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        Anno Accademico 2012 - 2013

Strumentazione Ottica (parte A + B)   

Anno Accademico 2012-2013

Visualizzazione Estesa
Orario Lezioni Calendario Esami
Esercitatori
Corso di Laurea Laurea Triennale in Ottica
Anno di Corso: Libero III ann
Periodo Didattico
Annuale
C.F.U.6
Codice Ateneo 20402206
Obiettivi: 
A PARTIRE DALLE CONOSCENZE ACQUISITE CON IL CORSO DI FISICA DI OTTICA GEOMETRICA, LABORATORIO OTTICA E OPTOMETRIA L’OBIETTIVO DI QUESTO CORSO È QUELLO DI COMPLETARE LA FORMAZIONE NELLE APPLICAZIONI OTTICHE. L'OBIETTIVO FONDAMENTALE DEL CORSO È DI FORNIRE AGLI STUDENTI QUELLE COMPETENZE INEVITABILI PER AFFRONTARE L'ATTIVITA 'PROFESSIONALE COME OTTICO O COME OPTOMETRISTA, O PIÙ IN GENERALE IN OTTICA. AL TERMINE DEL CORSO CI ASPETTIAMO CHE GLI STUDENTI SAPPIANO DESCRIVERE LE BASI DEGLII STRUMENTI OTTICI PIÙ COMUNI, IDENTIFICARNE E DESCRIVERNE LE PARTI COSTITUENTI. CI ASPETTIAMO ANCHE CHE GLI STUDENTI ACQUISISCANO LE CONOSCENZE FONDAMENTALI PER LA COMPRENSIONE DEL LASER USATO PER LE APPLICAZIONI OFTALMICHE. STARTING FROM THE KNOWLEDGES ACQUIRED THROUGH THE COURSE OF GEOMETRIC OPTICS, OPTICAL LABORATORY AND OPTOMETRY THE OBJECTIVE OF THIS COURSE IS TO COMPLETE THE TRAINING IN OPTICAL APPLICATIONS. THE FUNDAMENTAL GOAL OF THE COURSE IS TO PROVIDE THE STUDENTS WITH THOSE SKILLS UNAVOIDABLE TO COPE THE SPECIAL PROFESSIONAL ACTIVITY AS DISPENSING OPTICIAN, OR MORE GENERALLY OPTICS. AT THE END OF THE COURSE WE EXPECT THAT THE STUDENTS WILL KNOW HOW TO DESCRIBE THE BASIS OF MOST DIFFUESED OPTICAL INSTRUMENTS, IDENTIFY AND DESCRIBE THEIR CONSTITUENT PARTS. WE EXPECT ALSO THAT THE STUDENTS WILL ACQUIRE THE BASIC KNOWLEDGES FOR UNDERSTANDING OF THE LASER IN ITS USE FOR OPHTHALMIC APPLICATIONS.        
Programma:
Parte A STRUMENTAZIONE OTTICA Part A (Italiano) [Stefani-Fontana] Lenti Sottili Singola superfice rifrangente, Lenti Sottili, Ingrandimento. Lenti spesse Potere equivalente, Poteri dei vertici, Il metodo della slitta nodale. Specchi Specchi piani, Specchi sferici, Specchi asferici. Aberrazioni Aberrazioni sferiche, Lunghezza d’onda standard e numero di Abbe,Aberrazioni della sfericità della lente , Aberrazione sferica di uno specchio, Coma, Astigmatismo Obliquo,Curvatura di Campo, Distorsione, Aberrazione cromatica, Il prsima e il doppietto acromatico, Aberrazioni di Seidel al terzo ordine, la classificazione di Taylor and Zernike. Disegno delle lenti Tracciamento dei raggi trigonometrici, Raggi obliqui, Disegno delle lenti mediante CAD, Algebra delle matrici, Sistemi di matrici, Matrici di traslazione, Matrici di rifrazione, Matrice di sistema, Sistema a due lenti, Matrici oggetto-immagine, il vertice frontale della matrice del piano focale secondario,Relazioni vertice-vergenza, La notazione abcd. Stop e pupille ed effetti correlati Stop, Pupilla, Campo di vista, Campo di vista di un ingranditore a messa a fuoco, Sistema Multi-componenti, Pupilla di entrata e di uscita. Sistemi Ottici. TELESCOPI. Telescopi Refrattivi, Telescopi a riflessione, Campo di vista angolare e pupilla di dingresso e di uscita,Telescopi Terrestri: Huygenian, Ramsdes e a quattro lenti, Telescopi con ampio campo di vista, MICROSCOPI. Il Microscopio semplice(i.e. la Lente di Ingrandimento),Il Microscopio Composto, Apertura numerica, Apertometri, L’OCCHIO. L’occhio schematico di Gullstrand. Emmetropia e Ametropia, Ottica Visuale dell’occhio Emmetrope,La formula dell’Ametropia, L’ottica visuale dell’occhio ametrope, l’immagine retinica di base, la correzione delle ametropie sferiche, Lenti per occhiali, Ingrandimento, Accomodazione, Presbiopia, Astigmatismo, l’equazione di Newton Equation, Lenti per occhiali. PHOTO