תואר שני בהנדסת אלקטרואופטיקה, או במילים אחרות - פיזיקה יישומית, נועד להכשיר חוקרים ומהנדסים מיומנים שיוכלו לעסוק במחקר ופיתוח בתחומי הפיזיקה היישומית בכלל, ובהנדסת אלקטרואופטיקה בפרט.
התוכנית מיועדת לבוגרי תואר ראשון שסיימו בהצלחה את לימודיהם בפקולטות להנדסה ומדעים מדויקים במוסדות אקדמיים המוכרים על המועצה להשכלה גבוהה. תכנית הלימודים מציעה התמחויות ייחודיות הנדרשות על ידי התעשייה המתקדמת ומערכת הביטחון.
כלל הסטודנטים לתואר לומדים קורסי יסוד בפיזיקה יישומית: תיאוריית הקוואנטים מתקדם, פונקציות מרוכבות, שיטות מתמטיות בפיזיקה, אלקטרואופטיקה ואופטיקה לא ליניארית, עיבוד נתונים סטטיסטי מתקדם ותהליכים סטוכסטיים.
נוסף על קורסי היסוד, תכנית הלימודים מציעה 4 אשכולות התמחות: הנדסת אופטיקה ביו רפואית, אלקטרוניקה ועיבוד אותות, ננו/ מיקרו אלקטרואופטיקה ואופטיקה ותצפיות חלל. למידע נוסף
עם סיום לימודי תואר שני בפיזיקה יישומית והנדסת אלקטרואופטיקה ניתן להשתלב בתפקידים בכירים בתעשיית ההייטק, בתעשייה הביו רפואית, במערכת הביטחון ובמוסדות להשכלה גבוהה.
על מנת לאפשר לימודי תואר שני במקביל לעבודה, הקורסים בתכנית הלימודים ניתנים במשך שנתיים בימי חמישי אחר הצהריים ובימי שישי. סך נקודות הזכות הדרושות לקבלת התואר הוא 36 נ"ז.
תכנית הלימודים מציעה שני מסלולים:
תכנית הלימודים כוללת קורסי יסוד וקורסי התמחות באחת מארבע ההתמחויות הבאות:
מסלול מחקרי עם תזה
קורסי יסוד – התכנית כוללת מספר קורסי יסוד בפיזיקה יישומית המשותפים לכל ההתמחויות.
על הסטודנט לבחור ארבעה קורסים מתוך קורסי היסוד הבאים:
שיטות מתמטיות בפיזיקה, אלקטרואופטיקה ואופטיקה לא ליניארית, פונקציות מרוכבות, עיבוד נתונים סטטיסטי מתקדם, תהליכים סטוכסטיים, בינה מלאכותית, למידה חישובית ולמידה עמוקה.
סטודנטים הלומדים במסלול העיוני נדרשים לקחת בנוסף לארבעת קורסי היסוד וארבעת קורסי ההתמחות עוד ארבעה קורסים מתוך תכנית הלימודים (קורסי יסוד או קורסי ההתמחות).
קורסי התמחות - בנוסף על קורסי היסוד על הסטודנט לבחור אחת מההתמחויות שמציעה התכנית וללמוד את ארבעת הקורסים הכלולים בהתמחות.
רשימת קורסי החובה של כל התמחות:
הנדסת אופטיקה ביו רפואית
אלקטרוניקה ועיבוד אותות
ננו/מיקרו אלקרואופטיקה
אופטיקה ותצפיות חלל
היקף הקורס: שעור: 4 ש"ש נ"ז: 4
תקציר הקורס:
מטרת הקורס היא הכרת והבנת הדרישות הייחודיות הקשורות בתכנון מכני של מערכות אופטיות. הנושאים הכלולים בקורס: סקירה של חומרים אופטיים וחומרים מכניים ותכונותיהם, שיקולים לבחירת החומרים האופטיים, שיטות ייצור אופטיות והמגבלות המכניות הקשורות להן, הכרת מנגנוני הייצור וההרכבה, שיטות מדידה אופטו-מכניות, ניתוח טולרנסים בייצור והרכבה של מערכות אופטיות, תכנון אופטו-טרמי למערכות חלל ותכנון אופטו-מכני למערכות תצפית בתחום התרמי.
