Kurset sigter på at give en bred indføring i optik med henblik på at give en fysisk forståelse for hvad lys er, hvorledes lys vekselvirker med stof samt hvorledes lys anvendes i måleteknik og informationsteknologi. Der lægges stor vægt på både den fysiske og den praktiske forståelse af optikken og de komponenter, der benyttes i optisk teknologi. Denne forståelse søges så vidt muligt fremmet gennem demonstrationer samt øvelser knyttet til kurset.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
definere lovene for geometrisk optik og hermed beskrive udbredelsen af lys i et lineært optisk system og dettes aberationer
udlede bølgeligningen fra Maxwells ligninger og have kendskab til forskellige løsninger og disses karakteristika og udbredelsesegenskaber
udregne superpositionen af forskellige elektromagnetiske felter ved brug af superpositionsprincippet
anvende superpositionsprincippet til at diskutere begrebet interferens og gennemføre beregninger på forskellige interferometriske systemer
forstå Fourier analyse af optiske felter og hermed beskrive begreberne tidslig og rumlig kohærens
forklare begrebet polarisation og beskrive dets generation og transformation i forskellige optiske systemer
beskrive udbredelsen af lys i optiske fibre og forstå fibrens egenskaber, samt anvendelser
forstå begreberne Fraunhofer og Fresnel diffraktion og regne på diffraktion i forskellige aperturer
regne på overgangen mellem to medier ved brug af Fresnel ligningerne samt teorien for multilags film, og dimensionere Bragg gitre
anvende Maxwells ligninger til beskrivelse af vekselvirkning mellem lys og materiale, samt til beskrivelse af funktionen af en laser
forklare ikke-lineære effekter i optiske materialer og bølgeledere og beskrive deres anvendelser
Kursusindhold:
Stråle optik, matrix optik, bølge optik. Optiske komponeter, interferens, Fourier optik. Elektromagnetisk optik, polarisations og krystal optik samt bølgelederoptik og fiberoptik. Endvidere introduceres videregående emner som kvanteoptik, ulineær optik, optisk kommunikation, fotoniske krystaller, Bragg gitre og optiske sensorer. Til kurset er knyttet eksperimentelle øvelser, hvor man bl.a. skal bygge sin egen laser og lære om lasersikkerhed. diffraktion, linser, polarisation og naturoptik.
Litteratur:
Introduction to Optics Third edition F.L. Pedrotti and L.S. Pedrotti Pearson Prentice Hall 2007
Bemærkninger:
Dette kursus tæller som teknologisk liniefag på Bachelor of Science i Fysik og Nanoteknologi.
