Training Applied Optics verlegt focus naar demo's en experimenten

Experts van TNO en trainers van T2prof leggen momenteel de laatste hand aan de vernieuwde trainingen ‘Applied optics’ die aanstaande februari in zowel Delft als Eindhoven starten. De focus verschuift. De dosis harde wiskunde wordt kleiner en er komen meer demo’s en hands-on experimenten.

De trainingen ‘Applied optics’ van T2prof komen oorspronkelijk uit het Philips Centre for Technical Training. High Tech Institute brengt ze in een exclusieve samenwerking met T2prof op de markt. De eerste editie stamt uit 2003. Korte tijd daarvoor had ASML bij Philips CTT aangegeven behoefte te hebben aan een cursus om elektronici, mechanici en chemici meer begrip bij te brengen van de optische r&d-wereld waarin ze moesten opereren.

De gedachte achter de vraag van ASML was om Babylonische spraakverwarringen binnen research te voorkomen. Als niet-optische ingenieurs meer zouden weten van lenzen, reflectie, breking, collimatoren, lasers en al dat soort zaken, dan zouden ze effectiever kunnen samenwerken met optische specialisten binnen het bedrijf. Dit past in een trend die je tegenwoordig overal ziet in de hightech. Bedrijven halen hun innovatieve kracht minder uit individuen en steeds meer uit teams. Als mensen beter met elkaar kunnen samenwerken, komt dat de ontwikkeling en innovatiekracht ten goede.

Experts van TNO en trainers van T2prof vernieuwden de training de afgelopen maanden om de stof beter te laten aansluiten bij actuele thema’s. De harde wiskunde verdween voor een groot deel. Daardoor kwam er ruimte voor meer praktische zaken zoals optische systemen, aberratie-correctie en de interactie tussen licht en materie. De training draait zowel in Eindhoven als in Delft bij TNO.

Voor de TNO-training in Delft geldt nu ook een ander tijdsschema. De Eindhovense editie is verspreid over zestien middagen gedurende acht maanden. Voor Zuid-Holland is dat acht middag- en avondsessies, verdeeld over zestien weken. De training staat bekend als pittig, maar werd de afgelopen jaren met gemiddeld ruim een acht hoog gewaardeerd door de deelnemers.

Optics - optics-foto-4

De cursus ‘Applied optics’ bij TNO in Delft staat
gepland vanaf 5 februari 2019 in Delft
(acht keer twee dagdelen in de middag en avond).

Cursusomschrijving

De cursus 'Applied optics' in Eindhoven staat gepland 
vanaf 14 februari 2019 (zestien middagen).

Cursusomschrijving

Historische bagage

Van die cursisten zijn er door de bank genomen twee soorten, zegt Jean Schleipen, die sinds vier jaar als een van de drie docenten optreedt bij de training ‘Applied optics’. ‘De ene helft eigent zich gretig de stof toe en is zeer actief met de sommetjes en het huiswerk. Die willen zich het vak eigen maken. Anderen hebben meer behoefte aan het globale plaatje. Denk hierbij aan marketingmensen die het voldoende vinden om globaal te worden bijgespijkerd op alle optische gebieden. Mijn streven is om, naast kennis over te dragen, alle deelnemers te fascineren en te enthousiasmeren voor ons mooie en belangrijke vak.’

Om de stof te laten beklijven en in een bredere context te plaatsen, acht Schleipen het onontbeerlijk om cursisten zowel historische bagage mee te geven als diepere achtergronden. ‘We kunnen niet alle formules en wiskundige achtergronden bijbrengen aan niet-optici. Maar het is handig als ze weten waar het vandaan komt. Dat Ampère, Coulomb en Faraday in de achttiende en negentiende eeuw ontdekkingen deden op het gebied van elektriciteit en magnetisme en dat er daarna een geniale natuurkundige kwam die de elektromagnetische krachten wiskundig wist te beschrijven. En toen deze James Maxwell zat te goochelen met zijn formules stond daar ineens een getal dat ongeveer overeenkwam met de destijds gemeten snelheid van het licht. Hij voelde aan dat daar een verband moest zijn. Nog steeds vormen deze Maxwellvergelijkingen het fundament voor de moderne optica.’

