یکی از شاخه‌های علم فیزیک، اپتیک نام دارد که در آن رفتار و خواص نور مرئی، مادون قرمز و فرابنفش بررسی می‌شود. همچنین این علم در رشته‌هایی نظیر ستاره شناسی، پزشکی، مهندسی و عکاسی کاربرد دارد. لیزر هم در تولیدات صنعتی، صنعت چاپ و پزشکی نقش موثری دارد. در انتخاب رشته مهندسی اپتیک موارد زیر را توجه کنید.
در یک دوره زمانی کوتاه، لیزرها از یک تحقیق صرف به ابزاری که به‌طور فزاینده ای مفید و تجاری برای پردازش مواد، اندازه گیری‌های دقیق، جراحی، ارتباطات و سرگرمی است، انتقال داده شده‌اند.تئوری‌ها و آمورش‌های موجود مربوط به نوری‌های هندسی، نوری فیزیکی، اپتیک کوانتومی و فیزیک لیزر را در حالی که آن‌ها را به برنامه‌های کاربردی در مناطقی مانند مکانیک سیال، احتراق، تجزیه و تحلیل سطح، پردازش مواد و ماشین‌های لیزر متصل می‌کند خلاصه می‌کند.
رشته مهندسی اپتیک
مهندسی اپتیک زمینه مطالعه است که بر روی کاربردهای اپتیک تمرکز دارد. طراحان نوری قطعات اجرایی دستگاه‌های نوری مانند لنزها، میکروسکوپ‌ها، تلسکوپ‌ها و دیگر تجهیزات را که از خواص نور بهره می‌برند طراحی می‌کنند. دستگاه‌های دیگر شامل سنسورهای نوری و سیستم‌های اندازه گیری، لیزر، سیستم‌های ارتباطی فیبر نوری، سیستم‌های دیسک نوری (مانند CD، DVD) و غیره هستند.
از آنجایی که مهندسان اپتیک می‌خواهند طراحی و ساخت دستگاه‌هایی را انجام دهند که نور را مفید می‌دانند، باید علم اپتیک را با جزئیات بیشتری درک کنند و از علم فیزیکی برای دستیابی به آن (فیزیک و شیمی) استفاده کنند. با این حال، آن‌ها همچنین باید بدانند که چه چیزی از لحاظ تکنولوژی، مواد، هزینه‌ها، روش‌های طراحی و غیره کاربرد دارد. مانند دیگر زمینه‌های مهندسی، کامپیوترها برای بسیاری از (شاید بیشتر) مهندسان نوری مهم هستند. آن‌ها با ابزار، برای شبیه سازی، طراحی و برای بسیاری از برنامه‌های کاربردی دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهندسان اغلب از ابزار رایانه رایج مانند صفحات گسترده و زبان برنامه‌نویسی استفاده می‌کنند و از استفاده نرمافزار تخصصی نوری به‌طور خاص برای زمینه خود استفاده می‌کنند.
دروس اصلی
مواردی که دانشجویان در طول مدت تحصیل مورد مطالعه قرار می‌دهند عبارت اند از:
- انواع لیزر و اپتیک و کاربردهای آن‌ها
- اسپکتروسکوپی لیزری (اندازه گیری طول موج و فرکانس)،
- فن‌آوری ساخت قطعات اپتیکی
- انتشار و به‌کارگیری نور
- نواحی مختلف بینایی
- برهمکنش نور باماده
نرم‌افزارهای کاربردی مهندسی اپتیک
مهندسین اپتیک از طیف وسیعی از نرم‌افزارها برای طراحی، شبیه سازی و تحلیل سیستم های اپتیکی استفاده می کنند. اینها تنها تعدادی از نرم‌افزارهای کاربردی مهندسی اپتیک هستند. نرم‌افزارهای دیگری نیز وجود دارند که می‌توانند برای وظایف خاص مانند طراحی لنز، تحلیل فیبر نوری یا شبیه سازی سیستم های تصویربرداری استفاده شوند. فارغ‌اتحصیلان این رشته‌ی مهندسی می‌بایست علاوه بر تسلط بر دروس اصلی گذرانده شده، دانش استفاده از نرم افزارهای تخصصی مربوطه را نیز دارا باشند تا بتوانند موقعیت شغلی مناسب را برای خود برگزینند.برخی از رایج ترین این نرم‌افزارها عبارتند از
نرم‌افزارهای CAD اپتیک:
Zemax
این نرمافزار برای طراحی و شبیه سازی سیستم های اپتیکی نوری و لیزری استفاده می شود. Zemax دارای مجموعه کاملی از ابزارها برای مدل سازی اجزای اپتیکی، تجزیه و تحلیل عملکرد سیستم و بهینه سازی طراحی است.