שם הקורס: אופטיקה ביו-רפואית (דימות)
היקף הקורס: שעור: 3 ש"ש תרגיל: 1 ש"ש נ"ז: 3.5
תקציר הקורס:
הכרת השיטות והטכנולוגיות המתקדמות המשמשות לדימות רפואי ופריצות הדרך המדעיות בתחום זה. הקורס כולל את העקרונות הפיסיקליים עליהם מבוססים מערכות הדימות השונות: צילום רנטגן דיגיטלי באמצעות מערכות Copmputed Radiography ו- Digital Radiography , מערכות פלורוסקופיה לקבלת תמונות דינמיות, אנגיוגרפיה וחיסור תמונות, דימות באמצעות גלי על-קול והשימוש באפקט דופלר למדידת מהירויות זרימה, תהליך יצירת התמונה בטומוגרפיה ממוחשבת CT) ) ודימות באמצעות תהודה מגנטית ( MRI ) . בקורס יילמדו היתרונות והחסרונות של כל מערכת דימות והאפשרויות לשיפור איכות התמונות המתקבלות, מתוך הבנה מעמיקה של העקרונות הפיסיקליים העומדים בבסיס כל שיטת דימות.
שם הקורס: אלקטרו-אופטיקה ואופטיקה לא לינארית
היקף הקורס: שעור: 2 ש"ש תרגיל: 2 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
הקורס כולל את הבסיס הפיסיקלי של תופעות האופטיקה הלא לינארית, ואת האפליקציות שלהן. הנושאים הכלולים בקורס: פולריזציה, הסוספטיביליות החשמלית של מתנד קלאסי אנהרמוני, חומרים סנטרו-סימטריים וחומרים שאינם סנטרו-סימטריים, תכונות הסימטריה של טנסור הסוספטיביליות, משוואת הגלים בתווך לא לינארי, תיאום פאזה, שבירה כפולה, תיאום פאזה חלקי, הסחת תדר בלתי לינארית, יצירת הרמוניות, הגברה פרמטרית, מתנדים אופטיים פרמטריים, האפקט האלקטרואופטי. התקנים המבוססים על תופעות האופטיקה הלא לינארית: מאפננים, מתגים, מסננים, אפקט Kerr, אפנון פאזה עצמי ומיקוד עצמי, סוליטונים מרחביים; פיזור ברילואן והאפקט האקוסטואופטי, פיזור ראמאן, אפקטים לא לינאריים בסיבים אופטיים.
שם הקורס: בינה מלאכותית
היקף הקורס: שעור: 3 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
מטרת הקורס היא להשיג הבנה עמוקה לגבי עקרונות הבינה המלאכותית. הנושאים הנידונים הם טכניקות מתקדמות של בינה מלאכותית, תיאור הבעיות שעבורן הן ישימות והבנת המגבלות שלהן. הקורס מאורגן לפי הנושאים הנחשבים לשלושת עמודי התווך המרכזיים של הבינה המלאכותית: חיפוש ותכנון, לוגיקה ומערכות מבוזרות (Distributed systems) .
שם הקורס: התקנים אלקטרו-אופטיים ופוטוניים: עקרונות, חומרים ויישומים
היקף הקורס: שעור: 3 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
מעבר להבנה עמוקה בתחום של מערכות, מהנדסים נדרשים היום להכיר היטב את תחום ההתקנים ההולך ומתפתח, במיוחד בתחום של התקנים משולבים (Coupled). בקורס זה מתוארים באופן מעמיק התקנים אלקטרו-אופטיים ופוטוניים, כולל תופעות פיסיקליות, עקרונות פיסיקליים, ויישומים פוטנציאליים של התקנים אלה. הקורס מעניק ידע מעמיק לגבי מגוון שיטות יצור, שיטות מדידה אלקטרו-אופטיות, שיטות אפיון שכבות דקות, בחינה של הערכת סיכון והבטחת אמינות של התקנים מוליכים למחצה.
