Ingeniería óptica avanzada

Ingeniería óptica

El grupo de óptica avanzada del CeDint centra sus labores de investigación en el desarrollo de nuevos sistemas de concentración fotovoltaica que optimizan el coste, la tolerancia y la eficiencia de conversión de los sistemas fotovoltaicos convencionales. Desarrollo de óptica avanzada para sistemas de iluminación con aplicación en iluminación general de interiores y exteriores, sistemas de señalización óptica, automoción y aplicaciones especiales. Óptica formadora de imagen aplicada a la mejora de las características de los sistemas de proyección, cámaras panorámicas para vidiovigilancia (en visible e IR) y teleobjetivos. Investigación en sistemas de muy alta resolución (sublambda). Desarrollo de sensores ópticos de última generación (para mantenimiento predictivo de redes eléctricas).

El grupo de óptica Avanzada abarca un amplio abanico de actividades que van desde la elaboración de modernos sistemas de iluminación basados en LEDs hasta el desarrollo de sistemas de concentración fotovoltaica. Actualmente, la investigación en ingeniería óptica se desarrolla en cuatro líneas de trabajo fundamentales:

  • Sistemas ópticos avanzados de iluminación. Se trabaja en el diseño y desarrollo de sistemas de iluminación basados en LEDs (diodos emisores de luz). Se diseñan y miden dispositivos para iluminación de interiores y señalización, siguiendo los conceptos de máxima eficiencia e iluminación adaptada a las necesidades del entorno. Otra de las aplicaciones de estos sistemas es la automoción, diseñándose faros delanteros y traseros, puntos de luz para iluminación interior del vehículo, etc.
  • Sistemas ópticos para comunicaciones ópticas no guiadas. Se diseñan componentes ópticos que permiten obtener una respuesta angular prescrita (para LEDs y fotodiodos), conformación de la coherencia de haces de luz, generación de luz blanca y colimación LED.
  • Sistemas ópticos de concentración para optimización de la colección en células solares fotovoltaicas.
  • Sistemas de proyección. Se diseñan y prueban sistemas ópticos muy eficientes y ultra compactos para displays de proyección en aplicaciones domóticas, con especial enfoque para el home cinema.

Proyectos

SHIVA

El objetivo del proyecto es diseñar y fabricar un primer prototipo de un sistema de visualización híbrido para Realidad Virtual y Realidad Aumentada, de gran campo angular, alta...

OPTIVAR

El objetivo del proyecto es generar nuevos conceptos de ópticas avanzadas para visores de realidad virtual, incidiendo en los problemas ópticos relativos al tamaño, campo de...

GUAKS

El objetivo del proyecto es desarrollar un sistema Head Mounted Display (HMD) de alta ergonomía, gran compacidad y gran campo angular de visión.

PMEL

Proyecto para el desarrollo de sensores ópticos que permitan una gestión más óptima de la red de generación y distribución eléctrica. El aspecto diferencial con respecto a...

Smethods

El objetivo del proyecto SMETHODS es reforzar la industria óptica y fotónica europea mediante cursos prácticos de diseño y simulación de sistemas ópticos.

O-PRO

El proyecto propone el desarrollo de un centro de mecanizado con el objetivo de realizar prototipos de sistemas ópticos mediante el uso de materiales poliméricos. Este centro de...

SPIR

Estudio centrado en el desarrollo experimental de una cámara infrarroja de visión panorámica. La gran novedad está en el uso de sensores infrarrojos lo que permite no solo su la...

ECOLUX

Desarrollo de un sistema de simulación orientado a los sectores de arquitectura e iluminación que permita resolver el cálculo lumínico con el grado de complejidad requerido en...

SEM

El objetivo principal de este proyecto es desarrollar nuevos sensores embarcados de visión multiespectral mediante la ampliación del número de sensores individuales dentro de un...

F3

Diseño y desarrollo de un nueva generación de concentradores fotovoltaicos de alta eficiencia basados en el principio de lentes Fresnel.

