Optical Engineering lab

Laboratorio de Ingeniería Óptica

 

El laboratorio de Ingeniería Óptica permite al grupo de óptica avanzada del CeDInt realizar sus labores de investigación centradas en el desarrollo de ópticas avanzadas para visores de realidad virtual de gran campo angular, alta resolución, gran compacidad y excelente ergonomía. 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 video-vigilancia (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).

Más información disponible AQUÍ

 

Las instalaciones y técnicas ofertadas se encuentran adscritas a la Red de Laboratorios e Infraestructuras de la CAM (Comunidad Autónoma de Madrid) con el número de registro 428.

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Laboratorio de la CAM

 

Caracterización completa de fuentes de luz.

   En el Laboratorio de Ingeniería Óptica del CeDInt se disponen de los equipos necesarios para caracterizar completamente una fuente de luz de cualquier tipo:

  • Medida del espectro de la fuente. Se dispone de un espectro-radiómetro Gamma Scientific GS 1252 capaz de medir tanto la radiancia de la fuente, como el espectro entre 0.25µm y 1.1μm, cubriendo las bandas del espectro ultravioleta, visible e infrarrojo cercano.
  • Patrón de campo lejano. Sistema combinado de radiómetro + Óptica + Pantalla Opsira LUCA photometric bench, capaz de medir la luminancia, iluminancia e intensidad luminosa de la fuente, así como el patrón de cualquier fuente de luz.
  • Medida de Iluminancia. Se dispone de un Luxómetro/Radiómetro Gamma Scientific DR 2000-1 para la medida rápida de iluminancia sin tener que usar los anteriores equipos.

 

Caracterización de propiedades ópticas de materiales.

   Con los equipos disponibles se pueden caracterizar las propiedades de absorción, reflexión y dispersión de materiales y superficies ópticas:

  • Absorción espectral. Se dispone de una fuente Xenón Newport 150w Solar Simulator 96000 con la óptica necesaria para obtener diferentes distribuciones angulares de luz. Con esta fuente y el espectro-radiómetro se puede conocer la absorción espectral de muestras planas de material.

 

Análisis de la calidad de fabricación de lentes y espejos.

   Para analizar la calidad de fabricación de lentes y espejos, disponemos de varios equipos que miden las características de las superficies ópticas:

  • Medida de perfiles. Se dispone de un escáner láser 3D para piezas de gran tamaño LDI Surveyor CS 3D Scanner System para conocer el perfil de espejos de más de 1 metro de diámetro y el perfil completo (3D) de lentes de cualquier tamaño. Además, se dispone de un escáner láser 3D de escritorio NextEngine Desktop 3D Scanner para piezas de tamaño medio y pequeño, como lentes de diámetro menor de 20 cm.
  • Rugosidad de superficies. Se dispone de un rugosímetro STIL MICROMEASURE 2 3D Measuring system para analizar las micro-rugosidades de superficies ópticas que normalmente producen dispersión de la luz u obtener perfiles de superficies.  
  • Visualización de defectos. Se dispone de un microscopio para la visualización directa de defectos de fabricación en superficies.

 

Medida y prueba de módulos fotovoltaicos de concentración.

   Para medir y probar módulos fotovoltaicos de concentración, disponemos de un seguidor solar de alta precisión.

 

Medida de rendimiento de células de conversión.

  Módulo fotovoltaico de concentración de alto rendimiento: Instalación experimental de dos paneles fotovoltaicos con una capacidad de 12,5kW cada uno para probar el rendimiento a largo plazo de dos tipos de células de conversión de las firmas SpectroLab y Solar Junction.

 

Calibración y medidas funcionales de ópticas para sistemas de realidad virtual y aumentada.

   Para analizar ópticas para sistemas de realidad virtual y aumentada disponemos de varios equipos que ayudan a realizar medidas funcionales y de distorsión.

