Název: Optické vlastnosti krystalů Zkratka: OVK Typ: povinně volitelný Rozsah: 14 týdnů, týdně 2 hodiny přednášek + 2 hodiny seminárních cvičení Kredity: 5 Způsob ukončení: zkouška Katedra: Katedra fyziky FP TUL Přednášející: RNDr. Miroslav Šulc
Stručná anotace předmětu:Přednáška podává teoretické základy těch částí optiky, které jsou důležité pro studium a užití optických vlastností krystalů. Zabývá se polarizačními vlastnostmi světla, jeho šířením v krystalech, koherencí světla, některými optickými metodami měření, interferencí, holografií a difrakcí světla. Navazuje na základní kurz Fyzika III. a na předmět Fotonika. Má pomoci studentům, kteří se s touto problematikou setkají při své diplomové práci.
Témata přednášek:Polarizace světla. Polarizace obecné harmonické vlny, polarizace rovinné vlny. Popis polarizace pomocí Jonesových vektrorů a matic. Odraz a lom světla, Fresnelovy rovnice, základy elipsometrie.
Optika anizotropních prostředí. Tenzor permitivity, vlastní směry polarizace, optická indikatrix,, jednoosé a dvouosé krystaly, fázové destičky, dvojlom, indukovaný dvojlom, fotoelasticimtrie. Pockelsův a Kerrův jev, fázové modulátory, rotátory, izolátory, Faradayův jev, optická aktivita.
Optická mikroskopie. Základní metody mikroskopie, použití polarizační mikroskopie, využití kompenzátorů, konfokální mikroskopie, určení úhlu optických os, digitální snímání a vyhodnocování obrazu v mikroskopii.
Koherence světla. Termické zdroje chaotického světla, zdroje koherentního světla - lasery. Časová koherenční funkce, Wienerova-Chinčinova věta. Prostorová koherence, komplexní stupeň koherence, vzájemná a křížová koherence, interference dvou částečné koherentních vlnění, viditelnost (kontrast) interferenčního obrazce, průchod koherentního světla optickými soustavami.
Interferometrie. Principy interferenčních metod. Dvoupaprsková interference s dělením amplitudy: Michelsonův, Mach-Zehnderův, Twyman-Greenův interferometr. Užití interferometrů k měření malých posunutí, vyvolaných piezoelektrickým jevem, měření elektroptických koeficientů. Vícepaprsková interference, Fabry-Perotův interferometr. Interferometry s dělením vlnoplochy. Interference na tenkých vrstvách, reflexní a antireflexní vrstvy. Technické a vědecké aplikace interferometrie.
Holografie. Základní princip holografie, záznam a rekonstrukce holografického obrazu, rovinný a objemový hologram, aplikace holografie, holografická interferometrie a fotoelasticimetrie
Fourierovská optika .Lineární optický systém, impulsová odezva, komplexní funkce přenosu, konvoluční teorém, vlastní funkce a vlastní hodnoty lineárního systému. Funkce přenosu při zcela koherentním, nekoherentním a částečně koherentním osvětlení. Optická Fourierova transformace.
Úvod do teorie difrakce. Podstata difrakce, kulová a rovinná vlna, Huygensův-Fresnelův princip (Fresnelovy integrály, Cornuova spirála). Kirchhoffova aproximace, Fresnelova a Fraunhoferova difrakce, lineární filtrace prostorových frekvencí, komplexní amplitudy, intenzity a vzájemné intenzity.
Náplň cvičení:Základní metody mikroskopie, použití polarizační mikroskopie, využití kompenzátorů, konfokální mikroskopie, určení úhlu optických os. Sledování domén, a určování jejich orientace. Sledování fázových přechodů ve ferroelektrických materiálech. Digitální snímání a vyhodnocování obrazu v mikroskopii. Sestavení interferometru, Michelsonův a Mach-Zehnderův interferometr. Užití interferometrů k měření malých posunutí, vyvolaných piezoelektrickým jevem, elektrooptických koeficientů a další aplikace interferometrie. Měření teplotních závislostí piezoelektrických koeficientů v héliovém kryostatu.
Literatura:Saleh, B. E. A. - Teich, M.C.: Základy fotoniky I,II , MATFYZPRESS, Praha 1994-95
Born,M. - Wolf,E.: Principles of Optics, Pergamon Press, New York, 6.vyd. 1980
Bouška V., Kašpar P., Speciální optické metody, Academia, Praha1983
Hecht E., Zajac A., Opics, Addison-Wesley Publishing Company, 1979
Bass Michael, Handbook of Optics, McGraw-Hill Inc., New York 1995
Miroslav Šulc, Lidmila Burianová, Studium piezoelektrických dějů pomocí laserové interferometrie, Jemná mechanika a optika 10/01, p. 338-343,
Prerekvizity: -Navazující: -
Datum poslední změny: 15.11.2001