ABL

Estudio centrado en el desarrollo de bombillas basadas en tecnología LED con nuevas arquitecturas ópticas que mejoren la eficiencia y el perfil de iluminación.

LedTV

Estudio de la viabilidad técnica de un sistema backlight capaz de utilizar diodos emisores de luz (LED) y de integrarse en displays para televisión digital.

OSV

Desarrollo de nuevos dispositivos de visión panorámica para aplicaciones de IR y visible, que mejoran en prestaciones y costes los dispositivos existentes en el mercado.

EMET

Proyecto consistente en la generación de nuevos conocimientos y el desarrollo de nuevas aplicaciones en base a los metamateriales.

DEFFIO

Desarrollo y validación de un novedoso método para el diseño de superficies ópticas anamórficas con formación de imagen: el método SMS3D para formación de imagen.

Sigmasoles

Creación de un modelo innovador de transferencia de tecnología, en el que se desarrollen tanto la base tecnológica e industrial como los aspectos reguladores del mercado,...

FV 1000x

Estudio de concentradores XR con alto nivel de concentración de la luz solar (1000x) y gran tolerancia angular para el desarrollo de sistemas de concentración fotovoltaica de...

PRV

El objetivo del proyecto es el diseño y desarrollo de nuevos sistemas ópticos externos para obtener sistemas de proyección de gran superficie de presentación, adecuados para...

FOCO1000x

Diseño y desarrollo de un prototipo de de concentrador solar fotovoltaico, utilizando células solares de muy alta eficiencia,que permita mejorar la eficiencia de los sistemas...

Sistemas avanzados de iluminación

Desarrollo de un prototipo de sistema óptico en el que la fuente de luz sea un conjunto de LEDs que permita la creación de un sistema de backlight con importantes aplicaciones...

HDTV

Desarrollo de un prototipo de sistema óptico externo para proyector de HDTV que se pueda fabricar mediante técnicas de producción en masa (inyección de plástico).

PTV-2

Desarrollo de un dispositivo óptico que, acoplado a un proyector convencional, permita proyectar una imagen de alta resolución y gran tamaño desde una distancia muy corta.

ISLE

Desarrollo de una nueva tecnología para los faros delanteros de los coches utilizando LEDs como fuente de luz y al que se añade un sistema de comunicación entre vehículos o...

