Вовед во фотоника

1.

Наслов на нaставниот предмет 

Вовед во фотоника

2.

Код

ФТ303

3.

Студиска програма

Теориска физика

4.

Организатор на студиската програма (единица, односно институт, катедра, оддел)

Институт за физика

5.

Степен (прв, втор, трет циклус)

Прв циклус академски студии

6.

Академска година/семестар

III / 6

7.

Број на ЕКТС кредити

7

8.

Наставник

Вон. проф. д-р Сузана Топузоски

9.

Предуслови за запишување на предметот

Ислушани: Математичка физика 1 и 2, Атомска физика. Положени: Оптика и Електромагнетизам.

10.

Цели на предметната програма (компетенции):

Овој курс ги дава основните концепти на фотониката: карактеристиките на светлината од аспект на нејзината бранова и фотонска природа - ревизија на некои претходни знаења, по што следува теорија на кохеренција, поларизација и дифракција (Фуриеова оптика), генерирање и простирање  на ласерска светлина, основни и повисоки ласерски модови (и нивно добивање), и некои апликации кои произлегуваат од методите и техниките на фотониката.

Очекувани резултати: Студентите да стекнат основни знаења од областа на фотоника, кои ќе можат понатаму да ги применат во теориските и применетите истражувања од физиката, но кои ќе бидат и солидна основа за продолжување на повисок степен на студии од областа на фотониката.  Се полага писмен дел (решавање одредени проблеми) и усмен дел.

11.

Содржина на предметната програма:

Природата на светлината и начини на манипулирање на светлината. Бранови карактеристики и опис на светлината (спектар, суперпозиција, интерференција). Фотонска природа на светлината (фотоелектричен ефект, импулс, момент на импулс, заемодејство со материјата). Теорија на кохеренција на светлина. Поларизација на светлина (Стоксови параметри, Џонсови вектори и матрици за опишување на еволуцијата на поларизација). Дифракција на светлина-скаларна теорија на Кирхоф. Фраунхоферова дифракција како Фуриеова трансформација (примена на Фуриеова оптика).

Основна физика на ласери и ласерски снопови. Основни принципи на ласерите: коефициенти на Ајнштајн, засилување и загуби, праг на осцилирање, оптичка повратна спрега. Систем со 3 нивоа. Стабилност на резонантната празнина, ласерски модови. Гаусови ласерски снопови (дефинирање на карактеристичните параметри и ABCD матрица). Повисоки модови: Ермит-Гаусови, Лагер-Гаусови и Беселови ласерски снопови и нивно генерирање со помош на посебни компјутерски-генерирани холограми и дифракциони оптички елементи. Лед и ласерски диоди.

Вовед во нелинеарна оптика. Мешање на бранови, генерирање на секундарен хармоник, самофокусирање. Оптички влакна (скалест профил на индексот на прекршување) и модова структура (eдинечни и мултимодови оптички влакна). Акусто-оптички, електро-оптички и магнето-оптички ефекти.

Некои примени базирани на методите и техниките на фотониката: дигитални комуникации, дисплеи (ЛЦД, плазма). Ласерски стапици- ласерски твизери (пинцети) и различни начини на мерење. Ласерско ладење и водење на атоми.

12.

Методи на учење: Предавања, нумерички вежби, семинарски работи, самостојни задачи, консултации.

13.

Вкупен расположив фонд на време

210

14.

Распределба на расположивото време

3 (предавања), 2 (нумерички вежби)

15.

Форми на наставните активности

15.1

Предавања-теоретска настава

Часови 45

15.2

Вежби (лабораториски,

аудиториски), семинари, тимска работа

Часови  30

16.

Други форми на активности

16.1

Проектни задачи

16.2

Самостојни задачи

40 часови

16.3

Домашно учење

95 Часови

17.

Начин на оценување

17.1.

Тестови

                                      70           бодови                                                     

17.2.

Семинарска работа/проект (презентација: писмена и усна)

                                      20             бодови 

17.3.

Активност и учество

                                     10         бодови

18.

Критериуми за оценување (бодови/оценка)

               до 50 бода

      5 (пет)        (F)                  

       од 51 до 60 бода

      6 (шест)     (E)

       од 61 до 70 бода

      7 (седум)   (D)

       од 71 до 80 бода

      8 (осум)     (C)

       од 81 до 90 бода

      9 (девет)    (B)

       од 91 до100 бода

    10 (десет)    (A)

19.

Услови за потпис и полагање на завршен испит

Следење настава

20.

Јазик на кој се изведува наставата

Македонски

21.

Метод на следење на квалитетот на наставата

Анкета, испит

22.

Литература

            Задолжителна литература

22.1

Ред.број

Автор

Наслов

Издавач

Година

1.

K. Lizuka

Elements of photonics

John Wiley & Sons

2002

3.

E. Hecht

Optics

Addison Wesley

2002

22.2

Дополнителна литература

Ред.број

Автор

Наслов

Издавач

Година

1.

O. Svelto

Principles of lasers

Springer

1998

2.

R D Guenther John

Modern Optics

John Wiley & Sons

1990