PODSTAWY FOTONIKI
Mirosław Karpierz
Fale elektromagnetyczne. Równania Maxwella. Fale monochromatyczne. Energia i pęd fali. Widmo fal elektromagnetycznych. Widzenie światła.
Interferencja. Nakładanie się fal. Spójność fal. Przykłady interferometrów. Holografia.
Dyfrakcja. Dyfrakcja Fresnela. Siatki i przesłony dyfrakcyjne. Optyka fourierowska. Częstości przestrzenne. Optyczne metody poprawiania obrazu.
Rozchodzenia się światła w ośrodkach materialnych. Klasyczny model Lorentza. Współczynnik załamania. Załamanie i odbicie fal na granicy ośrodków. Rozpraszanie. Dyspersja. Prędkość rozchodzenia się impulsów. Prędkości "nadświetlne". Ujemne załamanie. Metamateriały.
Dwójłomność optyczna. Polaryzacja światła. Ośrodki anizotropowe. Kierunek rozchodzenia się energii. Zjawiska elektro-, magneto-, i elastooptyczne.
Optyczne właściwości ciekłych kryształów. Budowa i właściwości ciekłych kryształów. Reorientacja w zewnętrznych polach. Displeje ciekłokrystaliczne.
Kwantowa natura światła. Oddziaływanie światła z materią. Absorpcja i emisja. Zasada działania i budowa laserów. Kryptografia kwantowa.
Nieliniowość optyczna. Mechanizmy nieliniowości. Zjawiska optyki nieliniowej: generacje częstotliwości, wzmacnianie parametryczne, odwracanie frontu falowego, samoogniskowanie, solitony optyczne.
Światłowody. Całkowite wewnętrzne odbicie. Zjawisko tunelowe. Budowa i właściwości światłowodów. Rodzaje światłowodów i metody ich wytwarzania. Elementy światłowodowe.
Wykorzystanie światłowodów. Telekomunikacja światłowodowa. Czujniki światłowodowe. Optyczne układy scalone.
Kryształy fotonowe. Siatki periodyczne. Pasmo zabronione. Światłowody fotoniczne.
Zasady zaliczania:
Egzamin w formie pisemnej wymagający krótkiej odpowiedzi na pięć tematów. Suma punktów jest podstawą oceny końcowej (każdy temat jest punktowany od 0 do 1). Istnieje możliwość odpowiedzi ustnej w tym poprawiającej ocenę z egzaminu pisemnego.
Przykładowe
tematy na egzaminie:
- napisać równania Maxwella
- co to znaczy, że fale są spójne?
- co to jest dyfrakcja?
- inne: patrz spis treści wykładu powyżej.