Optični inženiring je inženirska disciplina, ki se osredotoča na načrtovanje opreme in naprav, ki delujejo s pomočjo svetlobe. Temelji na znanosti o optiki, področju fizike, ki preučuje lastnosti in obnašanje vidne svetlobe in njenih dveh najbližjih sosedov na elektromagnetnem spektru, infrardečem in ultravijoličnem. Praksa optičnega inženiringa je starodavna, uporaba ogledal, oblikovanih in poliranih kristalov ali posod s čisto vodo za namene, kot sta povečava ali fokusiranje sončne svetlobe za vžiganje požarov, pa je stara več kot 2,000 let. V sodobnem času je to področje pomembno za zelo širok nabor tehnologij, vključno z optičnimi instrumenti, kot so mikroskopi in daljnogledi, laserji in številnimi pogosto uporabljenimi elektronskimi in komunikacijskimi napravami.
Nekatere praktične uporabe optike je mogoče izvesti z uporabo modela elektromagnetnega sevanja, ki temelji na klasični fiziki. To je zato, ker se napovedi sodobne kvantne mehanike opazno razlikujejo od klasične mehanike le na atomskem ali subatomskem merilu ali v izjemno nenavadnih pogojih, kot so temperature skoraj absolutne nič. Številne sodobne optične tehnologije temeljijo na interakciji posameznih fotonov z atomi in delci, pri čemer napovedi klasične mehanike prenehajo biti uporaben približek realnosti, zato je znanost kvantne optike nujna za razumevanje in obvladovanje teh pojavov. Znanost o materialih je tudi pomembno znanje za optično inženirstvo.
Zasnova številnih naprav, ki uporabljajo svetlobo za ogled ali analizo predmetov, vključuje optični inženiring. Instrumenti za gledanje, kot so daljnogledi, teleskopi in mikroskopi, uporabljajo leče in ogledala za povečavo slik, medtem ko korektivne leče za očala in kontaktne leče lomijo vhodno svetlobo, da kompenzirajo napake v vidu uporabnika. Zato njihovo ustvarjanje zahteva precejšnje znanstveno znanje o tem, kako bodo te optične komponente vplivale na prihajajočo svetlobo. Uspešna zasnova optičnih leč zahteva razumevanje, kako bo sestava, struktura in oblika leče vplivala na delovanje optične naprave ter kako bo oblika in materiali leče vplivali na dejavnike, kot so masa, velikost in porazdelitev teže naprave. , kot tudi njegovo sposobnost delovanja v različnih pogojih.
Načrtovanje naprav, imenovanih spektrometri, ni mogoče izvesti brez optičnega inženiringa. Spektrometer uporablja lastnosti prihajajočih fotonov za odkrivanje informacij o kemični sestavi ali drugih lastnostih snovi, s katerimi je svetloba oddajala ali s katero je bila v interakciji. Spektrometri obstajajo v širokem naboru različnih tipov in so izjemno pomembni za sodobno znanost in industrijo, v aplikacijah, ki segajo od identifikacije sestave mineralov do nadzora kakovosti v kovinskopredelovalni industriji do preučevanja gibanja drugih galaksij.
Optični inženiring je prav tako bistven za tehnologijo optičnih vlaken, ki prenaša informacije po kablih z uporabo svetlobnih impulzov namesto električne energije. Optična vlakna so fleksibilni materiali, ki se lahko uporabljajo kot valovodi, materiali, ki lahko usmerjajo smer svetlobe. Svetlobo med potovanjem usmerjajo z izkoriščanjem pojava, imenovanega popolna notranja refleksija, ki ohranja svetlobo, usmerjeno navzdol po jedru vlakna. Zasnova optičnih vlaken zahteva razumevanje, kako se svetloba lomi, ko se premika skozi različne medije, skupaj z lomnimi lastnostmi različnih materialov. Optična vlakna so zaradi svoje ogromne zmogljivosti bistvena za sodobne komunikacijske tehnologije, kot so telefoni, hitri internet in kabelska televizija.
Zasnova laserjev, ki proizvajajo ozke žarke koherentne svetlobe, se prav tako močno zanaša na optični inženiring. Laserji delujejo tako, da energijsko vzbujajo material, imenovan ojačitveni medij, dokler ne začne sproščati energije v obliki fotonov. Načrtovanje delujočega laserja vključuje poznavanje kvantnih lastnosti svetlobe in različnih materialov, ki se lahko uporabijo kot pridobivalni medij za ustvarjanje fotonov s kakovostmi, potrebnimi za predvideno uporabo laserja, in o tem, kako lahko optična oprema, kot so leče in ogledala, osredotoči. ta svetloba. Laserska tehnologija se v sodobnem življenju pogosto uporablja. Je osnova za formate optičnih diskov, kot so CD-ji in DVD-ji, za tehnologijo zaznavanja LIDAR (zaznavanje svetlobe in določanje razdalje) in v številnih industrijskih aplikacijah.