Publicaciones y otras actividades relevantes

Freeform Aplanatism 07/2017
Advanced freeform optics enabling ultra-compact VR headsets  06/2017
Super-resolution optics for virtual reality  06/2017
Time multiplexing for increased FOV and resolution in virtual reality  06/2017
Three surface freeform aplanatic systems 05/2017
SMS For imaging systems using free-forms. 05/2017
Design of compact optical systems using multichannel configurations 03/2017
Analytical solution of an afocal two freeform mirror design problem (Póster) 03/2017
Freeform aplanatic systems (Póster) 03/2017
Analytical solution of an afocal two freeform mirror design problem 02/2017
Multichannel optics for imaging and nonimaging applications 09/2016
Anastigmatic ophthalmic lens design 09/2016
Design of compact optical systems using multichannel configurations 09/2016
Simultaneous calculation of three optical surfaces in the 3D SMS freeform RXI optic  08/2016
Optical design of an ultrashort throw ratio projector with two freeform mirrors 08/2016
Recent advances in the SMS method: Diffraction and 3D aplanatism 08/2016
Desing and development of Multichannel Optical Systems for Imaging and Nonimaging Applications. 07/2016
Diseño y simulación de un detector de la posición angular del ojo mediante un dispositivo sensible a la posición (PSD) con iluminación infrarroja 07/2016
Optical design through optimization for rectangular apertures using freeform orthogonal polynomials: a case study 07/2016
Compact optics by multichanneling the ray bundles 07/2016
Freeform aplanatic systems as a limiting case of SMS 06/2016
Freeform and Thin-Film Optics for a 45% Conversion Efficiency Photovoltaic Concentrator 06/2016
Multifield direct design method for ultrashort throw ratio projection optics with two tailored mirrors 05/2016
Design of compact and ultra efficient aspherical lenses for extended Lambertian sources in two-dimensional geometry 03/2016
Simultaneous Multiple Surface design method for diffractive surfaces 03/2016
Compact Optics in Imaging and Nonimaging applications 02/2016
Design and development of compact optical systems 11/2015
Compact étendue-preserving light-mixing optics 11/2015
Modal wavefront estimation from its slopes by numerical orthogonal transformation method over general shaped aperture 10/2015
Design of diffractive optical surfaces within the nonimaging SMS design method 09/2015
NGCPV: A new generation of concentrator photovoltaic cells, modules and systems 09/2015
Freeform étendue-preserving optics for light and color mixing 09/2015
Design of freeform aplanatic systems 09/2015
Étendue-squeezing light injector 09/2015
Optical design through optimization using freeform orthogonal polynomials for rectangular apertures 09/2015
Design of diffractive optical surfaces within the SMS design method. 08/2015
Design of a three freeform mirror aplanat 08/2015
Efficient color mixing through étendue conservation using freeform optics 08/2015
Freeform aplanatic concentrators 08/2015
Direct design of aspherical lenses for extended non-Lambertian sources in two-dimensional geometry 07/2015
Color uniformity in spotligths - visual perception and system design 07/2015
The Monge-Ampere Equation Design Method and Its Application to Beam Shaping 06/2015
CFK: a Fresnel–Köhler concentrator with an external confinement cavity 06/2015
Non-imaging optics for renewable energy and lighting 06/2015
Nonimaging Optics 06/2015
 Visiting Graduate Student at the Institute of Optics at the University of Rochester, Rochester, NY 06/2015
Design of diffractive optical surfaces within the SMS design Method 06/2015
On the Degrees of Freedom of Freeform Optics 06/2015
Does privacy concern influence e-shoppers choices for online retailers? An application of the Integrated Latent Variable Choice Model 05/2015
Prescribed intensity design for extended sources in three-dimensional rotational geometry 05/2015
Double aspheric imaging design with unconstrained object to image mapping 05/2015
Towards a Flat 45%-Efficient Concentrator Module 04/2015
Color uniformity in spotlights optimized with reflectors and TIR lenses 01/2015
Ayuda del consejo social de la UPM para el fomento de la formación y la internacionalización de doctorandos  01/2015
Concentrator Optics for Photovoltaic Systems 01/2015
Single freeform surface imaging design with unconstrained object to image mapping 12/2014
Nonimaging Optics: Efficient Design for Illumination and Solar Concentration XI 08/2014
Optimization of optical systems for LED spot lights concerning the color uniformity 08/2014
Double surface imaging designs with unconstrained object to image mapping under rotational symmetry 08/2014
Conditions for perfect focusing multiple point sources with the SMS design method 08/2014
Recent trends in concentrated photovoltaics concentrators’ architecture 07/2014
