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Donald Barnhart usó Mathematica por primera vez para desarrollar software de diseño y análisis óptico para su propia investigación en óptica. Actualmente, científicos en todo el mundo utilizan su software basado en Mathematica, Optica, para aplicaciones en fibra óptica, láseres y telescopios.
Para él, la mayor ventaja de Mathematica es obtener en su computadora conocimientos que normalmente solo obtendría mediante experimentos de laboratorio. Barnhart afirma: "Es realmente útil cuando estás tratando de hacer cosas innovadoras y no sabes de antemano cómo van a resultar, y necesitas descubrir tanto como puedas antes de comenzar a invertir mucho dinero, tiempo y esfuerzo..."
Usando Mathematica y Optica, Barnhart diseña y crea nuevas invenciones ópticas como el SlideOScope, un tipo totalmente nuevo de álbum fotográfico que transforma la manera en que se pueden ver las fotografías y el arte. Según Barnhart: "Es muy satisfactorio poder modelar algo y luego verlo construido y funcionando".