Nelineární optika (FSI-TNE)

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

Cíle předmětu: Přehled základních jevů nelineární optiky s důrazem na obecné principy. Pochopení formalismu teorie vázaných vln pro popis nelineárních optických interakcí. Znalost nejdůležitějších aplikací.
Výstupy studia a kompetence:

Získané schopnosti: Studenti by měli být schopni porozumět vědeckým článkům z oblasti nelineární optiky a navázat prováděním vlastního výzkumu.
Prerekvizity:
Znalost matematiky, obecné fyziky a optiky na úrovni základních univerzitních kurzů.
Obsah předmětu (anotace):

Jedná se o úvodní kurz nelineární optiky – oboru, který se zabývá interakcemi intenzivního laserového světla s látkou. Přednášky se zaměřují především na tradiční témata (např. generaci druhé harmonické, optický parametrický oscilátor, nelineární procesy třetího řádu, optické solitony, Ramanův a Brillouinův rozptyl) s důrazem na jejich základní vlastnosti. Kurz také obsahuje stručnou diskusi uváděných nelineárních jevů z hlediska kvantové optiky.
Metody vyučování:

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Způsob a kritéria hodnocení:

Podmínkou zápočtu je vypracování zadaného domácího úkolu a úspěšné absolvování závěrečného testu. 
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška

  1. Lineární optika, vlny v krystalech, elektrické pole a polarizace

  2. Úvod do teorie nelineárních optických susceptibilit

  3. Popis nelineárních optických interakcí pomocí vlnové rovnice

  4. Nelineární jevy druhého řádu

  5. Jevy související se závislostí indexu lomu na intenzitě

  6. Čtyřvlnné míchání

  7. Šíření světelných pulzů, samomodulace fáze

  8. Optické solitony

  9. Ramanův a Brillouinův rozptyl

  10. Kvantová nelineární optika
Literatura - základní:
1. R.W. Boyd: Nonlinear Optics, 4th Edition, Academic Press, 2020.
2. E. Powers, J. W. Haus: Fundamentals of Nonlinear Optics, 2nd Edition, CRC Press, 2017.
Literatura - doporučená:
1. R.W. Boyd: Nonlinear Optics, 4th Edition, Academic Press, 2020.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-FIN-P prezenční studium --- bez specializace -- zá 2 Volitelný 2 2 Z
N-PMO-P prezenční studium --- bez specializace -- zá 2 Volitelný 2 2 Z