34020 Optik og fotonik

2024/2025

Kursusinformation
Optics and photonics
Engelsk
5
Bachelor
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (BSc), Fysik og Ingeniørvidenskab
Teknologiske linjefag, Fysik og Nanoteknologi
F1B (tors 13-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger og opgaveregning
13-uger
F1B
Skriftlig eksamen
Skriftlig eksamen: 4 timer
Alle hjælpemidler - uden adgang til internettet
7-trins skala , ekstern censur
34021
10009/ 10013/ 10036/ 31400 , senest samtidigt
Martijn Wubs , Lyngby Campus, Bygning 345A, Tlf. (+45) 4525 6374 , mwubs@dtu.dk
34 Institut for Elektroteknologi og Fotonik
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
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
  • Anvende stråleoptik til at beregne billeder lavet med linser og spejle
  • 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
  • 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
  • Anvende og genkende fagspecifikke termer på engelsk
Kursusindhold
Følgende koncepter of fænomener samt nogle af deres vigtigste anvendelser: stråleoptik , Maxwells ligninger, bølgeligning, vektorfelter, polarisation egenskaber, Fresnel ligninger, diffraktion, interferens og superposition af elektromagnetiske felter, bølgelederoptik, periodiske medier, vekselvirkning mellem lys og materiale, laser
Litteraturhenvisninger
E. Hecht, Optics, 5th edition (Global Edition), (Pearson, 2017). ISBN-13: 978-1292096933.
plus selected topics from G. A. Reider, Photonics - An Introduction (Springer, 2016). ISBN: 978-3-319-26074-7 and ISBN: 978-3-319-26076-1 (eBook, available in DTU Library).
Bemærkninger
Dette kursus tæller som teknologisk liniefag på Bachelor of Science i Fysik og Ingeniørvidenskab.
Sidst opdateret
02. maj, 2024