Inženýrská optika (FSI-TIO)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kurzu je vytvořit ucelený přehled o poznatcích koherenční
optiky.
Úkolem kurzu je seznámit studenty se současnými aplikacemi moderní
otpiky: vláknová optika, laserová anemometrie, vytyčování přímek a
rovin pomocí laserů, elektrooptické a akustooptické modulátory a
deflektory, nedestruktivní metody kontroly a diagnostiky, přenos a zpracování optických informací.
Výstupy studia a kompetence:
Trajektorie světla v gradientním prostředí. Vztah mezi
koherenční délkou a spektrální šířkou záření. Fyzikální princip
činnosti laserů. Volné šíření a transformace gaussovského svazku.
Využití elektrooptického a akustooptického jevu. Holografická
interferometrie. Speckle interferometrie. Koherentní optické
korelátory.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Inženýrská optika se zabývá aspekty optiky a vychází z užití výsledků moderní optiky k řešení inženýrských problémů. Obsah předmětu jezaměřen na následující problematiku: přenos a zpracování optických informací, prvky speciálních měřicích optických soustav,nedestruktivní měřicí metody, holografii, optickou korelaci aprostorovou filtraci, vláknovou optiku, integrovanou optiku,elektrooptické a akustooptické prvky, lasery a jejich vybranéaplikace.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: Prezence ve cvičení. Písemné (domácí)
zpracování a obhájení řešení dvou zadaných problémů.
Zkouška: Prověření znalostí řešením úloh a vysvětlením podstaty
jevů a aplikací koherenční optiky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  7 × 2 hod. povinná                  
    Laboratorní cvičení  7 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Šíření světla v nehomogenním prostředí. Rovnice eikonálu.
Trajektorie světla v gradientním prostředí.
2. Vlnovodná optika. Mody planárního dielektrického vlnovodu.
3. Vláknová optika. Prostorové rozložení elektromagnetického
pole v optickém vlákně.
4. Šíření světla v gradientním optickém vlákně.
5. Maticová reprezentace šíření světelného paprsku optickou
soustavou.
6. Koherence světla. Korelace mezi kmity při interferenčních
jevech.
7. Lasery. Fyzikální princip činnosti laserů. Typy laserů.
8. Volné šíření a transformace laserového svazku s gaussovským
rozložením intenzity v průřezu.
9. Vybrané aplikace laserů: laserinterferometr, lasorový
anemometr, vytyčování přímek a rovin, Sagnacův interferometr.
10.Elektrooptika a akustooptika. Modulátory a deflektory světla.
11.Nedestruktivní metody kontroly a diagnostiky. Holografie a
holografická interferometrie. Optická tomografie. Šlírové
metody.
12.Speckle interferometrie. Moire interferometrie. Analýza proudu
částic. Optická pinzeta. Optická tunelová mikroskopie.
13.Přenos a zpracování optických informací.
14.Prostorová filtrace. Optické rozpoznávání objektů. Koherentní
optické korelátory.
    Cvičení odborného základu 1. Výpočet trajektorie světla v gradientním jednorozměrném
prostředí a válcově symetrickém prostředí.
2. Použití maticové reprezentace k výpočtu šíření světla optickou
zobrazovací soustavou.
3. Výpočet koherenční délky ze spektrálních charakteristik záření.
4. Výpočet charakteristik gaussovského svazku. Výběr vhodné optické
soustavy pro transformaci laserové svazku.
5. Podmínka generace záření laserem.
6. Rozložení elektromagnetického pole v elektroopticky aktivním
prostředí.
7. Výpočet síly, kterou působí laserový svazek na mikročástici.
    Laboratorní cvičení  
Literatura - základní:
1. SALEH, Bahaa E. A. a M. C. TEICH. Fundamentals of photonics. New York: Wiley, c1991. ISBN 978-047-1839-651.
2. HITZ, C. B., J. J. EWING a J. HECHT. Introduction to laser technology. 4th ed. Hoboken: John Wiley, c2012. ISBN 04-709-1620-6.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Přesná mechanika a optika -- zá,zk 6 Povinný 2 1 L
M2301-5 prezenční studium Fyzikální inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 2 1 L