שם הקורס: שיטות מתמטיות לעיבוד תצלומי לווין
היקף הקורס: שעור: 3 ש"ש תרגיל: 1 ש"ש נ"ז: 3.5
תקציר הקורס:
הקורס מקנה לסטודנטים בסיס של ידע תאורטי מתמטי ומיומנויות הנדרשות לניתוח, חישוב ועיבוד תצלומי לווין. הקורס כולל הכרה של לוויני תצפית על הארץ, לווינים מדעיים , לוויני תקשורת וסוגי המסלולים שלהם, מיפוי כדור הארץ באמצעות תצלומי לווין והגיאומטריות של תמונות הלווין המתקבלות. בנוסף כולל הקורס תרגילים בנושאים הבאים: מסלולים של לווינים מסונכרני שמש, עיבוד תמונות לווין בסביבת MATLAB, סינון מרחבי וסינון במישור התדר להורדת הרעשים בתמונות לווין וסיווג אזורים לפי החתימה הספקטראלית שלהם. במסגרת הקורס הסטודנט רוכש ניסיון בחישוב הגאומטריה של תצלומי לווין , בשימוש בטכניקות של עיבוד תמונות לווין ובניצול שיטות וכלי תוכנה מתקדמים לניתוח הצילומים.
שם הקורס: חישה דחוסה ואופטימיזציה קונבקסית
היקף הקורס: שעור: 2 ש"ש מעבדה: 2 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
כדי לפענח מידע דחוס, חייבים לפתור לעיתים קרובות בעיה בתכנות ליניארי (linear programming ) שבו יש לבצע אופטימיזציה של פונקציה ליניארית הכפופה לאילוצים שונים. הקורס מציג את שיטת החישה הדחוסה ומסביר כיצד ניתן לפענח את המידע הדחוס, בשיטות המשמשות לפתרון בעיות בתכנות ליניארי ובשיטות אחרות המתאימות לבעיות כלליות יותר שהאילוצים שלהן מגדירים מרחב שהוא קבוצה קמורה (convex optimization). הקורס מתמקד בנושאים התאורטיים והמעשיים הקשורים לתכנות לינארי ומציג אלגוריתמים כלליים לפתרון יעיל של בעיות של אופטימיזציה קמורה. במעבדה של הקורס הסטודנטים מתרגלים וממשים שיטות נומריות לפתרון בעיות מסוג זה ע"י כתיבת קוד ב-MATLAB או ב‑Python.
Spectroscopic Measurements of blood oxygenation
היקף הקורס: שעור: 2 ש"ש מעבדה: 1 ש"ש נ"ז: 2.5
תקציר הקורס:
ריוויון החמצן בדם העורקי מלמד על תקינות מערכת הנשימה וריוויון החמצן בדם הוורידי מלמד על תקינות אספקת הדם לרקמות. בקורס נלמדות הטכניקות העיקריות המשמשות למדידה בלתי חודרנית של ריוויון החמצן בדם העורקי ובדם הוורידי בשיטות אופטיות. הקורס מקנה לסטודנטים ידע לגבי הפיסיולוגיה הבסיסית של מערכת הלב, כלי הדם והנשימה, ספקטרום הבליעה של המוגלובין מחומצן ולא מחומצן ותופעת פיזור האור ברקמות הגורמת לשגיאה במדידות האופטיות. כיון שהמדידה של רמת חימצון הדם אינה ישירה, הקורס מלבן את המקורות לשגיאות האופייניות המתקבלות במדידות של פרמטרים רפואיים. כמו כן מתמקד הקורס במדידות ריוויון החמצן בשיטת פולס אוקסימטריה בשני אורכי גל באינפרא אדום והוא כולל מעבדה עם הדגמה של מדידת פולס אוקסימטריה בדם העורקי ובדם הוורידי.
