, математики, фізики, технології конструкційних матеріалів, опору матеріалів, теорії механізмів і машин, деталей машин, електротехніки та електроніки, основ наукових досліджень та технічної творчості, гідро- та пневмоавтоматики, технології машинобудування, взаємозамінності і стандартизації та техніки вимірювань, основ теорії теплопровідності, електрофізичних та електрохімічних методів обробки матеріалів, технології лазерної обробки, фізики лазерів, моделюванні та оптимізації об’єктів та систем, лазерного технологічного обладнання. Знання, які одержано під час вивчення дисципліни, забезпечують опанування наступних курсів за навчальними планами підготовки спеціалістів та магістрів: охорони праці в галузі, автоматизації технологічних операцій, лазерне технологічне обладнання, основи САПР та технологічної підготовки виробництва, лазерної розмірної обробки, спеціальні елементи та оснащення ЛТК та додатково за планом підготовки магістрів: математичне моделювання систем і процесів, лазерна матрична оптика, математичні методи оптимізації, спеціальні розділи фізики високоефективних методів обробки. Дисципліна є теоретичною та практичною базою для студентів під час виконання дипломного проекту.

ЗМІСТ НАВЧАЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ

Тема 1. Мета та завдання курсу. Основні положення та теорії. Фотометричні величини:
• мета та завдання курсу, основні положення та теорії;
• фотометричні величини.

Тема 2. Геометрична оптика та її основні закони:
• поняття геометричної оптики та її основні закони;
• принцип Ферма;
• переломлення світла на сферичній поверхні, тонка лінза, пучки променів.
Тема 3. Аберації оптичних систем:
• недоліки оптичних деталей та систем, види аберацій;
• причини виникнення аберацій та засоби їх виправлення.

Тема 4. Електромагнітна теорія світла. Рівняння Максвела:
• електромагнітна теорія світла;
• рівняння Максвела.

Тема 5. Інтерференція світла:
• інтерференція світла, стояча світлова хвиля;
• багатошарові діелектричні покриття, просвітлення оптики;
• інтеренференційні дзеркала.

Тема 6. Дифракція світла. Дифракційні явища в лазерних пучках:
• дифракція світла, принцип Френеля;
• дифракція Фраунгофера, дифракційні явища в лазерних пучках.

Тема 7. Розповсюдження світла в анізотропному середовищі:
• розповсюдження світла в анізотропному середовищі, явище подвійного променепереломлення;
• природна і штучна анізотропія.

Тема 8. Основи квантової оптики:
• основи квантової оптики, постулати Бора, теорія Енштейна.

Тема 9. Явища нелінійної оптики:
• явища нелінійної оптики;
• використання нелінійних явищ в лазерних оптичних системах.

Тема 10. Оптичні матеріали:
• оптичні матеріали, їх класифікація;
• області використання різноманітних оптичних матеріалів.

Тема 11. Структура оптичних систем лазерного технологічного устаткування:
• структура оптичних систем лазерного технологічного устаткування.

Тема 12. Система транспортування лазерного випромінювання:
• призначення та структура системи транспортування лазерного випромінювання;
• опис складових елементів системи транспортування лазерного випромінювання.

Тема 13. Система перетворення лазерного випромінювання:
• призначення та структура системи перетворення лазерного випромінювання;
• опис складових елементів системи перетворення.