CAMERAS. Lenti per macchine fotografiche, Telemetri. SPETTROSCOPI PRISMATICI. Spettroscopio a reticolo. PROIETTORI. IIlluminanza intrinseca e fattori di trasmissione. Intensità ed illuminazione. SISTEMI A RIFLESSIONE Valutazione dei sistemi Il criterio di Rayleigh per la determinazione del potere risolutivo di uno strumento. Potere risolutivo dell’occhio. Potere risolutivo del telescopio. Potere risolutivo del reticolo. Potere risolutivo del Prisma. Potere risolutivo del microscopio ottico. La funzione di trasferimento. Determinazione sperimentale della funzione di trasferimento. Esempi di sistemi reali. Fotometria Luminosità ed energia radiante, Flusso e definizione di Lumen,Intensità luminosa, Illuminazione da sorgenti diverse, Fotometria e distribution Spettrale della energia luminosa, Luminanaza e Brillanza. Colori Colorimetria, Composizione additive dei colori, Tricromatismo delle sorgenti luminose, Lunghezza d’onda dominante e purezza. Strumenti oftalmici. Focimetris, Raggioscopi e cheratometri, Oftalmoscopi, L’optometro di Badal Optometri, Strumenti per la misura della visioni binoculare, Retinoscopi, Optometri obiettivi, La lampada a fessura,Tonometri, Il disco di Placido. Optical Instruments Part A (English) [Stefani-Fontana] Thin lenses Single refracting surface, Thin lenses, Magnification Thick Lenses Equivalent power, Vertex powers, Nodal Slide method Mirrors Plane mirrors, Spherical Mirrors, A spherical Mirrors Aberrations Spherical Aberrations, Standard wavelength and Abbe number, Aberrations of lenses sphericity, Spherical aberration of a mirror, Coma, Oblique Astigmatism, Curvature of Field, Distortion, Chromatic Aberrations, The achromatic prims and doublet, The Seidel of Third order Aberrations, Taylor and Zernike Classifications. Lens Design Trigonometric Ray Tracing, Skew Rays, Computer-Aided Lens Design, Matrix Algebra, System matrices, The translation matrix, The refraction matrix, The system matrix, Two lenses systems, The Object-Image Matrix, The front vertex to secondary focal plane matrix, Vertex vergence relations, The abcd notation. Stops and pupils and related effects Stop, Pupils, Field of view, Field of view of a thin collimating magnifier, Multi-components systems, Entrance and Exit pupils. Optical systems. TELESCOPES. Refracting Telescopes, Reflecting Telescope, Angular field of view entrance and exit pupils, Terrestrial Eyepieces: Huygenian, Ramsdes and four lenses, Wide field sighting telescopes, MICOSCOPES. The simple Microscope (i.e. the Magnifying Lens),The Compound Microscope, Numerical aperture,Apertometers, THE EYE. Gullstrand’s Schematic Eyes. Emmetropia and Ametropia, Visual Optics of Emmetropia, The Ametropia Formula, Visual Optics of Spherical Ametropia, The Basic Retinal Image Size, The Correction of Spherical Ametropia, Spectacle Lenses, Magnification, Accommodation, Presbyopia, Astigmatism, Newton’s Equation, Spectacle lenses. PHOTO CAMERAS. Photo camera Lenses, Telemeters. PRISMATIC SPECTROSCOPES. Grating Spectroscope. PROJECTORS. Intrinsic brightness and transmission factors. Intensity and illumination. REFLECTING SYSTEMS Systems Evaluation Rayleigh’s criterion for the determination of the instrumental resolving power. Eye’s resolving power. Telescope’s resolving power. Resolving power of a grating. Prism Resolving power. Optical Microscope’s resolving power. Transfer Functions The Experimental Determination Of the Transfer function. Examples of actual systems Photometry Luminosity and radiant energy, Flux and definition of Lumen, Luminous intensity, Illumination from different sources, Photometry and Spectral distribution of luminous energy, Luminance and Brilliance. Colours