OSLO
این نرمافزار دیگری برای طراحی و شبیه سازی سیستم های اپتیکی نوری و لیزری است. OSLO شبیه به Zemax است و دارای مجموعه مشابهی از ابزارها برای مدل سازی، تجزیه و تحلیل و بهینه سازی است.
Synopsys Optical System Designer
این نرمافزار مجموعه ای از ابزارها را برای طراحی، شبیه سازی و تحلیل سیستم های اپتیکی نوری و لیزری ارائه می دهد. Optical System Designer همچنین دارای ویژگی هایی برای طراحی مدارهای مجتمع اپتیکی و سیستم های میکرو اپتیک است.
نرم‌افزارهای شبیه سازی اپتیک
نرم‌افزارهای شبیه سازی اپتیک، ابزارهایی قدرتمند برای مدل سازی و پیش بینی رفتار نور در سیستم های اپتیکی هستند. این نرم‌افزارها به مهندسان و دانشمندان اپتیک اجازه می دهد تا طیف وسیعی از پدیده های نوری را شبیه سازی کنند، از جمله:
COMSOL Multiphysics
این نرمافزار یک ابزار شبیه سازی چند فیزیکی است که می تواند برای مدل سازی و شبیه سازی طیف وسیعی از پدیده های فیزیکی از جمله اپتیک استفاده شود. COMSOL Multiphysics دارای مجموعه کاملی از ابزارها برای مدل سازی اجزای اپتیکی، حل معادلات دیفرانسیل جزئی (PDE) و تجزیه و تحلیل نتایج است.
این نرمافزار یک ابزار شبیه سازی اپتیکی است که برای مدل سازی و شبیه سازی طیف وسیعی از پدیده های اپتیکی از جمله انتشار نور، پراکندگی و اثرات غیرخطی استفاده می شود. Lumerical دارای مجموعه کاملی از ابزارها برای مدل سازی اجزای اپتیکی، حل معادلات ماکسول و تجزیه و تحلیل نتایج است.
این نرمافزار مجموعه ای از ابزارها را برای شبیه سازی طیف وسیعی از پدیده های اپتیکی از جمله انتشار نور، پراکندگی و اثرات غیرخطی ارائه می دهد. Optisuite همچنین دارای ویژگی هایی برای طراحی و بهینه سازی سیستم های اپتیکی است.
نرم افزارهای تحلیل اپتیک
نرم‌افزارهای تحلیل اپتیک، ابزارهایی قدرتمند برای تجزیه و تحلیل عملکرد سیستم های اپتیکی هستند. این نرم‌افزارها به مهندسان و دانشمندان اپتیک اجازه می دهد تا طیف وسیعی از ویژگی های سیستم های اپتیکی را بررسی کنند، از جمله:
MATLAB
این نرمافزار یک محیط محاسباتی عددی است که می توان از آن برای تحلیل طیف وسیعی از داده های اپتیکی استفاده کرد. MATLAB دارای مجموعه کاملی از ابزارها برای تجزیه و تحلیل داده ها، رسم نمودار و ایجاد الگوریتم های سفارشی است.
انتخاب نرمافزار مناسب برای یک کار خاص به عوامل مختلفی از جمله نوع سیستم اپتیکی، نوع تحلیل مورد نیاز و بودجه پروژه بستگی دارد.