שם הקורס: למידה חישובית
היקף הקורס: שעור: 3 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
אלגוריתמים של למידת מכונה מאפשרים למחשב להתאמן וללמוד מהטעויות שלו ובכך לייעל את הביצועים שלו על נתונים חדשים. מדעני נתונים משתמשים בסדרה של אלגוריתמים מתקדמים יותר מהמסורתיים, המאפשרים לפתור בעיות בעלות רמת מורכבות גבוהה. דוגמאות לבעיות מסוג זה הן: חיזוי התנהגות צרכנית על ידי ניתוח הבחירות הקודמות של אותו צרכן, זיהוי אדם בתוך תמונה, "הבנת" טקסט כתוב וחיזוי כשל של מערכת או חיזוי מתקפת סייבר. הקורס מקנה בסיס להבנת סביבת העבודה של מדעני הנתונים, תוך התמקדות במסגרות המאפשרות לבחור בגישה המתאימה ביותר לפתרון הבעיות העומדות על הפרק. הקורס גם סוקר מקרים שונים ומלמד כיצד ליישם מודלים וכלים מתאימים, תוך התמקדות בשפת Python.
שם הקורס: למידה עמוקה
היקף הקורס: שעור: 3 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
קורס זה מהווה מבוא לתחום של "למידה עמוקה" (Deep Learning), ענף של למידת מכונה העוסק בפיתוח ויישום של רשתות נוירונים מודרניות. אלגוריתמים של למידה עמוקה מחלצים ייצוגים מופשטים של נתונים כדי לאפשר ביצועים אופטימליים של משימה נתונה. לדוגמה, רשת נוירונים עמוקה המתבקשת לזהות פנים, עשויה ללמוד לייצג תחילה רק פיקסלים של גבולות הפנים, לאחר מכן חלקים מהפנים כמו עיניים ואוזניים, ולבסוף, זיהוי פנים בשלמותם. למידה עמוקה משמשת לפיתוחים מתקדמים בתחום הבינה המלאכותית, כולל זיהוי הדיבור של Siri, הצעות התיוג של פייסבוק ורכבי נהיגה אוטונומית. הקורס מכסה מגוון נושאים כגון: רשתות נוירונים בסיסיות, למידה עמוקה ללא פיקוח (Unsupervised deep learning), מבני רשת קונבולוציוניים (convolutional and recurrent network structures), למידה באמצעות חיזוקים (reinforcement learning), ויישומים מאתגרים כמו זיהוי דיבור וראייה ממוחשבת.
שם הקורס: מערכות חלל
היקף הקורס: שיעור: 3 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
השימוש במערכות חלל נפוץ יותר ויותר בחיי היומיום לצרכים שונים כגון: טלקומוניקציה, ניווט ומיקום, תצפיות ביקום ובכדור הארץ, מטאורולוגיה, חקלאות, ויישומים בתחום מדעי הסביבה והנדסה אזרחית. הקורס מעניק לסטודנטים סקירה מקיפה של תכנון ועיצוב מערכות חלל, על פני קשת רחבה של יישומים במדעי החלל, ונותן להם את הכלים הדרושים להבנת הפיזיקה והטכנולוגיה הכרוכים בשימושים חיוניים אלה לחברה המודרנית.