9-fold Fresnel–Köhler concentrator with Fresnel lens of variable focal point 07/2014
Caracterización Experimental de un visor de realidad virtual 3D Ultra-Inmersivo para videojuegos 07/2014
New trends in Photovoltaic economy and development of a different technological spectral approach in Concentrator Photovoltaics 07/2014
Initial design with L2 Monge-Kantorovich theory for the Monge–Ampère equation method of freeform optics 06/2014
Initial design with L2 Monge-Kantorovich theory  for the Monge–Ampère equation method in freeform surface illumination design 06/2014
Fabrication and Tolerances of Optics for High Concentration Photovoltaics 06/2014
The Monge-Ampère equation method in freeform optics design 06/2014
Anastigmatic Imaging with Unconstrained Object to Image Mapping 06/2014
Experimental evidence of super-resolution better than λ/105 with positive refraction 04/2014
Sistemas ópticos anamórficos para aplicaciones anidólicas / Free-form optical systems for nonimaging applications 04/2014
Optimization of a merit function for the visual perception of color uniformity in spot lights 04/2014
Maximizing The Efficiency Of A 4-cell FK Module. 04/2014
Single optical surface imaging designs with unconstrained object to image mapping with non-rotational symmetry 04/2014
Cool covered sky-splitting spectrum-splitting FK 04/2014
Influence of the characteristics of light source and target on the Monge-Ampére equation method in freeform optics design 02/2014
Merit function for the evaluation of color uniformity in the far field of LED spot lights 02/2014
Vocal del Comité Asesor de la Comisión Nacional Evaluadora de la Actividad Investigadora 02/2014
Advanced Fresnel Köhler Concentrators for Photovoltaic Applications 01/2014
Maximizing The Efficiency Of A 4-cell FK Module 01/2014
Experimental characterization of a Photovoltaic Concentrator (CPV) based in the Fresnel-Kohler configuration 01/2014
Fellow de The Optical Society of America (OSA) 01/2014
Improving performances of Fresnel CPV systems: Fresnel-RXI Köhler concentrator   01/2014
Sharp imaging of Multiple object pointS: How and Why 11/2013
NGCPV: A new generation of concentrator photovoltaic cells, modules and systems. 10/2013
Visual Recognition of Color Blending Levels in Light Spots and Related Merit Function 10/2013
Optical systems design using the SMS method and optimizations 09/2013
Experimental Evidence for Super-resolution in the Spherical Geodesic Waveguide 09/2013
Development and characterization of an FK photovoltaic concentrator for maximum conversion efficiency 08/2013
New Fresnel Köhler optical design: 9-fold photovoltaic concentrator 08/2013
"Nonimaging Optics: Efficient Design for Illumination and Solar Concentration" del Symposium anual del SPIE Optics & Photonics 08/2013
Freeform optics for high luminance color blending 08/2013
FK concentrator outdoor measurements 08/2013
SMS freeforms for illumination 08/2013
9-Fold Fresnel-Köhler Concentrator for Increased Irradiance Uniformity on High Concentrations 08/2013
9-fold Fresnel-Köhler concentrator for increased uniform irradiance on high concentrations 08/2013
Lighting technology  08/2013
Wide-angle, high-concentration photovoltaics to compete with flat-plate systems 07/2013
Free-form optics for Fresnel-lens-based photovoltaic concentrators 05/2013
VENTANA TM Power Train Features and Performance 04/2013
Field experiment of 800× off-axis XR-Köhler concentrator module on a carousel tracker 04/2013
Experimental Confirmation of FK Concentrator Insensitivity to Chromatic Aberrations 04/2013
9-Fold Fresnel Köhler Concentrator for Increased Uniform Irradiance on High Concentrations 04/2013
Performance of UV-enhanced PMMA Fresnel Lenses and Impact on LCOE 04/2013
Newer optics efficiently mix, dim, and color-tune LED light 02/2013
Неизображающие оптические системы (Nonimaging Optical systems) 01/2013
Advances in the simultaneous multiple surface optical desing method for imaging anda non-imaging aplications. 12/2012
Advances in the simultaneous multiple surface optical desing method for imaging anda non-imaging aplications 12/2012
Advances in Optics for Solid State Lighting 12/2012
Single optical surface imaging desings with unconstrained object to image mapping 11/2012
Perfect imaging analysis of the spherical geodesic waveguide 11/2012
Inhomogeneous source uniformization using a shell mixer Köhler integrator 11/2012
Freeform Optics Applications in Photovoltaic Concentration 11/2012
Novel lateral moving tracking optics with the SMS desing method 11/2012
Quasi-aplanatic free form V-groove collimators for LED color mixing 11/2012
Super resolution using a modified spherical geodesic waveguide suitable for manufacturing 11/2012
SMS design and aberration theory 11/2012
Economics and forecast of energy consumption in NGN networks: the case of Spain. 11/2012
