مهندسان اپتیک در تحقیق و طراحی برنامه‌های کاربردی در زمینه‌های مختلف از مفاهیم نوری استفاده می‌کنند. رشتۀ مهندسی اپتیک و لیزر، که شامل خواص نور و ارتباط آن با ماده است، یک شاخه از فیزیک و مهندسی است.
اپتیک یعنی چه؟
اپتیک به بررسی رفتار نور میان مواد مختلف مانند شیشه، پلاستیک، هوا و… می‌پردازد. این علم درک و کنترل رفتار نور با استفاده از عدسی‌ها، ذرات خاکستری، آینه‌ها و دستگاه‌های دیگر را شامل می‌شود.
کاربردهای رشتۀ اپتیک:
– ساخت و طراحی لنزها و عدسی‌ها برای دوربین‌ها، میکروسکوپ‌ها و سایر تجهیزات نورپردازی.
– طراحی سیستم‌های نورپردازی و نورسنجی.
– کنترل و کاهش اثرات نوری مانند انکسار، پراش و خستگی چشم.
– تکنولوژی نورسنجی و سنسوری.
لیزر چیست؟
لیزر به‌عنوان یک فناوری است که بر اساس تقویت نور از طریق انبوهی از فوتون‌ها کار می‌کند. لیزرها در موارد مختلفی مانند: پزشکی، مخابرات، صنعت، پوشش، تحقیقات علمی و … استفاده می‌شوند.
کاربردهای لیزر
1- پزشکی: لیزر به‌عنوان ابزاری قدرتمند در جراحی لیزری، زالودهی، اصلاح بینایی و درمان بیماری‌های پوستی استفاده می‌شود.
2- مخابرات: لیزر در ارتباطات نوری برای انتقال اطلاعات با سرعت بالا به کار می‌رود.
3- صنعت: لیزر در برش، جوشکاری و نشت کنترل بهینه‌ای در صنعت استفاده می‌شود.
4- تحقیقات علمی: لیزر در فیزیک، شیمی، بیولوژی و سایر رشته‌های علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
با توجه به کاربردهای گسترده اپتیک و لیزر در علوم مختلف، این رشته می‌تواند به دانشجویان علاقه‌مند به فیزیک، مهندسی برق، مهندسی مکانیک و پزشکی فرصت‌های شغلی مناسبی را ارائه دهد.
گرایش‌های رشته اپتیک و لیزر
الکترواپتیک (Electro-optics):
الکترواپتیک به بررسی تأثیر میدان‌های الکتریکی بر رفتار نور می‌پردازد. این گرایش شامل مطالعه جذب و پراکندگی نور تحت‌تأثیر میدان‌های الکتریکی، کریستال‌ها و مواد الکترواپتیک، تجهیزات الکترواپتیکی و دستگاه‌های الکترواپتیکی است.
فتونیک (Photonics):
فتونیک به مطالعه تولید، تفسیر و کنترل نور با استفاده از فوتون‌ها می‌پردازد. این گرایش در برگیرندۀ طراحی و ساخت سیستم‌ها و دستگاه‌های الکترونیکی-نوری است که در حوزۀ ارتباطات نوری، حسگرهای نوری، پردازش نوری و تصویربرداری استفاده می‌شوند.
فیزیک (Physics):
گرایش فیزیک در رشتۀ اپتیک و لیزر به بررسی اصول و پدیده‌های فیزیکی مرتبط با نور می‌پردازد. این گرایش شامل مطالعۀ مفاهیم اپتیکی و لیزری مانند انکسار، پراکندگی، انتقال نور، تداخل و تقویت نور است.
نانوفیزیک (Nanophysics):
نانوفیزیک به مطالعه خواص و رفتار نور در ساختارهای نانومتری می‌پردازد. این گرایش شامل مباحثی همچون نانوساختارها، فوتونیک نانومتری، اپتیک نانومتری و تجزیه و تحلیل نور در سطح نانومتری است.
مهندسی هسته‌ای(Nuclear Engineering):
این گرایش به استفاده از اپتیک و لیزر در کاربردهای هسته‌ای می‌پردازد، مانند تولید لیزرهای پلاسمای هسته‌ای برای دستیابی به شرایط فوق‌العاده گرم و چگال و کنترل فشار و دما در آزمایشگاه‌های هسته‌ای.
آموزش فیزیک (Physics Education):
این گرایش مربوط به تدریس و ترویج آموزش فیزیک و اپتیک و لیزر به دانش‌آموزان و دانشجویان می‌پردازد.
فناوری پلاسما (Plasma Technology):
فناوری پلاسما به مطالعه و کاربرد پلاسما در حوزۀ اپتیک و لیزر می‌پردازد. پلاسما یک حالت خاص ماده است که شامل گازهای یونیزه شده و ذرات باردار است. در این گرایش، اصول و کاربردهای پلاسما در تولید لیزر، نانوتکنولوژی، پراکنش نوری و سایر حوزه‌های مرتبط بررسی می‌شوند.
بازار کار و آینده شغلی رشتۀ اپتیک و لیزر
- پزشکی و زیباسازی پوست:
در حوزۀ پزشکی، تکنولوژی‌های اپتیک و لیزر در تشخیص، درمان و زیباسازی پوست استفاده می‌شود. مثال‌هایی از این فضا عبارتند از: لیزرهای درمانی جهت حذف نقاط قرمز، خال‌ها و جوش، لیزرهای زیبایی برای لیفتینگ و جوانسازی پوست و دستگاه‌های تصویربرداری مانند توموگرافی اپتیکال کوهرن.
