Elektrotechnika a informatika - magisterské studium FM TUL (dvouleté)
Studijní předmět

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



ZPĚT