שם הקורס: נושאים מתקדמים במדעי הראיה
היקף הקורס: שעור: 3 ש"ש תרגיל: 1 ש"ש נ"ז: 3.5
תקציר הקורס:
במסגרת הקורס הסטודנט מקבל ידע מעמיק על מערכת הראיה האנושית כגלאי אופטי/הנדסי, על עקרונות התפיסה החזותית ועל ראייה ותפיסה של צבעים, תוך כדי הדגמות להבנת התפיסה החזותית. הקורס משלב תיאור ובחינה של מערכות ניסיוניות לאפיון ואבחון של עיוותי ראיה ושל ליקויי ראיה, ניתוחי לייזר לתיקון לקויות ראיה, מערכות צילום רשתית ושיטות מיקרוסקופיה מתקדמות לאפיון רשתית ולאבחון בעיות ברשתית. כמו כן מתמקד הקורס בתנועות העין האנושית כחלק מתהליך יצירת הדמות ועיבוד התמונה המתקבלת ובאפיון של תנועה במערכת הראיה האנושית. במסגרת הקורס הסטודנט יפתח יכולות חשיבה וניתוח מדעי תוך בחינה של מחקרים עדכניים בתחום והצגת המחקרים בסמינריון המתלווה לקורס.
שם הקורס: נושאים נבחרים בעיבוד אותות
היקף הקורס: שעור: 2 ש"ש סמינר: 1 ש"ש נ"ז: 2.5
תקציר הקורס:
In this course, the student is exposed to eminent topics in signal processing, such as:
Most of the study material are articles from academic journals and professional magazines. At the end of the course, the student will understand the topics of the course, will be able to present an advanced topic and will be more accustomed to learning material through articles.
שם הקורס: עיבוד נתונים סטטיסטי מתקדם
היקף הקורס: שעור: 3 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
הקורס מהווה קורס המשך לקורס הסתברות וסטטיסטיקה למהנדסים שנלמד בתואר ראשון. בקורס זה לומדים בצורה מעמיקה על המדדים הסטטיסטיים הבסיסיים, ועל מדדים מתקדמים יותר ומתרגלים כיצד משתמשים בהם ומתי נדרש להשתמש בכל אחד מהם. מטרת הקורס היא להעניק לסטודנט את הכלים הדרושים ללימוד ולמחקר בתחום הפיזיקה והאלקטרוניקה, תוך דגש הן על הבנה מעמיקה של הנושאים הנלמדים והן על יישומם בפועל.
שם הקורס: פונקציות מרוכבות
היקף הקורס: שעור: 2 ש"ש תרגיל: 2 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
הקורס מקנה לסטודנטים ידע תאורטי ומיומנויות כולל יישומים ראשונים בתורת הפונקציות המרוכבות המהווה את המסגרת המתמטית לתחומים נרחבים בפיסיקה ובאלקטרוניקה. בקורס נלמדות שיטות לניתוח פונקציות של משתנה מרוכב אחד, של פונקציות הרמוניות של שני משתנים ממשיים ולמיון של נקודות הסתעפות ושל נקודות סינגולריות של משתנה מרוכב אחד. הידע הנלמד בקורס מיושם לחישוב אינטגרליים קווים ומעגליים של משתנה מרוכב והשימוש בהם לחישוב אינטגרליים של פונקציות ממשיות. כמו כן מקנה הקורס ידע כיצד ניתן לחקור פונקציות פיזיקליות בסיסיות באמצעות פונקציות מרוכבות.
שם הקורס: פרקים נבחרים במנגנוני כשל ובאיכות ואמינות
היקף הקורס: שעור: 2 ש"ש נ"ז: 2
תקציר הקורס:
מנגנוני כשל (Failure Mechanisms) בפיתוח התקנים אלקטרוניים ואלקטרו-אופטיים עלולים לשבש את תפקודו המיידי ואת האמינות והתפקוד ארוך הטווח של ההתקנים המיוצרים. הקורס מקנה ידע רחב במנגנוני הכשל העיקריים הקיימים בפיתוח התקנים אלו וסוקר את הבדיקות הנדרשות למינימיזציה של הכשלים, הן לפני ייצור ההתקן והן אחרי הייצור. כמו כן מנתח הקורס את הסיכונים והשיקולים ההנדסיים הנלווים לאורך ליווי הפיתוח והייצור, כולל יישום של תבניות עבודה ותרשימי זרימה בהתאם לתחומי ההנדסה השונים.