بازار کار رشته مهندسی اپتیک
بازار کار مهندسی اپتیک، هم در ایران و هم در خارج از کشور، فرصت‌های شغلی متنوعی را ارائه می‌دهد. تقاضا برای مهندسین اپتیک در صنایع مختلفی از جمله:
- صنایع پزشکی: مانند تولید لیزرهای جراحی، دستگاه‌های تصویربرداری پزشکی و لنزهای تماسی
- صنایع مخابراتی: مانند تولید فیبر نوری، کابل‌ها و قطعات اپتیکی
- صنایع هوافضا: مانند تولید سیستم‌های هدایت و ناوبری، لیزرها و سنسورها
- صنایع دفاعی: مانند تولید لیزرها، اپتیک‌های پیشرفته و سیستم‌های تصویربرداری
- صنایع تحقیقاتی: مانند انجام تحقیقات در زمینه‌های مختلف اپتیک و لیزر
عوامل تاثیر گزار بر بازار کار مهندسی اپتیک
رشد و توسعه فناوری:
پیشرفت‌های مداوم در فناوری‌های اپتیکی منجر به ایجاد فرصت‌های شغلی جدید در این زمینه می‌شود.
افزایش تقاضا برای محصولات اپتیکی:
تقاضا برای محصولاتی مانند لیزر، فیبر نوری و لنزهای اپتیکی در حال افزایش است که این امر به نوبه خود بر تقاضا برای مهندسین اپتیک تاثیر می‌گذارد.
مهاجرت:
مهاجرت مهندسین اپتیک به کشورهای دیگر می‌تواند بر بازار کار این رشته در هر دو کشور مبدا و مقصد تاثیر بگذارد.
بازار کار مهندسی اپتیک در ایران
با توجه به نیاز روزافزون کشور به فناوری‌های اپتیکی، پیش‌بینی می‌شود که بازار کار مهندسی اپتیک در ایران در سال‌های آینده از رونق خوبی برخوردار باشد.
دولت ایران نیز در حال سرمایه‌گذاری در زمینه توسعه‌این رشته تحصیلی است که این امر می‌تواند به افزایش فرصت‌های شغلی برای فارغ‌التحصیلان این رشته کمک کند.
با این حال، رقابت برای یافتن شغل در این رشته در ایران می‌تواند چالش‌برانگیز باشد.
مهندسین اپتیک برای موفقیت در این بازار کار باید از مهارت‌ها و دانش به‌روز برخوردار باشند.
بازار کار مهندسی اپتیک در خارج از کشور
- تقاضا برای مهندسین اپتیک در کشورهای توسعه‌یافته مانند ایالات متحده، آلمان و ژاپن بسیار بالا است.
- درآمد مهندسین اپتیک در این کشورها نیز به طور قابل توجهی بیشتر از ایران است.
- با این حال، برای کار در این کشورها، مهندسین اپتیک باید از مدارک و مجوزهای لازم برخوردار باشند.
- همچنین باید به زبان انگلیسی مسلط باشند.
- در مجموع، بازار کار مهندسی اپتیک هم در ایران و هم در خارج از کشور فرصت‌های شغلی امیدوارکننده‌ای را ارائه می‌دهد.
- با وجود چالش‌هایی مانند رقابت، تقاضا برای مهندسین اپتیک در حال افزایش است.
- مهندسین اپتیکی که از مهارت‌ها و دانش به‌روز برخوردار باشند، می‌توانند از فرصت‌های شغلی خوبی در این رشته بهره‌مند شوند.
همچنین فارغ‌التحصیلان این رشته می‌توانند در حوزه‌های زیر به فعالیت بپردازند:
- بیمارستان‌ها و مراکز درمانی
- صنایع نظامی
- سازمان انرژی اتمی
- آزمایشگاه‌های تحقیقاتی صنعتی
- کارخانه‌ها
- موارد طراحی، نگهداری و تعمیر تجهیزات اپتیکی، لیزری و اپتوالکترونیکی