Optical Research Group

Archiv novinek.
Archiv



Informace o kurzech

Difraktivní struktury

-----

Přednáška pojednává o různých aspektech návrhu, analýzy, realizace a aplikace difraktivních struktur v širším spektru oblastí. Předmětem je detailní rozbor problematiky difrakčních mřížek, pokročilých holografických technik, záznamových materiálů, návrhu difraktivních a hybridních optických systémů, analýzy subvlnových fotonických struktur a další. Přednáška je určena pro studenty doktorských studijních programů.

letní semestr, 2+0, zk

Exkurze na optická pracoviště

F. Havel

Exkurze na vybraná pracoviště, která se zabývají aplikací optických technologií (výroba optiky, tenké vrstvy, krystaly, strojní vyroba, nejrůznější měření, atd.). Většina pracovišť se nachází v Praze. Pro udělení zápočtu je nutná účast na všech exkurzích.

zimní semestr, 0+4z

Fyzikální optika I

M. Škereň

Přednáška pojednává o základech fyzikální optiky. Systematicky se zabývá šířením optických vln ve vakuu, v izotropním a anizotropním prostředí a na jejich rozhraních. Klasifikuje základní typy optických vln. Věnuje se popisu polarizace a jejímu využití, statistickým vlastnostem polychromatické vlny, základům interference dvou i vícevlnové. Úvod kurzu je zaměřen na rekapitulaci procesů kmitání a vlnění.

zimní semestr, 3+0, z, zk

Fyzikální optika II

M. Škereň

Přednáška pojednáva o základech difraktivní optiky. Věnuje se zejména skalární teorii difrakce, důkladně diskutuje historické přístupy Fresnela, Kirchhoffa, Sommerfelda a další. Ve stručnosti je rozbrána též rigorózní teorie difrakce. Druhá část přednášy je věnována optickým difraktivním strukturám, tenkým a objemovým mřížkám a syntetickým difraktivním elementům. Jsou diskutovány různé přístupy k analýze a syntéze těchto struktur. Poslední část je věnována optické holografii, holografickým technikám, záznamovým materiálům a různým aplikacím hologramů.

letní semestr, 2+0, z, zk

Geometrická optika

M. Dvořák (miroslav.dvorak@fjfi.cvut.cz)

Přednáška pojednává o základech geometrické a přístrojové optiky. Zabývá se zobrazováním, terminologií, paraxiálním maticovým popisem, optickými vadami, věnuje se též energetice a kolorimetrii optických svazků (radiometrickým a fotometrickým veličinám), systematicky popisuje nejběžnější optické přístroje z praxe. Součástí přednášky je praktická demonstrace optických přístrojů a exkurze do optických dílen. Ve cvičeních jsou studenty průběžně řešeny aktuální příklady z probírané tématiky.

letní semestr, 3+1, z, zk

Kvantová elektronika

I. Richter, P. Kwiecien

Přednáška pojednává o základech kvantové elektroniky. Zabývá se nejprve Diracovou symbolikou, čistými a smíšenými stavy a statistickým operátorem. Zavádí kromě Schrödingerova i Heisenbergův a Diracův formalizmus popisu dynamického vývoje kvantové soustavy. Pozornost věnuje časovému vývoji kvantového systému (pomocí evolučního operátoru) a stacionární i nestacionární poruchové teorii, včetně poloklasické teorie interakce kvantové soustavy s klasickým polem. Přednáška se dále zabývá kvantováním elektromagnetického pole a základy kvantové elektrodynamiky. Pozornost je věnována Fockovým kvantovým stavům světla a zejména stavům koherentním, kvantovému popisu optického záření, zavádí se kvazidistribuční a charakteristické funkce. Součástí přednášky jsou pravidelná cvičení (dle rozpisu) s praktickými příklady.