שם הקורס: שיטות מתמטיות בפיסיקה
היקף הקורס: שעור: 2 ש"ש תרגיל: 2 ש"ש נ"ז: 3
שפת הקורס: אנגלית
תקציר הקורס:
הקורס מעניק ידע בסיסי והבנה בשיטות המתמטיות הנפוצות לפתרון בעיות בפיסיקה ובהנדסה, וכיצד מיישמים שיטות אלה במגוון של סיטואציות. במסגרת הקורס נלמדים האופרטורים הדיפרנציאלים הבסיסים, כיצד משתמשים בהם בבעיות עם סימטריות מסוגים שונים וכיצד ניתן לפתח אותם בקואורדינטות ציקליות וספריות. כמו כן מתאר הקורס את הקשרים בין האופרטורים הדיפרנציאליים לאינטגרלים המתאימים, על פי משפט סטוקס. במסגרת הקורס לומדים הסטודנטים לפתור בעיות הנדסיות הדורשות פתרון של משוואות דיפרנציאליות באמצעות מגוון של שיטות נומריות, תוך שימוש ב - MATLAB.
שם הקורס: תהליכי מיקרו-יצור ויישומיהם
היקף הקורס: שעור: 3 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
הקורס מקנה ידע פיסיקלי מעמיק בתהליכי ייצור מיקרו-אלקטרוניים, בשיטות אפיון של התוצרים וביישומים שלהם. בחלקו הראשון, עוסק הקורס בטכנולוגיות ייצור של רכיבים מיקרו-אלקטרוניים בסיסיים כגון דיודות וטרנזיסטורים, שהובילו למהפכת המחשוב. בחלקו השני, עוסק הקורס בשיטות המדידה והאפיון המשתלבות בתהליך הייצור עצמו ובשלבי הבדיקה ההכרחיים, בכל אחד משלבי הייצור. הקורס משלב הרצאות פרונטאליות, סרטונים מקצועיים, מצגות מסכמות, סיורים מודרכים, והדגמות לגבי תהליכי הייצור במרכז הננו-טכנולוגיה של המרכז האקדמי לב והדגמות בכל הנוגע לתהליכי תכנון ואפיון התקנים במעבדה המתקדמת לאלקטרו-אופטיקה.
שם הקורס: תהליכים סטוכסטיים
היקף הקורס: שעור: 2 ש"ש תרגיל: 2 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
הקורס מעניק ידע תיאורטי לשם הבנת העקרונות של תורת התהליכים הסטוכסטיים. הקורס כולל סקירה של תהליכים אקראיים נקודתיים, תהליכי פואסון, התפלגות ארלנג , תהליך התחדשות ופונקצית התחדשות. כמו כן כולל הקורס מודלים מרטינגלים, תנועה בראונית, שרשראות מרקוב ותהליכי החלטה מרקוביים ומודלים של אסטרטגיות לתכנון דינמי עם מספר סופי ומספר אין סופי של צעדים.
שם הקורס: תצפיות חלל, מכ"ם וסנסורים
היקף הקורס: שעור: 3 ש"ש נ"ז: 3
תקציר הקורס:
מטרת הקורס היא להעניק לסטודנט את הכלים הדרושים כדי לתכנן מערכות חישה מרחוק לתצפית על כדור הארץ למגוון של יישומים כגון: ניטור סביבתי, יישומי אבטחה , מחקר מדעי בסיסי, וכן לתצפיות בתחומים תעשייתיים ורפואיים. הקורס מתאר את השימוש בטכניקות של חישה מרחוק בתחום האופטי ובתחום גלי מיקרוגל וניצול של טכניקות אלה בסוגים שונים של מערכות הנישאות בחלל, באוויר או על גוף האדם. במסגרת הקורס התלמיד לומד לבצע תצפיות בחלל, לתכנן חיישנים בתחום הנראה ובתחום המיקרוגל ולאפיין את ביצועי החיישנים למטרות אזרחיות וצבאיות.
