Fyzikální optika 2

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra laserové fyziky a fotoniky

Anotace:

Přednáška pojednáva o základech difraktivní optiky. Věnuje se zejména skalární teorii difrakce, důkladně diskutuje historické přístupy Fresnela, Kirchhoffa, Sommerfelda a další. Ve strušnosti je rozbrána též rigorózní teorie difrakce. Druhá část přednášky je věnována optickým difraktivním strukturám, tenkým a objemovým mřížkám a syntetickým difraktivním elementům. Jsou diskutovány různé přístupy k analýze a syntéze těchto struktur. Poslední část je věnována optické holografii, holografickym technikám, záznamovým materiálům a různým aplikacím hologramů.

Požadavky:

Doporučuje se absolvovat předmět Fyzikální optika 1 (12FOPT1).

Osnova přednášek:

1. Úvod - návaznosti, předpoklady, motivace, ukázka aplikací difraktivních struktur.

2. Skalární teorie difrakce - základy skalární teorie difrakce, Fresnelův, Kirchhoffův a Sommerfeldův přístup, ideový náhled na problematiku, nekonzistence, elementy rigorózní teorie difrakce.

3. Přístup fourierovské optiky - lineární přenosové systémy, difrakce jako přenosový systém.

4. Fresnelova a Fraunhoferova difrakce - Fresnelovo a Fraunhoferovo přiblížení skalárního difrakčního integrálu, limity, příklady, analytické výpočty, Cornuova spirála a jiné grafické interpretace, numerické simulace.

5. Difraktivní struktury - tenké mřížky - mřížková rovnice, difrakční účinnost tenké mřížky, příklady tenkých mřížek, prostorově omezená mřížka, Fresnelova difrakce na tenké mřížce - Talbotův jev.

6. Difraktivní struktury - objemové mřížky - objemový synchronizmus, Braggova podmínka, selektivita objemové mřížky, Kogelnikova teorie, přibližné a rigorózní metody, ukázka numerických simulací.

7. Difraktivní struktury - obecné difraktivní struktury - syntetické hologramy, různé přístupy k návrhu syntetických struktur.

8. Holografie - základy holografie, transmisní hologramy, reflexní hologramy, kopírování hologramů, různé geometrie záznamu, duhové hologramy, holografické stereogramy, barevné hologramy, aplikace.

9. Realizace difraktivních struktur - záznamové materiály, jejich výroba a zpracování - SHG, DCG, fotopolymery, fotorezisty, syntetické metody realizace - elektronová a laserová litografie, dynamické prvky.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Cílem studia je seznámit se s difrakcí světla v různých podobách, s řešením difrakce za různých předpokladů, analýzou a syntézou difraktivních struktur a hologramů.

Schopnosti:

Analýza difrakce na různých aperturách, analýza difrakce na mřížce, realizace různých typů hologramů.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Fiala P., Richter I.: Fyzikální optika, skriptum FJFI ČVUT, Praha, 2005.

Doporučená literatura:

[2] Born M., Wolf E.: Principles of Optics, Pergamon Press, London, 1993 (sixth edition).

[3] Stratton J.A.: Teorie elektromagnetického pole, SNTL, Praha, 1961.

[4] Sedlák B., Štoll I.: Elektřina a magnetismus, Akademia, Karolinum, 1993.

[5] Vrbová M. a kol.: Lasery a moderní optika, Prometheus, 1994.

[6] Saleh B.E.A., Teich M.C.: Fundamentals of Photonics, J. Wiley, New York, 1991; český překlad Základy fotoniky, Matfyzpress, Praha, 1995.

[7] Hecht E., Zajac A.: Optics, Addison Wesley, London, 1987 (second edition).

[8] Lipson S.G., Lipson H., Tannhauser D.S.: Optical Physics, Cambridge University Press, New York, 1995 (third edition).

[9] Goodman J.W.: Intoduction to Fourier Optics, McGraw-Hill Book Company, New York, 1996 (second edition).

[10] Hutley M.C.: Diffraction gratings, Academic Press, London, 1982.

[11] Collier R.J., Burckhard C.B., Lin L.H.: Optical Holography, Academic Press, New York, 1971.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: