مهندسی اپتیک و لیزر

• تعریف

مهندسی اپتیک و لیزر رشته‏ ای است از شاخه‎ های علم فیزیک که به مطالعه خاصیت‎ ها و کاربردهای نور می‎ پردازد. این رشته شامل دستورالعمل ‏هایی در تئوری موج و مکانیک، کاربردهای الکترومغناطیس، اپتیک ‎های خطی و غیرخطی، لیزر و انرژی نوری جهت‎ دار شده و مفاهیم مشابه می ‏باشد. این رشته در زمینه ‏های مختلف از پزشکی تا مهندسی، کاربردهای فراوانی دارد.
در رشته مهندسی اپتیک و لیزر دانشجویان با انواع لیزر و اپتیک و کاربردهای آنها، اسپکتروسکوپی لیزری (اندازه گیری طول موج و فرکانس)، فن آوری ساخت قطعات اپتیکی و…آشنا می شوند و قادر به طراحی و ساخت تجهیزات اپتیکی و لیزری مورد نیاز در زمینه های مختلف می باشند.
مطالعه در مورد خواص نور در سال 1600 میلادی با ساخت تلسکوپ بوسیله گالیله برای مشاهده اجرام آسمانی شروع شد. اشخاصی مانند نیوتن در زمینه نور تحقیقات بسیاری انجام دادند. همچنین، فیزیکدان هلندی، کریستین هایگینز، در زمینه مشخصه‎ های امواج نوری پیشرفت ‎های زیادی را حاصل کرد. در سال 1864 میلادی، فیزیکدان بریتانیایی، جیمز مکسول، تئوری الکترومغناطیسی نور را ارائه داد. دو مورد از مهمترین اکتشافات قرن بیستم را می‎توان لیزر و فیبر نوری بیان کرد. اولین لیزر توسط فیزیکدان آمریکایی، تئودور اچ میمن، در سال 1960 میلادی ساخته شد. در سال 1966 میلادی، دانشمندان متوجه شدند که نور توانایی حرکت در فیبرهای شیشه‎ای را دارد. این قضیه، به کشف فیبر نوری منجر شد.

• هدف

در فن آوری پیشرفته و به ویژه در صنایع دفاعی ، تولید ، انتشار و بکارگیری نور و آشکارسازی آن در نواحی مختلف بینایی از مسائل مهم به شمار می آیند . در این راستا هدف رشته مهندسی اپتیک و لیزر تربیت افرادی نخبه در این زمینه علمی-کاربردی از علم فیزیک است که بتوانند با استفاده از اعمال فیزیک و ریاضیات و روش‌های علمی به طراحی، توسعه و عملکرد سیستم‎ های اپتیکال، لیزر و دستگاه های الکترونیکی مربوطه بپردازند.

 

 

• بازه فعالیت

 

• پروژه های علمی و پژوهشی و تحقیقاتی در دانشگاه‎ ها
• شرکت‎ های علمی و تحقیقاتی (R&D)
• کاربردهای پزشکی
• صنایع برق (الکترونیک و مخابرات)
• کاربردهای نظامی
• انرژی و کاربردهای خاص لیزر در آن
• الکترومغناطیس و مسائل مربوطه
• سازمان انرژی اتمی
• وسایل اندازه ‎گیری
• طراحی تجهیزات اپتیکی ، لیزری و اپتوالکترونیکی

 

• توانایی

• تسلط به دروس ریاضی و فیزیک
• فعال و محقق
• خلاقیت ذهنی برای ایده‎ پردازی
• استعداد و توانایی تحلیل مسائل مربوطه و ارائه راهکارهای مناسب

 

• ویژگی

 

• پژوهشگر/علمی
• واقع گرا
• نوآور
• متفکر و تحلیلگر
• جزئی نگر

 

 

 

• گرایش

فارغ التحصیلان این رشته در کارشناسی، می ‎توانند برای تحصیلات تکمیلی در رشته ‎های چون فیزیک گرایش اپتیک و لیزر، مهندسی برق مخابرات و الکترونیک و سایر رشته ‎های مربوط، در صورت واجد شرایط بودن، ادامه تحصیل دهند.

