At oplære den studerende i højteknologisk laboratoriearbejde og modellering inden for moderne nanofotonik.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Redegøre for basal teori bag spontan emission af lys fra kvantepunkter i nanofotoniske strukturer
Redegøre for den eksperimentelle teknik bag spontan emissions målinger
Foretage tidsopløste målinger af spontan emission
Analysere spontan emission henfaldskurver og fortolke eksperimentelle data
Forklare den basale teori for mikrostrukturerede polymer optisk fibre (mPOFs), samt fire-bølge blanding og Raman effekten i disse
Anvende COMSOL til at beregne mode profiler, dispersion og tab for en mPOF til sammenligning med målinger
Trække en mPOF ved forskellig tryk og temperatur, kløve fiberen og tage mikroskop billeder til test af struktur
Udføre målinger af transmission, tab, dispersion og Raman spredning i en mPOF
Forklare principperne bag optisk generering og -detektering af ultrahurtige THz signaler
Forklare teorien for beregning af spektroskopisk information fra eksperimentelt optagede THz signaler
Beregne absorptionskoefficient og brydningsindeks for et prøvemateriale ud fra eksperimentelle data
Anvende teoretiske modeller for ledningsevne til analyse af eksperimentelle data
Kursusindhold:
I kurset fokuseres på 3 kerneforskningsområder på COM•DTU inden for nanofotonik: Fabrikation af mikrostrukturerede optiske fibre hvor den studerende vil få mulighed for at arbejde med et af de eneste dertil designede træktårne i Europa. Man vil lære at trække sin egen mikrostrukturerede optiske fiber i polymer, hvordan en sådan fiber kløves og hvordan man måler dens egenskaber, såsom tab og dispersion. Ledningsevnen af metaller er for makroskopiske systemer godt beskrevet af Drude-modellen. Når dimensionerne af et materiale bliver meget små, og nærmer sig den fri vejlængde for ladningsbærerne, så bryder Drude-modellen imidlertid sammen. I dette projekt vil vi kigge nærmere på dette fænomen. Vi vil lave optisk spektroskopi på nanostrukturerede, ledende materialer, og bruge den spektroskopiske information til at lære om elektrisk ledningsevne af guldklynger på overflader. Det spektroskopiske værktøj til dette formål er Terahertz Tidsdomæne Spektroskopi (THz-TDS). Med denne teknik kan vi bestemme AC ledningsevnen af nano-objekter, uden mekanisk kontakt til objekterne. Spektroskopi på kvantepunkter: I dette projekt studeres spontan udsendelse af lys fra kvantepunkter. Kvantepunkter er små nanometer partikler af halvleder materialer, der udsender fotoner, på samme måde som atomer kan udsende fotoner. Ganske overraskende viser det sig, at spontan udsendelse af lys ikke blot afhænger af egenskaberne af lyskilden selv, men kan ændres ved at placere kvantepunktet i et nano-struktureret optisk medium. I dette projekt vil den studerende udføre tids-opløste eksperimenter, hvor udsendelsen af enkelte fotoner fra et kvantepunkt måles ved lave temperaturer. Den studerende vil deltage i igangværende forskningsprojekter, hvor diverse nano-strukturerede materialer karakteriseres, som f.eks. fotoniske krystaller og nano-kaviteter.
Bemærkninger:
Hvert af de tre kerneforskningsområder dækker fire af de 12 læringsmål.
