Кафедра №25 “ Физика твердого тела”

ФОТОНИКА

(для группы Т8-25а)  

 

1 неделя Вводные задачи, поясняющие предмет лекций. Физические явле­ния, лежащие в основе формирования, распространения, детектирования пучков оптического диапазона электромагнитной энергии.

2-3 неделя Уравнения Максвелла в пустоте и в среде зарядов и токов (микроскопические уравнения). Макроскопическая электродинамика. Вол­новое уравнение. Плотность энергии и плотность потока энергии поля. Дисперсия диэлектрической проницаемости. Диссипация энергии волны. Волновое уравнение в дипергирующих поглощающих (усиливающих) средах. Амплитудные и фазовые характеристики поля. Аналитический сигнал (комплексное представление поля, поляризуемости диэлектрической про­ницаемости.

3-4 неделя Плотность энергии и плотность потока энергии. Коэффициент поглощения (усиления) волны. Простейшая волна: плоская монохромати­ческая. Поляризация, комплексное описание линейной и эллиптической поляризации. Поляризация и монохроматичность. Фазовая и групповая скорости.

5-6 неделя Спектральное представление волны. Временная и пространс­твенная когерентность лазерного излучения: одномодовый и многомодо-вый режимы. Распространение короткого импульса через диспергирующую среду (оптическую систему с дисперсией), уширение импульса, сдвиг фазы несущей («Чирп»). Обращение (сжатие) уширенного «чирпированно-го» импульса в системах с отрицательной (аномальной) дисперсией. Практические применения в космической связи, генерации ультракорот­ких «10 секунд) импульсов.

7-8 неделя Ограниченные пучки в пространстве. Дифракция Френеля и Фраунгофера. Интеграл Кирхгофа-Френеля. Параболические уравнения. Решение параболического уравнения в к-пространстве. Гауссов пучок, согласование гауссовых пучков. Методы пространственной фильтрации пучков: мелкомасштабные и крупномасштабные неоднородности. Методы сглаживания интенсивности в фокальной плоскости фазовыми пластинка­ми.

9-10 неделя Направляющие системы. Основные понятия о полом волноводе с отражающими стенками. Типы колебаний, предельная частота, диспер­сия фазовой и групповой скорости. Диэлектрический волновод. Полное внутреннее отражение, амплитудно-фазовые соотношения.

11 неделя Эффект Гуза-Генхена. Совместный учет дисперсии среды и ге­ометрической дисперсии. Плоский оптический резонатор как предельный случай прямоугольного полого волновода. Моды лазера. Амплитуда и фа­за поля на зеркале резонатора, угловой спектр излучения.

12-13 неделя Геометрическая оптика неоднородных сред. Градиентные световоды.

14-15 неделя Нелинейность оптических сред. Квадратичная и кубическая нелинейность, классификация нелинейных эффектов, вызванных этими нелинейностями. Поперечная устойчивость пучков в кубических нелинейных средах, инкремент, «опасные» моды, длина фокусировки (самофокусиров­ки). Поперечная неустойчивость пучков в лазерах, «в интеграл».

ЛИТЕРАТУРА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

 

1	530  Л-22	Ландау Л., Лифшиц Е. Теория поля. М.: Наука, 1988.
2	53    П-22	Ландау Л., Лифшиц Е. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982.
3*	621.37 М-97	Мэйтлэнд А., Данн М. Введение в физику лазеров. М.: Наука, 1978
4*	537  С-83	Страховский Г., Успенский А. Основы квантовой электроники. М.: Высшая школа, 1979.
5	537  К-23	Карлов Н. Лекции по квантовой электронике.        М.: Наука, 1983.
6*	621.37 У-58	Унгер X. Г. Планарные и волоконные оптические волноводы. М.: Мир, 1980.
7*	681.78 М-57	Мидвинтер Дж. Волоконные световоды для передачи информации. М.: Радио и связь, 1983.

*    Книга находится в читальном зале