Motivazioni del corso.

I moderni strumenti scientifici sono sempre più complessi e la loro realizzazione è conseguentemente sempre più spesso assegnata a gruppi di lavoro multidisciplinari, spesso internazionali. Le competenze necessarie alla loro realizzazione sono sempre più estese e specifiche: in questo contesto mi pare necessaria la presenza di persone  appositamente formate per affrontare il processo ideativo e realizzativo che partendo dalle necessità scientifiche del momento, possano in autonomia e usando i moderni strumenti scientifici di progettazione, arrivare ad una proposta realizzativa degli opportuni strumenti ottici necessari per adempiere gli scopi. La progettazione ottica è alla base degli strumenti osservativi per l’astrofisica ed è sempre più richiesta anche in molte altre discipline, dalle scienze applicate alla ricerca di base, all’industria.

L’Università di Firenze opera in un territorio che da sempre ha una grande vocazione nel settore dell’Ottica e pare dunque opportuno l’accensione di un corso che di questi argomenti faccia il suo cuore principale.

La formazione di personale qualificato nella progettazione ottica risulta non solo utile al nostro territorio, ma alla ricerca italiana in generale e all’INAF nello specifico: attualmente le competenze del settore, peraltro grandi, si sono formate quasi per caso, spesso in maniera autodidattica.

Credo che sia opportuno dare l’opportunità agli studenti di poter conoscere questa disciplina e apprenderne le basi, sapendo che la loro formazione specifica, inserita in un corso di laurea in fisica, astrofisica  o ingegneria, darà loro modo di essere appetibili per enti di ricerca, in testa l’INAF, oltre che ad aziende nazionali o internazionali.

 

 Scopo del corso.

Il corso si propone di formare, all’interno del corso di laurea in fisica, astrofisica, chimica  o ingegneria, persone in grado di progettare strumenti ottici operanti dal THz fino X-UV tenendo conto delle limitazioni imposte dai materiali, dalle condizioni ambientali in cui andranno ad operare, dalle tempistiche e modalità realizzative.

 

Strumenti necessari allo svolgimento del corso.

Il corso farà uso del software di progettazione ottica attualmente maggiormente in uso: trattasi del programma OpticStudio della Zemax[1] e la cui conoscenza diretta da parte degli studenti ritengo sia fatto imprescindibile e punto di forza del corso proposto.

Il software sarà reso disponibile non solo per l’intera durata del corso, ma per il tempo che si ritenga necessario affinchè gli studenti sviluppino una loro autonomia progettuale. Il software potrà girare su PC privati degli studenti o messi  loro a disposizione dall’università, purchè dotati di sistema operativo  Microsoft Windows.

 

Basi richieste.

Oltre le usuali conoscenze proprie di un qualunque corso di laurea in fisica, astrofisica o ingegneria è richiesta la conoscenza dell’ottica geometria e della teoria delle aberrazioni.

 

Argomenti del corso.

·            Analisi degli “Science Cases” e individuazione delle criticità ottiche della strumentazione volta al loro studio;

·            teoria della propagazione ottica;

·            metodologia di funzionamento dei programma di progettazione ottica: dispersione, definizione di materiali,

·            introduzione all’uso del programma di progettazione ottica Zemax;

·            analisi di progetti ottici esemplificativi sia sequenziali che non;

·            Studio di sistemi diffrattivi visibili ed infrarossi;

·            Studio delle procedure di ottimizzazione;

·            Configurazioni multiple, sistemi 3D e simulazione dell’immagine;

·            Analisi delle tolleranze;

·            Analisi delle specifiche costruttive di ottiche;

·            Metodologia d’uso dei progetti ottici con programmi di progettazione meccanica 3D;

·            Introduzione alla programmazione dello Zemax Programming Language (ZPL);

 

·            Introduzione al concetto di analisi agli elementi finiti (FEM) per lo studio di sollecitazioni meccaniche e termiche di elementi ottici e strutturali

(seminari in collaborazione con il Dott. Ciro del Vecchio, 6-8 ore);

·            Introduzione alle tecniche di gestione di un progetto di lavoro: ruoli, compiti e competenze delle figure presenti in un team di lavoro (4-6 ore).