zimní semestr, 3+1, z, zk

Kvantová optika

I. Richter, P. Kwiecien

Přednáška pojednává o pokročilejších partiích kvantové optiky a navazuje na předchozí kurs Kvantová elektronika. Zabývá se zejména statistickými vlastnostmi záření, koherentními stavy elektromagnetického pole, kvantovým popisem optického záření, zvláštními stavy pole, zavádí kvazidistribuční a charakteristické funkce. Stěžejní partie dále představují Diracova teorie interakce kvantovaného elektromagnetického záření s kvantovou soustavou (teorie absorpce a emise) a kvantová teorie rozptylu optického záření atomem (Rayleighův, Thomsonův, Ramanův, rezonanční fluorescence). Pozornost dále věnuje zejména kvantové teorii koherence (kvantová teorie optické detekce, kvantové korelační funkce), v relaci s teorií klasickou. Přednáška se dále zabývá zobecněnou teorií koherence vyšších řádů, koherenčními vlastnosti zvláštních polí, kvantovou teorií tlumení (tlumený kvantový harmonický oscilátor, Heisenberg-Langevinův přístup). Pozornost je věnována přehledu neklasických měřících metod (fotopulsní statistika, intenzitní interferometrie, Brown-Twissův jev, hvězdný korelační interferometr, korelační spektroskopie), možnostem měření kvantového stavu světla, i některým vybraným partií moderní kvantové optiky (stlačené stavy, entanglované stavy). Součástí přednášky jsou pravidelná cvičení s praktickými příklady.

letní semestr, 3+1, z, zk

Nanofyzika

I. Richter, M. Šiňor

Přednáška podává přehled o nanofyzice, vyjasňuje terminologii, srovnává různé formy hmoty a struktur, s důrazem na nanostruktury, zejména elektronové a fotonické struktury. Rekapituluje pojmy a postupy z fyziky pevných látek a aplikuje je na kvantově omezené nanostruktury (kvantová jáma, kvantový drát, kvantová tečka). Pozornost dále věnuje elektromagnetismu kovů, jejím specifikům, disperzním modelům, rozebírá a klasifikuje plazmony, pozornost věnuje zejména povrchovým plazmonům – polaritonům. Přednáška se dále zabývá fotonickými strukturami, jejich přehledem, klasifikací, věnuje se vlastnostem fotonických krystalů, podává jejich příklady v 1D, 2D i 3D. Závěrem se věnuje přehledu uměle vytvářeným materiálům a strukturám, zejména metamateriálům. Přednášky jsou zakončeny referáty studentů na předem zvolená a vypracovaná aktuální témata.

zimní semestr, 2+0, zk

Nelineární optika

I. Richter, P. Kwiecien

Přednáška pojednává o úvodních i pokročilejších partiích nelineární optiky z klasického i kvantového (poloklasického) pohledu a navazuje na předchozí kursy lineární Fyzikální optiky. Zabývá se nejprve komplexní notací nelineárních procesů, mechanickými kmity a neharmonickým oscilátorem, vynuceným kmitáním nelineárních systémů a šířením mechanických nelineárních vln. Posléze se věnuje interakčním optickým procesům v optice (dielektrickému prostředí) a vektoru polarizace, zákonům zachování a Helmholtzově rovnici vázaných vln. Řeší vlastnosti susceptibility (disperzní vlastnosti, nelinearita 2. a 3. řádu, klasický i kvantový pohled) a problematiku anizotropních nelineárních prostředí. Přednáška si dále všímá některých nelineárních jevů (změny indexu lomu, automodulačních procesů, elektrooptického jevu, fororefrektivního jevu nelineárních rozptylů, fázové konjugace, nelineární absorpce, šíření krátkých impulzů. Přednáška je zakončena aplikacemi využívaných procesů vybraných nelineárně optických jevů.

