Fotonika (FSI-RFO-A)

Akademický rok 2022/2023
Garant: prof. RNDr. Jiří Petráček, Dr.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:

Cílem kurzu je získání základního přehledu v oblasti fotoniky včetně výchozích principů a některých současných trendů.
Výstupy studia a kompetence:

Získané schopnosti: Základní znalosti z fotoniky, pochopení činnosti prvků jako jsou vlnovody, optická vlákna, optické modulátory a mřížové členy. 
Prerekvizity:

Znalost obecné fyziky a optiky na úrovni základních univerzitních kurzů.
Obsah předmětu (anotace):

Předmět je úvodem do základů fotoniky. Zahrnuje následující oblasti: Elektromagnetická optika, interakce světla s látkou. Teorie optických vlnovodů. Modulace a spínání optických polí, nelinerání optika. Periodická prostředí a fotonické krystaly. 
Metody vyučování:

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. 
Způsob a kritéria hodnocení:

Zápočet - aktivní účast ve cvičeních. Zkouška - klasifikace bude určena na základě samostatné práce studentů ve cvičeních a výsledků dvou testů (v polovině a závěru semestru).
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  1. Elektromagnetická pole a vlny.

  2. Interakce světla s látkou.

  3. Vlny v optických vlnovodech a vláknech.

  4. Teorie vázaných modů. Vazba mezi vlnovody. Vstupní a výstupní vazební členy.

  5. Modulace laserových svazků: elektrooptické modulátory, kapalné krystaly, akustooptické modulátory, magnetooptické prvky.

  6. Nelinární optika.

  7. Periodická prostředí a fotonické krystaly.

  8. Aplikace fotoniky a současné trendy.
    Cvičení

Ve cvičeních se řeší praktické problémy související s tématy přednášky. Je plánována návštěva laboratoře s ukázkami
jednoduchých vlnovodných prvků a fotonických senzorů.
Literatura - základní:
1. YARIV, A. and YEH, P., Photonics, New York: Oxford University Press, 2007.
2. SALEH, B.E.A and TEICH, M.C., Fundamentals of photonics. New York: Wiley, 1991.
Literatura - doporučená:
1. YARIV, A. and YEH, P., Photonics, New York: Oxford University Press, 2007.
2. KASAP, S.O., Optoelectronics and Photonics: Principles and Practices, Prentice-Hall, Upper Saddle River, 2001.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 1 Z
N-PMO-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 2 Z