Kurset sigter på at give en bred indføring i optik of fotonik 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.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Vurdere egnetheden af forskellige beskrivelser (stråleoptik, skalær bølgeoptik, fuld elektromagnetisk bølgeoptik, foton billede) for et konkret optisk problem
Udlede bølgeligningen fra Maxwells ligninger i et generelt materiale og have kendskab til forskellige løsninger og disses karakteristika og udbredelsesegenskaber
Udregne superpositionen af forskellige elektromagnetiske felter ved brug af superpositionsprincippet
Diskutere begrebet interferens og gennemføre beregninger på forskellige interferometriske systemer
Forklare Fourier analyse af optiske felter og hermed beskrive begreberne tidslig og rumlig kohærens
Forklare begrebet polarisation og beskrive forskellige polarisationstilstande og hvorledes de kan skabes og ændres
Beskrive udbredelsen af lys i en simpel optisk bølgeleder, herunder betydningen af modes, dispersion og effektivt indeks
Forklare 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
Anvende Maxwells ligninger til beskrivelse af vekselvirkning mellem lys og materiale, samt til beskrivelse af de grundlæggende principper for en laser
Forklare ikke-lineære effekter i optiske materialer og bølgeledere og beskrive deres anvendelser
Anvende og genkende fagspecifikke termer på engelsk
Kursusindhold:
Følgende koncepter of fænomener samt nogle af deres vigtigste anvendelser: Maxwells ligninger, bølgeligning, vektorfelter, polarisation egenskaber, Fresnel ligninger, diffraktion, interferens og superposition af elektromagnetiske felter, bølgelederoptik, periodiske medier, vekselvirkning mellem lys og materiale, laser, ikke-lineære optik.
Litteratur:
B. E. A. Saleh and M. C. Teich, Fundamentals of Photonics, second edition (Wiley, 2007). ISBN: 978-0-471-35832-9
Bemærkninger:
Dette kursus tæller som teknologisk liniefag på Bachelor of Science i Fysik og Nanoteknologi.