Compact, high-efficiency sunlight harvesting 11/2012
Analytic free-form lens design for tracking integration in concentrating photovoltaics 11/2012
Aplanatic thin TIR lens 11/2012
COMSOL Multyphisics Super Resolution Analysis of a Spherical Geodesic Waveguide Suitable for Manufacturing 10/2012
Experimental characterization of Fresnel-Köhler concentrators 10/2012
Foundations of a New Interaction Paradigm for Immersive 3D Multimedia 10/2012
Analysis of Super Imaging Properties of Spherical Geodesic Waveguide Using COMSOL Multyphisics 10/2012
Hands-on training in Nonimaging Optics for SME’s: the SMETHODS experience 09/2012
Ventana Optical Train: a high-performance off-the-shelf HCPV optics solution 09/2012
Perfect imaging of point sources with positive refraction 09/2012
Design of spherical symmetric gradient index lenses 08/2012
Photovoltaic performance of the dome-shaped Fresner-Köhler concentrator 08/2012
Analytic free-form lens design for imaging applications with high aspect ratio 08/2012
1000x shadows-free mirror-based Köler concentrator 08/2012
Super-resolution for a point source using positive refraction 08/2012
Beam-steering array optics designs with the SMS method 08/2012
Circuital model for the spherical geodesic waveguide perfect drain 08/2012
Primary optics for efficient high-brightness LED color mixing 08/2012
Freeform optics for Photovoltaic Concentration 07/2012
Design and Development of 35 % Efficient and 1000X CPV Module with Sufficient Optical Alignment Tolerance 06/2012
Analytic free-form lens design in 3D: coupling three ray sets using two lens surfaces.  04/2012
Super-resolution properties of the Spherical Geodesic Waveguides using the perfect drain 04/2012
On-site measurement of limiting subcell in multijunction solar devices 04/2012
Cap 4 SMS 3D Design Method 04/2012
Triple-junction solar cell performance under Fresnel-based concentrators taking into account chromatic aberration and off-axis operation 04/2012
Perfect imaging of three object points with only two analytic lens surfaces in two dimensions 04/2012
On the design of spherical gradient index lenses 04/2012
Extreme super-resolution using the spherical geodesic waveguide 04/2012
The dome-shaped Fresnel-Köhler concentrator 04/2012
Analytic design method for optimal imaging: coupling three ray sets using two free-form lens profiles.  02/2012
Freeform Optical Surfaces: Report from OSA’s First Incubator Meeting 02/2012
Cap 3 Squeezing the étendue 01/2012
LED backlight designs with the flow-line methods 01/2012
Dome-shaped Fresnel-Köhler: a novel high performance optical concentrator 01/2012
Super-resolution for a point source better than /500 using positive refraction 12/2011
Super-resolution Properties of the Maxwell Fish-Eyes 10/2011
Solid catadioptric telephoto lens design with SMS method 09/2011
Freeform Fresnel RXI-RR Köhler design with spectrum-splitting for photovoltaics 09/2011
Design of a compact objective for SWIR applications 09/2011
Advances in the SMS design method for imaging optics 09/2011
Imaging systems application of multichannel configurations 09/2011
Shaping light with unconventional sources 09/2011
Spiral optical designs for nonimaging applications 09/2011
Metal-less V-groove RXI collimator 09/2011
Novel free-form optical surface design with spiral symmetry 08/2011
Spiral nonimaging optical designs 08/2011
Integrating tracking in concentrating photovoltaics using non-rotational symmetric laterally moving optics 08/2011
Progress in the SMS design method for imaging optics 08/2011
High-efficiency Köhler photovoltaic concentrators with external light confinement 08/2011
Free-form Fresnel RXI-RR Köhler design for high-concentration photovoltaics with spectrum-splitting 08/2011
Design, manufacturing and measurements of a metal-less V-groove RXI collimator 08/2011
Ultra-compact SWIR telephoto lens design with SMS method 08/2011
Free-form V-groove reflector design with the SMS method in three dimensions 07/2011
High Concentration Photovoltaics: Design and Manufacturing Challenges 05/2011
Towards 35% Efficient Concentrator Modules based on LPI Kohler Concentrators with External Confinement Cavities 04/2011
Progress in FK Concentrators 04/2011
Performance Modeling of Fresnel‐Based CPV Systems: Effects of Deformations under Real Operation Conditions 04/2011
Ultra‐High Efficiency, High‐Concentration PV System Based On Spectral Division Between GaInP∕GaInAs∕Ge And BPC Silicon Cells 04/2011
New Optical Designs for LEDS 03/2011
Perfect drain for the Maxwell Fish Eye lens 02/2011
TIR RXI collimator 01/2011
Perfect imaging with geodesic waveguides 12/2010
High performance Fresnel-based photovoltaic concentrator 04/2010
Novel nonimaging designs: Multichanneling 01/2010
An application of the SMS method for imaging designs 12/2009
Free-form Optics for Illumination 01/2009