‘Eind negentiende eeuw ontdekte Hertz het foto-elektrische effect, gevolgd door de opkomst van de kwantummechanica in het begin van de twintigste eeuw’, gaat Schleipen verder. ‘Deeltjes zoals een elektron bleken zich te kunnen uiten als massa en als golf. Andersom kon licht zich zowel als golf of deeltje gedragen. Cursisten vertellen me dat ze dit soort kennis op prijs stellen.’

Ook bij het uitleggen van optisch-fysische verschijnselen wil Schleipen graag achtergronden geven. ‘Als je een laserbundel focusseert met een lens, dan heeft die spot een eindige breedte. Maar waar komt dat door? Je kunt dan aangeven dat het komt door diffractie, door buiging. Maar ik wil graag dat cursisten ook de oorzaak van het fenomeen buiging begrijpen. Dat het hoort bij het golfkarakter van licht. Ik ben er heilig van overtuigd dat dat helpt bij het creëren van begrip. Om de training te volgen, heeft iedereen aan middelbareschoolwiskunde voldoende.’

In de nieuwe training die in samenwerking met TNO is ontwikkeld, heeft Schleipen meer ruimte gemaakt voor proeven. Kleine demonstraties kunnen zeer verhelderend werken, is zijn ervaring. ‘Ik laat de cursisten met een eenvoudig proefje zelf de afstand bepalen tussen de sporen van een cd, dvd of blu-ray-disk. We schijnen een laser op een dvd, de cursisten meten de hoeken van de diffractieordes, gewoon met een rolmaat. En verhip: het klopt nog ook, met een nauwkeurigheid van minder dan een tiende micrometer!’, lacht hij. ‘Zo’n proefje duurt tien minuten, iedereen is weer wakker en kan naar het volgende blok.’ 

Optics - optics--rainbow
Ook interessante natuurfenomenen komen tijdens de cursus aan bod. ‘Waarom zien we een regenboog, waarom soms twee en waarom zijn de kleuren van deze twee bogen geïnverteerd?’

Stabiel vakgebied

In ons land mag optische technologie zich verheugen op hernieuwde aandacht. Zo publiceerde de topsector Hightech Systemen & Materialen afgelopen juli de Nationale Agenda Fotonica en kwamen er in 2018 flinke subsidies los voor fotonische chips. Schleipen reageert echter vrij nuchter op de vraag of we hier te maken hebben met een renaissance van zijn vakgebied. ‘We spelen zeker mee, maar op het gebied van optica zijn we een klein land als je het bijvoorbeeld vergelijkt met Duitsland. We hebben uiteraard ASML en Signify en een paar tientallen kleine en middelgrote bedrijven die het uitstekend doen in fotonicaland, maar zeker geen honderden zoals bij onze oosterburen.’

Daarmee wil Schleipen optica niet bagatelliseren. ‘Het is vooral een heel stabiel vakgebied omdat het een basis biedt voor een heel breed scala aan onderwerpen en toepassingsgebieden. Optische technologie vind je onder meer terug in metrologie, sensoren, inspectie, veiligheid, datacommunicatie, imaging, in de automotive-industrie en de biomedische en levenswetenschappen.’

De vernieuwde cursus speelt ook in op recente ontwikkelingen op het gebied van optische fenomenen en instrumentatie. ‘Om een voorbeeld te geven: Imec in Leuven ontwikkelde enkele jaren geleden een nieuwe cmos-beeldsensor met daarop geïntegreerd een heel aantal piepkleine spectrale filters. Deze compacte en potentieel goedkope hyperspectrale sensoren vinden nu hun weg in een heel scala aan nieuwe toepassingen binnen bijvoorbeeld de gezondheidszorg.’

In feite is het optische vakgebied zo breed dat lang niet alle deelgebieden af te dekken zijn in zestien lesblokken van drie uur. ‘We zouden met gemak nog vier blokken kunnen toevoegen, maar we moeten ergens stoppen. Lifesciences en biomedische technologie behandelen we niet, maar de basisprincipes komen voldoende aan bod. En bovenal: de cursisten ervaren de materie zelf doordat ze zelf aan de knoppen mogen draaien tijdens de practica die wekelijks terugkomen. Na de cursus komen deelnemers voldoende beslagen ten ijs in alle teams waar de gesprekken over optiek inhoudelijk de diepte in kunnen gaan. En kunnen ze thuis haarfijn uitleggen waar de kleuren van een regenboog vandaan komen.’

Optics - optics-foto