letní semestr, 3+1, z, zk

Optické zpracování signálů

P. Kwiecien, I. Richter
Přednáška pojednává o základech fourierovské optiky a optického zpracování informace. Zabývá se použitím fourierovského formalizmu v optice a zmiňuje i další optické transformace. Šíření a difrakci svetla popisuje v pojetí fourierovské optiky s využitím impulzní odezvy, přenosové funkce a teorie tenkého transparentu. Důkadně diskutuje zobrazující systémy pracující s koherentním i nekoherentním světlem. V rámci záznamu a modulace optické informace je zvláštní pozornost věnována, kromě tradičních fotografických filmů, zejména holografii, prostorovým modulátorum a difraktivním strukturám. Jsou studovány optické paměti a systémy pro rozpoznávání obrazu na optické bázi. Přednáška se dále zabývá optickým zpracováním analogové, diskrétní a logické informace.
zimní semestr, 3+0, z, zk

Pokročilé praktikum z optiky

A. Jančárek (alexandr.jancarek@fjfi.cvut.cz)

Praktikum rozvíjí praktické experimentální dovednosti a zkušenosti ve vybraných oblastech optiky a optoelektroniky. Je vyžadováno vypracování protokolů z měření.

zimní semestr, 0+4, kz

Statistická optika

I. Richter

Přednáška pojednává o základech i pokročilejších partiích klasické statistické optiky. Zabývá se zejména statistickými vlastnostmi záření z pohledu klasické teorie koherence. Rekapituluje základy teorie pravděpodobnosti a statistiky, náhodné proměnné a stochastické procesy, dále pojmy komplexního analytického signálu a kvazimonochromatického signálu. Pozornost zejména věnuje zejména klasické skalární teorii koherence 2. řádu (elementární koncepty a definice, koherenční doba, plocha a objem, časové a spektrální korelační funkce a jejich vlastnosti, interferenční zákon, stupeň koherence, zákon interference, vývoj korelační funkce, Wolfovy rovnice, Van Cittert – Zernikeův teorém, Wiener-Chinčinova věta). Přednáška se dále zabývá teorií částečné koherence, zářením částečně koherentních zdrojů, zářením z primárních a sekundárních zdrojů (Schellovy modelové zdroje), jakož i speciálními typy polí (křížově spektrálně čisté). Pozornost je věnována dynamice korelační funkce (Wolfovy rovnice, Van Cittert - Zernikeův teorém). Jsou diskutovány základní aplikace teorie koherence 2. řádu (Michelsonův hvězdný interferometr, korelační spektroskopie). Skalární teorie je rozšířena jednak na vektorové aspekty teorie koherence (korelační matice a tenzory), zejména na statistickou teorii polarizace, dále na korelační funkce vyšších řádů.

zimní semestr, 2+0, z, zk

Vybrané kapitoly z moderní optiky

P. Kwiecien

Předmět je koncipován jako soubor vybraných přednášek z různých oblastí moderní optiky, na kterých se podílí experti z akademické i průmyslové sféry. Přednášky jsou voleny tak, aby pokryly oblasti, kterým se optické kurzy věnují pouze okrajově.

zimní semestr, 2+0, z

Základy optiky

P. Kwiecien

Přednáška pojednává o základech optiky - vychází z popisu elektromagnetického pole pomocí Maxwellových rovnic a zabývá se šířením optické vlny ve vakuu a různých typech prostředí. Součástí je úvod do teorie anizotropních prostředí a nelineární optiky. Dále jsou studovány statistické vlastnosti optických vln a následně různé formy interference optických polí, difrakce světla, difraktivní struktury a základy holografie. Poslední část je věnována přístupu geometrické optiky k popisu optických soustav, analýze problematiky vidění a optickým přístrojům. Jednotlivé části jsou doplněny o přehled nejdůležitějších vybraných aplikací.

zimní semestr, 2+0, z, zk

Základní praktikum z optiky

A. Jančárek (alexandr.jancarek@fjfi.cvut.cz)
Praktikum rozvíjí praktické experimentální dovednosti a zkušenosti ve vybraných oblastech optiky a optoelektroniky. Je vyžadováno vypracování protokolů z měření.
letní semestr, 0+4, kz