- افزایش قدرت دفاعی بدن:
در این حوزه، تحقیقات در زمینۀ استفاده از لیزر و اپتیک برای تقویت سیستم ایمنی بدن و افزایش قدرت دفاعی مورد بررسی قرار می‌گیرد. این شامل استفاده از لیزر در طب فیزیکی، تراپی نوری و تحقیقات مرتبط با فوتوبیومدیکال است.
- بیماری دهان، دندان و سردرد میگرن:
در حوزۀ دندانپزشکی، فناوری‌های اپتیک و لیزر به‌عنوان روش‌های پیشرفته در درمان بیماری‌های دهان و دندان و همچنین کاهش درد و التهاب‌های مرتبط با سردرد میگرن استفاده می‌شود.
- نظامی:
در صنعت نظامی، تکنولوژی‌های اپتیک و لیزر شامل سیستم‌های نورپردازی، سنجش و بررسی سطح، تصاویربرداری اپتیکال و دستگاه‌های پیشرفته شناسایی می‌شوند.
- انرژی اتمی:
اپتیک و لیزر در بخش انرژی اتمی نقش مهمی را ایفا می‌کند، به‌عنوان مثال در تولید و تحقیقات لیزرهای پلاسمای هسته‌ای جهت استفاده در فناوری هسته‌ای.
- کارخانه‌ها و صنعت:
اپتیک و لیزر در مراکز تحقیقاتی صنعتی و کارخانه‌های بزرگ نقش مهمی را در طراحی و تعمیر دستگاه‌های اپتیک و لیزر بازی می‌کنند. این شامل توسعه و بهینه‌سازی دستگاه‌های لیزر، سیستم‌های تصویربرداری، سنسورهای نوری و دستگاه‌های اپتیکال دیگر است.
- طراحی و تولید دستگاه‌های پزشکی:
در زمینۀ طراحی و تولید دستگاه‌های پزشکی با استفاده از تکنولوژی‌های اپتیک و لیزر، مانند سیستم‌های تصویربرداری پزشکی، دستگاه‌های لیزر جراحی و ابزارهای تشخیصی، فرصت‌های شغلی مهمی وجود دارد.
- تحقیق و توسعه در شرکت‌ها و دانشگاه‌ها:
شرکت‌های تحقیق و توسعه فناوری، دانشگاه‌ها و مراکز پژوهشی نیز به دنبال متخصصان اپتیک و لیزر هستند. در این محیط‌ها، می‌توانید در تحقیقات پیشرفته، طراحی سیستم‌های نوآورانه و توسعه فناوری‌های جدید در حوزه اپتیک و لیزر شرکت کنید.
- استارتاپ‌های فناورانه:
با رشد صنعت فناوری، استارتاپ‌های فناورانه در حوزه اپتیک و لیزر نیز بسیار فعال شده‌اند. این محیط‌ها فرصت‌های شغلی جذابی را برای کارآفرینان و متخصصان ارائه می‌دهند تا در توسعه و اجرای فناوری‌های نوآورانه در این حوزه دخالت کنند.
مهارت‌های مورد نیاز برای موفقیت در رشتۀ اپتیک و لیزر
درک مفاهیم فیزیکی و اصول ریاضی:
رشتۀ اپتیک و لیزر، مفاهیم فیزیکی و اصول ریاضیات گستردهای را در بر می‌گیرد. برای موفقیت در این رشته، باید تسلط کافی بر ریاضیات (مانند جبر خطی و حساب دیفرانسیل و انتگرال) و فیزیک (مانند نورشناسی، الکترومغناطیس و نظریه کوانتوم) داشته باشید.
ذهنیت خالق و تحلیل‌گر:
در رشتۀ اپتیک و لیزر، به حل مسائل پیچیده نیاز است و این شامل ارائه راه‌حل‌های خلاقانه و تحلیل دقیق مسائل است. ذهنیت خالق و تحلیل‌گر می‌تواند به شما کمک کند تا بهبود و نوآوری در این حوزه را داشته باشید.
علاقه‌مندی به کار با وسایل برقی:
این رشته ارتباط نزدیکی با وسایل برقی دارد، بنابراین علاقه‌مندی به کار با این وسایل و تجهیزات الکترونیکی می‌تواند بسیار مفید باشد. آشنایی با قطعات الکترونیکی و دستگاه‌های اندازه‌گیری و کنترل نیز از اهمیت ویژه برخوردار است.
مهارت‌های عملی و آزمایشگاهی:
در این شاخه، کار با دستگاه‌های آزمایشگاهی و انجام آزمایشات پایه و پیشرفته بسیار مهم است. باید توانایی انجام آزمایش‌های دقیق، جمع‌آوری داده‌ها، تحلیل نتایج و ارزیابی دقیق داشته باشید.
مهارت‌های ارتباطی:
در این حوزه همکاری و ارتباط مؤثر با تیم‌های پژوهشی، مشتریان و همکاران فنی بسیار مهم است. بنابراین، مهارت‌های ارتباطی بالا و توانایی تبیین مفاهیم پیچیده به صورت ساده به دیگران ضروری است.
نویسنده: تیم مشاوره مقدم _ فاطمه دهقانپور