Předmět: Vlnová a paprsková optika 1

» Seznam fakult » PRF » OPT
Název předmětu Vlnová a paprsková optika 1
Kód předmětu OPT/VPO1X
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Hradil Zdeněk, prof. RNDr. CSc.
  • Ježek Miroslav, RNDr. Ph.D.
Obsah předmětu
1. Popis a vlastnosti elektromagnetického záření, základní typy optických prostředí a jejich využití. 2. Řešení Maxwellových rovnic v přiblížení paprskové optiky, rovnice eikonály, paprsková rovnice, Fermatův princip a jeho použití, vektorový tvar zákona lomu. 3. Průchod paprsků nehomogenním prostředím, laminární prostředí a prostředí se sférickou symetrií indexu lomu (Lunneburgova a Maxwellova čočka). 4. Prostředí s válcovou symetrií indexu lomu, paraxiální analýza gradientní čočky a vlákna, simulace gradientních prvků v programu Oslo. 5. Maticová optika a její využití při paraxiálním zobrazování a při vyšetření stability rezonátoru. 6. Paraxiální svazková optika, základní parametry a vlastnosti gaussovského svazku. 7. Metody měření parametrů laserových svazků, určení poloměru pasu, úhlové divergence a M2 faktoru. 8. Popis transformace gaussovského svazku maticovou metodou, fokusace a kolimace svazku, návrh laserového rozšiřovače. 9. Nestandardní typy paraxiálních svazků, jejich vlastnosti a využití, popis a vlastnosti H-G a L-G svazků. 10. Nedifrakční svazková řešení Helmholtzovy rovnice a jejich experimentální realizace, popis a vlastnosti besselovských svazků. 11. Fourierovská reprezentace optického signálu, šíření světla volným prostorem, impulsní a frekvenční přístup. 12. Fázová funkce refraktivních čoček, optická realizace Fourierovy transformace, použití 4-f systému pro filtraci prostorového spektra.

Studijní aktivity a metody výuky
Přednášení
  • Příprava na zkoušku - 52 hodin za semestr
Výstupy z učení
Popis a vlastnosti elektromagnetického záření, základní typy optických prostředí a jejich využití. Řešení Maxwellových rovnic v přiblížení paprskové optiky. Základy svazkové a Fourierovské optiky.
Znalost principů paprskové a vlnové optiky, schopnost simulace optických jevů v programech OSLO Premium a VirtuaLab.
Předpoklady
Znalosti v rozsahu základního kurzu optiky OPT/PO.

Hodnoticí metody a kritéria
Písemná zkouška

Znalosti v rozsahu sylabu předmětu.
Doporučená literatura
  • Goodman, J. W. (1968). Introduction to Fourier Optics. Singapur, McGraw-Hill Book Co.
  • Guenther R. D. (1990). Modern Optics. J. Wiley & Sons, NY.
  • Kuběna, J. (1994). Úvod do optiky. MU Brno.
  • Malý, P. (2008). Optika. Praha: Nakladatelství Karolinum.
  • Pospíšil, J. (1983). Základy optiky I, část A a B. UP Olomouc.
  • Pospíšil, J. (1990). Základy vlnové optiky, část A a B. UP Olomouc.
  • Saleh, B.E.A., Teich, M.C. (1995). Základy fotoniky. český překlad Matfyzpress, UK Praha.
  • Saleh, B.E.A., Teich, M.C. (1994). Základy fotoniky. Matfyzpress, Praha.
  • Siegman, A. E. (1986). Lasers. University Science Books.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Přírodovědecká fakulta Studijní plán (Verze): Digitální a přístrojová optika (2019) Kategorie: Fyzikální obory 3 Doporučený ročník:3, Doporučený semestr: Zimní
Fakulta: Přírodovědecká fakulta Studijní plán (Verze): Optika a optoelektronika (2019) Kategorie: Fyzikální obory 3 Doporučený ročník:3, Doporučený semestr: Zimní