• گرایش های مقطع کارشناسی :

بر طبق مصوبه وزارت علوم، این رشته در مقطع کارشناسی دارای سه گرایش اپتیک، لیزر و اپتوالکترونیک می‌باشد. در هنگام ورود به مقطع کارشناسی، گرایش ‎ها از هم جدا نمی‎شوند‌. این اتفاق در سال‎ های آینده تحصیل در این مقطع رخ می‎دهد. این رشته در داخل کشور در دانشگاه‎ ها و گرایش‏ های محدود وجود دارد.

• گرایش های مقطع کارشناسی ارشد و دکتری:

این رشته به صورت خاص در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری دارای پذیرش نمی‎باشد. فارغ التحصیلان این رشته در کارشناسی می ‎توانند با توجه به زمینه مورد علاقه و گذراندن دروس مربوطه، برای تحصیلات تکمیلی در رشته‎ های زیر ادامه تحصیل دهند:

گرایش اپتیک و لیزر در فیزیک: از گرایش ‎های فیزیک بوده که به مطالعه خاصیت ‎ها و کاربردهای نور در صنایع مختلف می ‎پردازد.

مخابرات میدان: از گرایش‎ های مهندسی برق مخابرات بوده و مباحث آن متشکل از مفاهیم میدان و موج، آنتن و مایکروویو و مفاهیم مشابه می ‎باشد.

مهندسی الکترونیک: از گرایش‎ های مهندسی برق که با مفاهیمی چون الکترونیک در زمینه دیجیتال و آنالوگ سروکار دارد. مهندسی الکترونیک از گسترده ‎ترین و پیشرفته ‎ترین شاخه ‎های مهندسی برق محسوب می‎شود.

 

برخی دانشگاه های ایران در این زمینه

• دانشگاه صنعتی ارومیه
• دانشگاه شهید باهنر كرمان
• دانشگاه آزاد اسلامی استان تهران – واحد تهران شرق
• دانشگاه آزاد اسلامی استان تهران – واحد زنجان
• دروس
• دروس پایه

دروس پایه (مشترک همه گرایش ها): فیزیک 1، آزمایشگاه فیزیک 1، فیزیک 2، آزمایشگاه فیزیک 2 ، ریاضی عمومی 1، ریاضی عمومی 2، معادلات دیفرانسیل، شیمی عمومی 1، آزمایشگاه شیمی عمومی 1، کامپیوتر و برنامه‎ سازی، محاسبات عددی

 

• دروس اصلی و تخصصی و اختیاری :

دروس اصلی (مشترک همه گرایش ها): فیزیک مدرن، آزمایشگاه فیزیک مدرن، الکترومغناطیس 1، الکترومغناطیس 2،مکانیک کوانتومی برای اپتیک و لیزر، مکانیک کوانتومی مواد و قطعات اپتیکی، اپتیک هندسی، آزمایشگاه اپتیک هندسی، اصول طراحی دستگاه‎ های اپتیکی، کارگاه طراحی رایانه‎ ای دستگاه‎ های اپتیکی، اپتیک موجی، آزمایشگاه اپتیک موجی، لیزر 1، لیزر 2، آزمایشگاه لیزر 1، تکنیک خلاء، آزمایشگاه تکنیک خلاء، کاربرد رایانه در اپتیک و لیزر، نقشه‎ کشی صنعتی 1، آمار و احتمال در اپتیک، ریاضی مهندسی، روش ‎های ریاضی در اپتیک، موج، الکترونیک 1، آزمایشگاه الکترونیک 1، زبان تخصصی، کارآموزی، پروژه

 

