v2.10.0 (5004)

Cours - 9P-437-PHO : Conception Optique Avancée

Domaine > Photonique.

Descriptif

Enseignements avancés de conception des systèmes optiques d'imagerie (avec le logiciel CodeV®)

Objectifs pédagogiques

La capacité de conception demeure la force et la particularité de la formation d’ingénieur dont elle constitue le véritable aboutissement. Elle consiste à utiliser les connaissances acquises au cours des nombreuses années d’enseignements scientifiques pour inventer des réponses efficaces et maîtrisées aux besoins de la société. Ce module, au travers du cas particulier des systèmes optiques, est une ouverture sur cette démarche que l’ingénieur développera par la suite dans son exercice professionnel et comporte deux thèmes liés :
Esquisse d’un système optique. L'objectif est de mettre les étudiants en situation de pré-conception d'un système optique. À partir d'études de cas didactiques, les premières phases de la conception seront abordées à partir d'expressions de besoin purement littérales, parfois incomplètes. Le but du travail sera de fournir les grandes lignes d'un avant-projet cohérent en se posant les bonnes questions, et ceci en quelques heures. Différents outils méthodologiques seront présentés pour donner les ordres de grandeur nécessaires à la bonne prise en compte des données du problème. Pour faire un parallèle avec le monde graphique, la compétence recherchée ici est celle du "roughman", ce dessinateur qui donne une consistance aux projets en quelques traits sur un carnet de croquis.
Conception optique ‘avancée’ avec le logiciel CodeV® de la société SYNOPSYS (ex- Optical Research Associates). L’objectif est de devenir capable de mener à bien avec ce logiciel, très connu et renommé, la conception détaillée de systèmes optiques d'imagerie réalistes, simples à moyennement complexes.
Association des deux compétences. Savoir passer d'une expression de besoin informelle à un système optique précis, fonctionnel et réaliste, via les deux étapes précédentes.

54 heures en présentiel
réparties en:
  • Cours magistral : 15.5
  • Travaux dirigés : 29

effectifs minimal / maximal:

/30

Diplôme(s) concerné(s)

UE de rattachement

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée

Connaissances générales en optique géométrique, radiométrie (dans le visible et l'infrarouge thermique), aberration et conception optique (comme, par exemple, données par les enseignements de 1ère et 2ème années du cursus ingénieur de l'IOGS).

Format des notes

Numérique sur 20

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée

Vos modalités d'acquisition :

Contrôle continu

Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée écrêtée à une note seuil de 12)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6

Le coefficient de l'UE est : 34

Programme détaillé

Ces enseignements sont essentiellement construits autour de séances de 3h (ou parfois 4h) de cours/TD en salle d'informatique, c'est-à-dire d'alternance de séquences de cours et de TD applicatifs, permettant aux élèves de découvrir et maîtriser progressivement les concepts, méthodes et outils présentés. Les deux thèmes sont traités en parallèle dans les premières semaines puis combinés dans les dernières.

Esquisse d’un système optique (~12h)
• Exemple du dimensionnement d'un système imageur IR
• Quelques exemples de demandes en conception
• Étude de cas

Conception optique (avancée) avec le logiciel CodeV® (~24h)
• Introduction d'un système optique (dioptres, miroirs, surfaces asphériques, obturations, éléments basculés et décentrés, ...)
• Analyses de la qualité optique (courbes d'aberration, spot-diagram, FTM, ...)
• Optimisation de systèmes optiques (avec contraintes standard et contraintes plus complexes définies par l'utilisateur)
• Exemples de conception optique (télescope de Newton, oculaire avec contrôle de la conjugaison et des aberrations pupillaires, télescope Maksutov-Cassegrain avec mise au point interne, doublet achromatique dans l'IR thermique, télescope TMA {système à 3 miroirs asphériques hors axe}, …)
• Manipulation de systèmes multiconfigurations (zooms) simples…
• Notions de base du tolérancement de systèmes optiques, de l'analyse des effets des changements de température et de pression et des techniques de contrôle de la lumière parasite…
• Introduction aux systèmes optiques dans l'IR thermique
• ...

Association des compétences (~9h)
• Études de cas

+ cours/conférences sur la fabrication des verres et des composants optiques (8h) donnés par un professeur allemand dans le cadre d'un échange Erasmus+

Mots clés

Conception des systèmes optiques ; CSO ; Systèmes optiques d'imagerie ; CodeV
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