Fotonika kurs magisterski grupa R41 semestr VII Specjalność: Inżynieria fotoniczna. Egzamin ustny: trzy zagadnienia do objaśnienia

Transkrypt

1 Dr inż. Tomasz Kozacki Prof. dr hab.inż. Romuald Jóźwicki Zakład Techniki Optycznej Instytut Mikromechaniki i Fotoniki pokój 513a ogłoszenia na tablicach V-tego piętra kurs magisterski grupa R41 semestr VII Specjalność: Inżynieria fotoniczna Egzamin ustny: trzy zagadnienia do objaśnienia Można mieć 1 kartkę A4 z zapisanymi wzorami (tylko) Pod koniec wykładu zaliczanie jednego tematu seminaryjnie Wykład w Internecie zto.mchtr.pw.edu.pl

2 Specjalność: Inżynieria fotoniczna VII VIII IX X Materiałoznawstwo 2 Z E Optyka instrumentalna 2 E Optyka falowa 2 E E -2- Elementy optoelektroniczne 2 Z Technika laserowa 2 Z -2- Przetw. i rozpoznawanie obrazu 2 Z -1- Budowa systemów optycznych 2 E --- Projektowanie układów 1 Z --2 Konstrukcja mechaniczna 2 Z --1 Urządzenia i systemy fotoniczne 2 E -2- Optyczne metody badań i kontroli 3 E -1- Obieralny Technika światłowodowa + Sensory +? 2 Z Optyczno-numer. systemy pomiarowe Atestacja aparatury pomiarowej

3 Wiedza podstawowa z fotoniki Optyka geometryczna Optyka falowa Elektrody namika Optyka? kwantowa Optyka Odwzorowanie Obiektywy Przyrządy Interferometry Spektrometry Polarymetry i inne Technika IR Inżynieria fotoniczna Falowody światłowody Propagacja impulsów Optyka nieliniowa Przestrajalne lasery Lasery półprzewodnikowe Współzależność - elementy sensory

4 Etymologia Optyka jest dziedziną fizyki Elektronika i fotonika należą do dziedziny techniki jest dziedziną techniki zajmującą się sterowaniem fotonów w celu przesyłania informacji Optyka i fotonika korzystają z tego samego pasma fal elektromagnetycznych Ścisła współzależność optyki i fotoniki

5

6

7 Widmo fal elektromagnetycznych Częstotliwość ν a długość fali λ 0 [ Hz] c = ± km/s 1 c ν = = = T ct c λ Pasmo optyczne λ 0 1nm 1 mm ν Hz 0

8 Literatura Połowa podręcznika dotyczy treści wykładu PIF na III-cim roku Druga część odpowiada treści wykładu

9 Literatura cd B.E.A. Saleh i M.C. Teich: Fundamentals of Photonics. John Wiley & Sons, Inc. New York 1991 J.Petykiewicz: Optyka falowa. Wyd. Politechniki Warszawskiej, J.Petykiewicz: Optyka falowa. PWN, Warszawa E.Hecht i A.Zajac: Optics. AddisonWesley Publ. Comp., Massachusetts 1974 R.Jóźwicki: Optyka instrumentalna. WNT, Warszawa 1970, M.Born i E.Wolf: Principles of Optics. Pergamon Press, London 1988, VIII wydanie Wykład w Internecie pomocnicza zalecana naukowa

10 Szczegółowy spis treści wykładu Równania Maxwella dla różnych ośrodków Rozwiązanie równań Maxwella w próżni i dielektrycznym ośrodku Równanie falowe Równanie Helmholtza Równanie falowe w ośrodku nieliniowym Prędkość fazowa a prędkość grupowa Interferometria heterodynowa Propagacja impulsu gaussowskiego w ośrodku dyspersyjnym Metoda analizy Współczynnik prędkości grupowej Kompresja impulsu

11 Szczegółowy spis treści wykładu cd Płaska fala monochromatyczna Rozkład fali monochromatycznej na fale płaskie Przypadek jednowymiarowy i dwuwymiarowy Nieograniczona siatka dyfrakcyjna Rozkład prostokątny Ograniczona siatka dyfrakcyjna Propagacja fali dla nieograniczonej siatki dyfrakcyjnej Fala zanikająca

12 Szczegółowy spis treści wykładu cd Transmisja i odbicie fali na granicy dwóch ośrodków Wzory Fresnela Obrót płaszczyzny polaryzacji Zależności energetyczne Kąt Brewstera Stopień polaryzacji Całkowite wewnętrzne odbicie Grupa fal padających, zjawisko Goosa-Hanchena Propagacja fali w ośrodku przewodzącym Odbicie na granicy dielektryk-metal

13 Szczegółowy spis treści wykładu cd Propagacja fali w falowodzie Mody falowodu, rozkład propagującego się pola Rozkład pola poza falowodem Sprzęganie między falowodami Przełącznik sterowany niedopasowaniem fazowym Sprzęgacze wejścia wiązki Ośrodki dielektryczne optycznie nieliniowe Nieliniowość drugiego rzędu Generowanie II harmonicznej, zjawisko elektrooptyczne, mieszanie fal Nieliniowość trzeciego rzędu Efekt Kerra, samomodulacja, samoogniskowanie Przestrzenne i optyczne solitony

14 Szczegółowy spis treści wykładu Elementy sterowania wiązką światła Optyczna aktywność Magnetooptyka modulator Faradaya Elektrooptyczne zjawiska Zjawisko Pockelsa, modulator fazy Ośrodek anizotropowy Modulator intensywności Skanery i deflektory elektrooptyczne Przełącznik elektrooptyczny

15 Szczegółowy spis treści wykładu cd Akustooptyka Dyfrakcja Ramana-Natha Fala biegnąca i stojąca Dyfrakcja Bragga Szerokość kąta Bragga Dopplerowskie przesunięcie częstotliwości Wpływ szerokości fali akustycznej Współczynnik odbicia modulatora Bragga