Colorimetry, Colours additive composition, Trichromatism of light sources, Dominant wave length and purity Ophthalmic instruments. Focimeters, Ridioscopes and keratometers, Ophthalmoscopes, The Badal optometer Optometers, Binocular vision testing instruments, Retinoscopy, Objective optometers, The slit lamp, Tonometry, The Placido discs. Parte B STRUMENTAZIONE OTTICA Parte B [Simoni] Interference, Coerenza e Tomografia a Coerenza Ottica Onde elttromagnetiche in mezzi non-dissipativ I - Interferenza –Coerenza – Grado di coerenza e larghezza spettrale – Misure di Lunghezze micrometriche per applicazioni endoscopiche – Fondamenti di Tomografia a Coerenza Ottica (OCT) – Risoluzione spaziale. –Rappresentazione schematica dell’apparato per OCT – Applicazioni biomediche della tecnica OCT. Raggio Laser Interazione radiazione-materia – Assorbimento della luce e amplificazione della luce – Saturazione del guadagno o dell’assorbimento – Regime di oscillazione Laser– Proprietà del raggio laser – Spettro di emissione – Divergenza del raggio laser – Sistemi a tre e quattro livelli – Potenza di emissione – Laser impulsati e laser accordabili. Interazione Laser – Tessuti Biologici Effetti macroscopiceidell’interazione della luce con la materia: riflessione, trasmissione, assorbimento, diffusione – Assorbimento e coefficiente di estinzione della diffusione – Coefficiente di estizione dell’Acqua e dei tessuti biologici – Mappe dell’interazione Laser-tessuti biologici –Effetti fotochimici – Effetti fototermici – Fotoablazione – Fotodistruzione – Applicazioni alla chirurgia oculare. Optical Instruments Part B [Simoni] Interference, Coherence and Optical Coherence Tomography Electromagnetic waves in no dissipative media - Interference – Coherence – Coherence degree and spectral width – Micro metric length measurements for endoscopic applications – Fundamentals of Optical Coherence Tomography (OCT) – Space Resolution - Schematic draw of the OCT equipment – Biomedical Application of OCT technique. Laser Beam Radiation-Matter Interaction – Light Absorption and Light Amplification – Saturation of the Gain or of the Absorption – Laser Oscillation Regime – Laser Radiation Properties – Emission Spectrum – Laser Beam divergence – Three and Four levels Systems – Emission power – Pulsed Lasers and tunable Lasers. Laser Interaction – Biological Tissues Macroscopic effects of the interaction of light with matter: reflection, transmission, absorption, diffusion – Absorption and diffusion extinction Coefficient – Water and biological tissues extintion coefficients – Laser-tissues interaction Map – Photochemical effects – Photothermal effects – Photoablation – Photodesctruction – Application to Ocular Surgery.        
Materiale Didattico: (Jenkins and White)Ottica [Ambrosiana]
(Landsberg)Ottica [Edizioni MIR]
(Johnson)Optics and Optical Instruments [Dover]
(Sears)Ottica [Editrice Ambrosiana]
Note:       L'insegnamento "Strumentazione Ottica (parte A+B)" è suddiviso in due moduli tenuti rispettivamente dal Prof. GiovanniStefani/Fabrizio Fontana e dal Prof. Francesco Simoni.  Altri Testi di Riferimento/Reference Books: Appunti dei Professori/Lecture Notes. (Oleari C.) Misurare il Colore [Hoepli, Milano, 2012] (Ronchi V.) Optics [Dover, New York, 1957] (Obstfeld H.) Optics in Vision, [Butterworths, Boston, 1982] (Meyer-Arendt J. R.) Introduction to Classical and Modern Optics [Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1972] (Simth G. and Atchinson A.) The eye and visual optical instruments. [Cambridge, Cambridge, 2008] (Keating M. P.) Geometrical, Physical and Visual Optics [ Butterworths, Boston, 2002]         
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