دروس تخصصی گرایش اپتیک: فن ‎آوری ساخت قطعات اپتیکی، شناخت سیستم ‎های اپتومکانیکی، تداخل‎ سنجی، کنترل کیفیت در فن ‎آوری اپتیکی، اپتیک لایه ‎های نازک، طراحی و ساخت لایه  ‎های نازک اپتیکی، آزمایشگاه طراحی رایانه ‎ای لایه نازک، اپتیک فوریه، اپتیک غیرخطی 1

 

دروس تخصصی گرایش لیزر: آزمایشگاه لیزر 2، الکترونیک 2، آزمایشگاه الکترونیک 2، منابع تغذیه لیزر 1، آزمایشگاه منابع تغذیه لیزر، اسپکتروسکوپی لیزری، لیزرهای حالت جامد، ایمنی لیزر، لیزرهای قدرت

 

دروس تخصصی گرایش اپتوالکترونیک: ، الکترونیک 2، آزمایشگاه الکترونیک 2، فیزیک قطعات نیمه‎ رسانا، اپتوالکترونیک، پردازش نوری علائم و تصاویر، مدارهای مجتمع نوری، فیزیک و فن‏آوری مادون قرمز، چشمه‎ ها و آشکارسازها

 

• فرصت

 

• مراکز محل فعالیت غیر مستقل:

 

• سازمان انرژی اتمی
• صنایع نظامی
• مراکز تحقیقاتی صنعتی کارخانه های بزرگ
• بیمارستان ها و مراکز درمانی

 

• مراکز محل فعالیت مستقل:

 

• تأسیس شرکت خصوصی در زمینه طراحی تجهیزات اپتیکی و لیزری

 

• سطح درآمد:

میزان درآمد اشخاص به المان ‎های بسیاری از قبیل شرکت/موسسه/دانشگاهی که شخص در آن فعالیت می ‎کند، نوع قرارداد، میزان تحصیلات، تخصص، خلاقیت و قدرت ذهنی، ادامه زندگی در داخل و یا خارج از کشور بستگی دارد.

• وضعیت خارج از کشور

وضعیت تحصیل و کار برای افرادی که بخواهند در این رشته در خارج از کشور مشغول شوند، در کشورهای پیشرفته از نظر تکنولوژی در این زمینه همچون ایالات متحده آمریکا، کانادا، آلمان، سوئیس، روسیه بسیار عالی می‎باشد. برای ادامه تحصیل در این رشته در مقاطع بالاتر (ارشد و دکتری) امکان اخذ حمایت‎های مالی از دانشگاه‎های معتبر دنیا، بشرط رزومه قوی اشخاص، وجود خواهد داشت. تحصیل در این رشته در کشورهایی که تکنولوژی مدرن و پیشرفته دارند، می‎تواند بسیار آینده‎دار باشد. با توجه به کاربردهای مختلف این رشته در صنعت برق، صنایع نظامی، صنایع هسته‎ای و غیره، زمینه کار زیادی برای افراد متخصص در این زمینه موجود می‎باشد.

 

• دانشگاه های مطرح دنیا در این رشته :
• Georgia Institute of Technology
• University of Texas at Austin
• Pennsylvania State University
• University of Arizona
• University of Central Florida
• University of New Mexico
• University of Rochester
• افراد موفق

چارلز هارد تاونز : فیزیکدان آمریکایی بود که در مورد لیزر و میزر تحقیقات بسیار داشت.
علی جوان : فیزیک‌دان و مخترع ایرانی که اولین لیزر گازی هلیوم _ نئون دنیا ساخته وی می‌باشد. او استاد بازنشسته دانشکده فیزیک دانشگاه ام آی تی و ساکن ایالات متحده آمریکا بود.

 

• منابع

 

www.wikipedia.org
www.topuniversities.com
www.mymajors.com
www.gatech.edu
http://www.kanoon.ir
www.uut.ac.ir
سازمان سنجش آموزش کشور
چارت وزرات علوم
پروفایل سنتر