  • Medidas funcionales. Cámara de machine vision Imaging Source DFK 33UX174 + Lente FL-BC7528-9M y Fotómetro Westboro Photonics Smart Series USB3 CMOS P1230U + Lente LS-10L para realización de medidas funcionales, como MTF, medidas de resolución óptica, posición de la imagen virtual o medidas de focales, que permiten la caracterización de un sistema de VR.
  • Mesa de precisión XYZ (1 Newport CONEX-TRA25CC por cada eje) controlada por ordenador para desplazamientos precisos en los 3 ejes de coordenadas con el fin de capturar diferentes puntos de vista a través de la lente y poder calcular su distorsión.

Ubicación

Las dependencias del laboratorio se encuentran dentro del Centro de Domótica Integral en el campus de Montegancedo.

Más información AQUÍ

 

Teléfono de contacto

Conserjería CeDInt: +34 910679600

 

Correo de contacto

info@cedint.upm.es

 

Responsable científico:

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Juan Carlos González

Responsable técnico:

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Eduardo Sánchez Romero

Proyectos de interés:

Enlace a proyectos

Los ensayos realizados en el laboratorio de ingeniería óptica se centran principalmente en:

  • Caracterización completa de fuentes de luz
  • Caracterización de propiedades ópticas de materiales
  • Análisis de calidad de fabricación de lentes y espejos.
  • Calibración y medidas funcionales de ópticas para sistemas de realidad virtual y aumentada.

 

A continuación, se detallan las técnicas utilizadas en cada tipo de ensayo.

Ensayo

Técnica o método

Análisis de la calidad de fabricación de lentes y espejos

Medidas de perfil y rugosidad.

Caracterización completa de fuentes de luz

Medida del campo lejano y espectro

Caracterización de propiedades ópticas de materiales

Absorción espectral del material

Diseño de ópticas avanzadas para visores de realidad virtual basados en arquitecturas ópticas free-form multicanal

Calidad de imagen: MTF (Función de Transferencia de Modulación)

Diseño de sistemas de proyección ultra compactos

Calidad de imagen: MTF (Función de Transferencia de Modulación).

Diseño de sistemas de visualización híbridos para Realidad Virtual y Realidad Aumentada

Calidad de imagen: MTF (Función de Transferencia de Modulación)

Calibración de ópticas avanzadas para visores de realidad virtual

Medida de distorsión

Diseño de sistemas ópticos avanzados de iluminación

Medida de campo lejano, espectro, absorción espectral, perfil y rugosidad

Diseño de sistemas ópticos de concentración para optimización de la colección en células solares fotovoltaicas

Eficiencia óptica y absorción espectral

Diseño de sistemas ópticos para comunicaciones ópticas no guiadas

Medida de campo lejano, espectro, absorción espectral, perfil y rugosidad

Medida y prueba de células de conversión en módulo fotovoltaico de concentración de alto rendimiento

Curva I-V y eficiencia a nivel de célula

Medida y prueba de módulos fotovoltaicos de concentración

Curva I-V y eficiencia

 
 
 

· Para piezas de gran tamaño.

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

· También se puede obtener el perfil completo (3D) de objetos de casi cualquier tamaño.



· Escáner Láser 3D de sobremesa para piezas de tamaño medio y pequeño.

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



· Medición de rugosidad de superficies.

· Precisión de hasta 10nm en superficies planas.

· Ideal para analizar las micro-rugosidades de superficies ópticas que normalmente producen dispersión de la luz.

· El equipo también se puede utilizar para encontrar perfiles de superficies.



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

· La banda espectral que puede medirse es desde 0.25 a 1.1μm, cubriendo ultravioleta-visible-infrarrojo cercano.

· El equipo no solo obtiene la característica espectral relativa, sino que es también radiómetro, lo que permite obtener el valor de la radiancia de la fuente.



· Equipo automático de seguimiento solar.

· Apto para la medida y prueba de módulos fotovoltaicos de concentración.

· Alta precisión de seguimiento de 0.1°.