Módulo fotovoltáico de concentración de alto rendimiento

Instalación experimental de dos paneles fotovoltáicos de concentración de alto rendimiento con una capacidad de 12,5 kW cada uno para probar el rendimiento a largo plazo de dos t

Espectro radiometro

Espectro-radiometro (GS 1252 Light Tec Spectroradiometer Gamma Scientific).

Con este equipo se puede conocer el espectro de la fuente emisora.

Seguidor solar

Equipo automático de seguimiento solar.

  • Alta precisión
  • Apto para la medida y prueba de modulos fotovoltaicos de concentrción.

Rugosimetro MICROMEASURE 2

Medición de rugosidad de superficies.

Rugosímetro (MICROMEASURE 2. 3D Measuring system.Light Tec. Stil)

Laboratorio de Ingeniería Optica

Caracterización completa de fuentes de luz. Caracterización de propiedades ópticas de materiales. Análisis de la calidad de fabricación de lentes y espejos.

Máquina de termo formación FORMECH 450.

Permite moldear plástico a partir de un molde (impresión 3d, fresadora).

Dimensiones: 450mm x 450mm, 300mm x 300mm – 150mm x 150mm

Impresora 3D de termoplástico ABS modelo MakerBot REPLICATOR 2X

Resolución de 100 micras y cabezal de impresión dual para trabajos en dos colores.

Fabricación de prototipos en plástico ABS.

Dimensiones de cubeta: 210x210x205 mm

Impresora 3D en color de polvo de resina modelo ZCORP 510.

Sistema de fabricación por adición de capas.

Escayola (resina) especial para alta resolución, con aglutinante a color.

Torno Maqelec Mod M2B/550

Multifuncional con taladro para trabajos de torno en metal de hasta 550 mm.

Taladro estacionario combinado.

Scanner Laser 3D de sobremesa.

Para piezas de tamaño medio y pequeño (NextEngine Desktop 3D Scanner). 

Para objetos de tamaño menor de 20 cm de diámetro se obtiene el perfil 3D con precisión de 1 micra.

Scanner Laser 3D LDI Surveyor CS

Scanner Laser 3D LDI Surveyor CS

Para piezas de gran tamaño.

Permite escanear objetos  de más de 1 metro de diámetro con precisión de menos de 10 micras.

Inyectora de plástico Battenfeld 350PLUS

Inyectora Battenfeld Plus 350V/75V Unilog 1020 de pequeño volumen y alta precisión.

Inyección en molde.

Producción en masa de materiales plásticos con formas complicadas. 

Laboratorio de fabricación digital

Espacio de producción de objetos físicos a escala personal que agrupa equipos y máquinas de última generación que permiten favorecer la creatividad, minimizar ciclos de diseño y mejorar el proceso

Imagen de Juan Carlos Miñano
Miñano Dominguez, Juan Carlos
Imagen de Pablo Benitez
Benitez Gimenez, Pablo
Imagen de Juan Carlos González
González López, Juan Carlos
Imagen de Dejan Grabovickic
Dejan Grabovickic
Imagen de Pablo Zamora Herranz
Zamora Herranz, Pablo
Imagen de Bharathwaj Appan
Appan, Bharathwaj
Imagen de Eduardo Sánchez Romero
Sánchez Romero, Eduardo
Imagen de Jesús López Risco
López Risco, Jesús
Imagen de Jorge de Gorospe
de Gorospe Ballesteros, Jorge
Imagen de Marina Buljan
Buljan, Marina
Imagen de Milena Nikolic
Nikolic, Milena