Wykład monograficzny I - Wybrane zagadnienia elektrodynamiki i optyki WM-FI-MON-I
1. Optyka liniowa i nieliniowa. Nieliniowe zjawiska optyczne. Generowanie drugiej harmonicznej (SGH). Dopasowanie fazowe. Dopasowanie fazowe w kryształach dwójłomnych. Wydajność SHG.
2. Optyczny oscylator parametryczny. Polaryzacja stała (efekt DC).
3. Efekty elektrooptyczne Pockelsa i Kerra. Tensor nieprzenikalności dielektrycznej. Współczynniki elektrooptyczne. Macierz elektrooptyczna. Ograniczenia symetrii.
4. Efekty elektrooptyczne w kryształach KDP i LiNbO3. Podłużna i poprzeczna komórki elektrooptyczne. Modulacja fazowa i amplitudowa.
5. Efekty magnetooptyczne Faradaya i Cottona-Mouttona. Dwójłomność kołowa.
6. Aktywność optyczna w polu elektrycznym. Elektrogyracja liniowa i kwadratowa.
7. Kryształy fotoniczne (KF) 1-D, 2-D, 3-D. Opis KF na podstawie równań Maxwella. Jednowymiarowy kryształ fotoniczny. Pasmowa struktura. Przerwa fotoniczna. Struktury Bragga.
8. Kryształy fotoniczne 2-D. Relacje dyspersyjne. Struktura pasmowa kryształu fotonicznego 2-D. Kryształy fotoniczne 3-D. Zastosowania KF.
9. Metamateriały. Równania materiałowe. Ujemny współczynnik załamania. Fale elektromagnetyczne w metamateriałach. Warunki ciągłości. Prawo Snelliusa w metamateriałach.
10. Idealna soczewka. Zasada Fermata. Wzmocnienie fali zanikającej (supersoczewka). Potwierdzenie eksperymentalne. Metamateriały elektromagnetyczne. Niewidzialność.
11. Światłowody. Zasada działania. Rozkład współczynnika załamania (skokowe i gradientowe światłowody). Struktura modową (jednomodowe i wielomodowe światłowody). Tłumienie sygnału optycznego. Straty materiałowe i falowodowe.
12. Dyspersja modowa, chromatyczna, materiałowa, falowodowa.
Urządzenia światłowodowe. Kabel światłowodowy.
13. Graniczną pojemność kanału. Twierdzenie Shannona. Prędkość transmisji sygnału za pomocą światłowodu. Multipleksowanie z podziałem częstotliwości i czasu. Inne zastosowanie światłowodów.
14. Światłowodowe generatory promieniowania supercontinuum (SC). Spektralne i czasowe parametry promieniowania SC. Zastosowanie SC.
15. Generacja krótkich impulsów światła. Aktywna i pasywna synchronizacja modów. Optyka pakietów falowych. Lasery femtosekundowe.
Poziom przedmiotu
Symbol/Symbole kierunkowe efektów uczenia się
Efekty kształcenia
FIZ2_W05, Zna powiązania zagadnień wybranej dziedziny z innymi
działami fizyki teoretycznej i doświadczalnej
FIZ2_W07, Zna różne techniki eksperymentalne stosowane w badaniach
fazy skondensowanej
FIZ2_W08, Rozumie zjawiska fizyczne na gruncie mechaniki kwantowej
FIZ2_U01, Posiada umiejętność definiowania i rozwiązywania
problemów fizycznych - zarówno rutynowych, jak
i niestandardowych
FIZ2_U02, Korzysta z literatury fachowej dla wybranej dziedziny fizyki
zarówno w języku polskim jak i angielskim.
FIZ2_U03, Posiada umiejętności wyrażania treści fizycznych w mowie i
na piśmie, w tekstach fizycznych o różnym charakterze
FIZ2_U04, Potrafi posługiwać się formalizmem fizyki teoretycznej do
opisu praw i procesów w przyrodzie
FIZ2_K06, Potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień
fizycznych
FIZ2_K08 Dba o poziom sprawności fizycznej
Kryteria oceniania
Egzamin ustny
Literatura
B. Ziętek, Optoelektronika (Wydawnictwo UMK, Toruń 2004).
E. Hecht, Optics (Edison Wesley Longman Inc. 1998).
Ch. C. Davis, Lasers and electro-optics, Cambridge Univ. Press, Cambridge 1996.
F. Kaczmarek, Wstęp do fizyki laserów, PWN, Warszawa, 1986.
F. Ratajczyk, Optyka ośrodków anizotropowych, PWN, Warszawa, 1994.
R. R. Alfano, The Supercontinuum Laser Source, Springer, New York (1989)
B. Ziętek B, Lasery, UMK, Toruń 2009.
H. Abramczyk, Wstęp do spektroskopii laserowej, PWN, Warszawa 2000.
S. J. Ling, J. Sanny, W. Moebs, Fizyka dla szkół wyższych. Tom III. Openstax Polska. 2018.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: