سوال جالبی در دهه ۱۹۵۰ توسط ریاضیدان ارنست اشتراوس مطرح شد که آیا در یک اتاق خالی با شکل دلخواه با دیوارهای جانبی ساخته شده از آینه های کامل، آیا یک منبع نور نقطه ای همیشه کل اتاق را روشن می کند؟ این سوال توسط ریاضیدان برنده جایزه نوبل، سر راجر پنروز پاسخ داده شد و از این رو طرح او “اتاق غیر روشن پنروز” نامیده می شود. با این حال، آیا اتاق روشن نشدنی پنروز واقعا غیر قابل روشن شدن است؟ در این مدل آموزشی، خواهیم دید که آیا این مورد است یا خیر و در مورد فرض اساسی اپتیک پرتو بحث خواهیم کرد.

تلسکوپ کک یک تلسکوپ به قطر ۱۰ متر با طراحی نوری ریچی-کرتین است. این تلسکوپ یکی از اولین تلسکوپ های نوری بزرگی است که از یک آینه اولیه تقسیم شده سبک وزن استفاده می کند. این آموزش نحوه استفاده از آینه های چند ضلعی داخلی از کتابخانه قطعه COMSOL را برای ساختن مدلی از آینه اولیه تقسیم شده تلسکوپ کک نشان می دهد.

تلسکوپ Gregory-Maksutov یک تلسکوپ کاتادیوپتری ساده است که از یک عدسی تصحیح کننده کروی و یک آینه اولیه کروی تشکیل شده است.

این آموزش نشان می دهد که چگونه می توان یک رهاسازی پرتو را بر اساس میدان الکتریکی فرودی در یک مرز تنظیم کرد.

لنزهای میکرولیتوگرافی برای نمایش تصویر یک مدار مجتمع بر روی یک بستر سیلیکونی استفاده می شود. این آموزش نحوه ایجاد یک لنز سیلیکا ذوب شده ۲۱ عنصری با NA 0.56 را نشان می دهد که برای استفاده در طول موج ۲۴۸ نانومتر طراحی شده است.

این مثال نحوه رسم الگوی تداخل را از ترکیب دو پرتو با طول مسیر نوری کمی متفاوت نشان می‌دهد. یک تداخل سنج ساده Michelson برای دستیابی به تغییر طول مسیر نوری با حرکت کمی یکی از آینه ها استفاده می شود.

پوشش‌های ضد انعکاس غالباً در سیستم‌های نوری برای کاهش میزان نور سرگردان تولید شده هنگام عبور پرتوی نور از یک محیط به محیط دیگر با ضریب شکست متفاوت استفاده می‌شوند.

از طیف‌نگاری‌های مقیاسی معمولاً در نجوم برای تجزیه و تحلیل با وضوح بالا از جوهای ستاره‌ای و برای سرعت‌سنجی دقیق داپلر استفاده می‌شود. این آموزش یک فرم “مردمک سفید” از این ابزار را شبیه‌سازی می‌کند. این امر از چندین بخش از كتابخانه قسمت COMSOL استفاده کرده و ایجاد هندسۀ كاملاً پارامتری را نشان می‌دهد. دو مؤلفۀ شبکه‌ای گنجانده شده و استفاده از گرۀ Order Diffraction نشان داده شده است. شبکۀ مقیاسی به ترتیب استفاده شده و جابجایی پارامتری در چندین مرتبه (با طول موج‌های مختلف در هر مرتبه) ساخته شده و نمودارهای اشعه و درجه‌بندی نتیجه حاصل می‌شود.

در این مدل، دو آینۀ مقعر در فاصله‌ای قرار گرفته و یک اشعه از نقطه‌ای داخل حفره می‌شود. سپس اشعه برای یک بازۀ زمانی از پیش تعریف شده ردیابی می‌شود که به اندازۀ کافی طولانی باشد. در صورت پایدار بودن حفرۀ لیزری، ردیابی اشعه تا زمان محاسبۀ از پیش تعریف شده ادامه می‌یابد، در حالی که در غیر این صورت، پرتو نسبتاً زودتر از حفره خارج می‌شود. یک مطالعۀ پارامتری نشان می‌دهد که چگونه طول حفره باعث تغییر پایداری حفره شده و نتیجۀ پایداری را با تئوری ماتریس ABCD مقایسه می‌کند.

قابلیت تغییر قطبش نور برای طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های نوری بسیار مهم است. به عنوان مثال، قطبش نور تأثیر بسزایی در عملکرد عایق‌های نوری، تضعیف‌کننده‌ها و شکاف‌های پرتو دارد. با اختصاص قطبش خاص به نور، که مهمترین آن قطبی‌شدن خطی یا دایره‌ای است، می‌توان میزان قابل توجهی از تابش نور در سیستم‌های نوری را کاهش داد.

از سیستم‌های گیرندۀ متمرکزکننده / حفره خورشیدی می‌توان برای تمرکز اشعۀ فرودی خورشید در یک منطقۀ کوچک استفاده کرده و گرمای شدید ایجاد نمود. سپس این گرما می‌تواند به انرژی الکتریکی یا شیمیایی تبدیل شود. یک شکل مشترک مزیت در سیستم‌های انرژی حرارتی خورشیدی، نسبت تمرکز یا نسبت شار خورشیدی بر روی سطح گیرنده یا در صفحۀ کانونی به شار خورشیدی محیطی است.

تلسکوپ‌های نیوتنی -که برای اولین بار در سال ۱۶۶۸ توسط ایزاک نیوتن اختراع شد- امروزه به دلیل کم‌هزینه بودن و طراحی سادۀ آن‌ها هنوز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برای کنترل شدت و قطبی شدن پرتوهای منتقل شده می‌توان از ترکیبات دستگاه‌های نوری مانند قطبش‌گرها و مهارکننده‌های موج استفاده کرد. در این مدل از دو قطبش‌گر خطی با محورهای انتقال متعامد استفاده شده تا شدت یک پرتو به صفر کاهش یابد. سپس شدت و قطبی‌شدن پرتو منتقل شده زمانی تحلیل می‌شود که یک مهارکنندۀ ربع یا نصف موج بین دو قطبش قرار گرفته باشد.