34021 Introduktion til optik og fotonik

2024/2025

Kursusinformation
Introduction to optics and photonics
Dansk
5
Bachelor
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (BSc), Medicin og teknologi
F1B (tors 13-17)
E2B (tors 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, opgaveregning og øvelser
13-uger
F1B, E2B
Skriftlig eksamen og bedømmelse af opgave(r)
Skriftlig eksamen (60%). Rapporter (40%)
Skriftlig eksamen: 4 timer
Alle hjælpemidler - uden adgang til internettet
7-trins skala , ekstern censur
34020
10020.10036.31400.34120
Michael Linde Jakobsen , Risø Campus, Bygning 128, Tlf. (+45) 4677 4556 , mlja@dtu.dk
34 Institut for Elektroteknologi og Fotonik
I studieplanlæggeren

Dette kursus tæller som teknologisk linjefag på Bachelor of Science i Design and Innovation.
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
Kurset sigter på at give en bred indføring i klassisk optik med henblik på at give en fysisk forståelse for hvorledes lys kan beskrives både som stråleoptik samt bølgeoptik. Kurset gennemgår diverse lyskilder og egenskaber ved lys. Kurset beskriver hvorledes radiometriske parametre bestemmes for lys, hvorledes det menneskelige øje opfanger og opfatter lys (fotometri og kolorimetri), hvorledes lysstråler kan guides og manipuleres med diverse passive optiske komponenter (reflekterende, brydende og polariserende komponenter), samt hvorledes de vigtigste måleteknikker inden for optisk bølgelære fungerer (kohærens, interferens, diffraktion).
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Beregne og udmåle de radiometriske og fotometriske parametre for lys generelt
  • Designe og karakterisere en optisk lyskilde mht. farve og udstråling
  • Benytte Fresnel´s ligningerne til at beregne energiforhold ved lysudbredelse gennem en overgang mellem to dielektriske medier
  • Beskrive princippet i udbredelse af lys i en simpel optisk bølgeleder
  • Beregne paraxiale strålematricer, til beskrivelse af simple såvel som komplekse optiske systemer
  • Diskutere diverse aberrationer og indflydelse af blændere på afbildningssystemer.
  • Beskrive optiske principper bag ray tracing programmel
  • Diskutere øjets funktion
  • Beskrive polarisation og de forskellige polarisationstilstande med Jones matricer samt diskutere hvorledes polariseret lys kan genereres
  • Diskutere begrebet interferens og kohærens, og gennemføre beregninger på forskellige interferometriske systemer
  • Diskutere indflydelsen af diffraktion i et optisk system, samt måletekniske anvendelser (spektroskopi)
  • Indsigt i anvendelser af optik og fotonik – og i innovative metoder til at bringe disse på markeder indenfor medicinsk udstyr og kommunikation
Kursusindhold
Følgende koncepter af fænomener samt nogle af deres vigtigste anvendelser: radiometri, fotometri, kolorimetri, inkohærente og kohærente lyskilder, optisk detektering, Fresnels ligninger, stråleoptik, paraxial stråleoptik, optiske aberrationer, polarisation, interferens, Michelson-interferometer, Fabry-Perot-interferometer, kohærens, optisk kohærens tomografi, diffraktion, spektroskopi.
Litteraturhenvisninger
F.L. Pedrotti, L.M. Pedrotti and L.S. Pedrotti, Introduction to Optics, third edition, Cambridge University Press 2018). ISBN: 978-1-108-42826-2
E. F. Schubert, Light-Emitting Diodes, second edition, (Cambridge, 2006). ISBN: 978-0-521-86538-8
Sidst opdateret
02. maj, 2024