Fotonika

obowiązkowe

Podstawowa znajomość równań Maxwella, podstaw analizy matematycznej oraz programowania.

w sali

Przedmiot obejmuje wybrane zagadnienia współczesnej fotoniki, w tym podstawy optyki falowej, ze szczególnym uwwzględnieniem struktur cienkowarstwowych, kryształów fotonicznych, światłowodów i elementów dyfrakcyjnych. Omawiane są także interferencja, podstawy holografii, wykorzystanie polaryzacji w ukłądach fotonicznych oraz elementy plazmoniki. W ramach wykładu i ćwiczeń numerycznych studenci uczą się modelowania i analizy właściwości zaawansowanych struktur fotonicznych. Kurs przeznaczony jest głównie dla studentów nanoinżynierii oraz specjalności fotonika na kierunku fizyka II stopnia.

Wykład dotyczy podstaw fotoniki.

Program:

- Przegląd pojęć, równań i przybliżeń optyki

- Układy liniowe; Podstawy teorii dyfrakcji

- Układy warstwowe

- Kryształy fotoniczne

- Podstawy plazmoniki

- Elementy dyfrakcyjne

- Podstawy holografii

- Czujniki plazmoniczne

- Elementy MEMS i MOEMS

- Światłowody i falowody tradycyjne i fotoniczne

- Elementy optyki nieliniowej

- Elementy optyki falowodowej

- Optyczne mikropołączenia, przełączniki, sieci neuronowe

B. Saleh, M. Teich, Fundamentals of Photonics, (2019 by John Wiley & Sons),

E. Hecht, Optyka, PWN 2016,

M. Karpierz, E. Weinert-Rączka, Nieliniowa Optyka Światłowodowa, WNT 2011,

D. Griffiths, Podstawy elektrodynamiki, PWN 2020,

J. Joannopolous, S. Johnson, J.Winn, R. Meade, Photonic Crystals, Molding the flow of light, 2nd Ed, Princeton Univ. Press, 2008.

Student zna podstawy optyki falowej i fotoniki (koherencja, interferencja, polaryzacja, równanie Helmholtza); rozumie działanie układów cienkowarstwowych, kryształów fotonicznych, falowodów i światłowodów, elementów dyfrakcyjnych oraz podstawy holografii i podstawy plazmoniki. Potrafi formułować i stosować matematyczne oraz numeryczne modele opisujące podstawowe struktury i zjawiska fotoniczne; Analizuje i interpretuje właściwości oraz działanie elementów i układów fotonicznych, w tym warstwowych, falowodowych, dyfrakcyjnych i plazmonicznych. Student jest gotów do krytycznej oceny wyników modelowania układów fotonicznych oraz do samodzielnego pogłębiania wiedzy i umiejętności w zakresie nowoczesnych technologii optycznych.

Egzamin ustny – student losuje dwa pytania z podanej wcześniej listy zagadnień i udziela odpowiedzi podczas egzaminu.

Ocena z ćwiczeń numerycznych – na podstawie wykonywanych w trakcie semestru zadań.