Komplexní reprezentace optických polí, lineární integrální transformace v
optice, klasická teorie koherence, částečná polarizace, skalární teorie
difrakce, teorie aberací, přenosová funkce zobrazovací soustavy, úvod do
holografie, úvod do teorie optických vlnovodů, gaussovské svazky.
Poslední úprava: G_F (28.05.2003)
Wave optics II
Literatura
Poslední úprava: G_F (28.05.2003)
M. Born, E. Wolf: Principles of Optics
M. Francon: Optical Interferometry
D. Marcuse: Light Transmission Optics
D. Marcuse: Theory od Dielectric Optical Waveguides
H.-G. Unger: Planar Optical Waveguides and Fibers
J. Schröfel, K. Novotný: Optické vlnovody
B. A. Saleh, M. C. Teich: Fundamentals of Photonics
S. Solimeno, B. Crosignani a P. DiPorto: Guiding, Diffraction and Confinement of Optical Radiation
V. Vrba: Moderní aspekty klasické fyzikální optiky
J. Peřina: Coherence of Light
J. Peřina: Teorie koherence
H. Haken: Light
A. K. Ghatak, K. Thyagarajan: Contemporary Optics
A. K. Ghatak: An Introduction to Modern Optics
C. Curry: Wave Optics
J. A. Arnaud: Beam and Fiber Optics
A. Yariv: Quantum Electronics
A. Papoulis: Systems and Transform with Applications in Optics
J. W. Goodman: Introduction to Fourier Optics
M. Francon: Holography
H. A. Haus: Waves and Fields in Optoelectronics
M. Miler: Holografie
J. Čtyroký: Integrovaná optika
L. Mandel, E. Wolf: Optical Coherence and Quantum Optics
B. G. Koreněv: Úvod to teorie Besselových funkcíkcemi přenosu a rozlišovací schopnost při různých typech osvětlení).
Úvod do holografie.
vývoj a princip holografie, Gaborova holografie (podmínka slabého ohybu - 1. Bor\-no\-va aproximace).
záznam hologramu (propustnost, hustota záznamu, křivka zčernání a její strmost).
rekonstrukce obrazu (původní a konjugovaný obraz, nelineární holografie).
moderní laserová holografie (flare-light, prostorová separace).
holografie ve Fresnelově a Fraunhoferově difrakční oblasti, rovinné a objemové hologramy, fázové hologramy a holografické difrakční mřížky.
Gaussovské svazky a optické rezonátory.
šíření gaussovského svazku ve volném prostoru (z teorie difrakce), parametry gaussovského svazku.
Hermitovy-Gaussovy polynomy jako řešení vlnové rovnice v kartézských souřadnicích.
transformace gaussovských svazků (Kogelnikův teorém analogie s transformací trajektorie paprsku v geometrické optice, navázání gaussovského svazku do čočkového vlnovodu).
optický rezonátor (analogie s čočkovým vlnovodem, rezonanční podmínka, rezonanční frekvence, příčné a podélné mody rezonátoru).
otevřené rezonátory (stabilní a nestabilní, q-parametry, Boydův-Kogelnikův diagram stability, Laguerrovy-Hermitovy a Besselovy svazky).
Optické vlnovody.
otevřená a uzavřená vlnovodná struktura.
obecné řešení Maxwellových rovnic [vlnová rovnice, okrajové podmínky, charakteristická (disperzní) rovnice, mody (vidy) vlnovodu, mezní frekvence, jednomodový režim].
planární vlnovod (vlnové řešení, řešení pomocí přiblížení geometrické optiky).
optické vlákno (vlnové řešení, cylindrické a modifikované cylindrické funkce 1. a 2. druhu, paprsková aproximace ,WKBJ-aproximace řešení vlnové rovnice v nehomogenním prostředí).
reálný vlnovod (ztráty, disperze, konverze).
aplikace (komunikace, senzory, nelineární optika).
M. Born, E. Wolf: Principles of Optics
M. Francon: Optical Interferometry
D. Marcuse: Light Transmission Optics
D. Marcuse: Theory od Dielectric Optical Waveguides
H.-G. Unger: Planar Optical Waveguides and Fibers
J. Schröfel, K. Novotný: Optické vlnovody
B. A. Saleh, M. C. Teich: Fundamentals of Photonics
S. Solimeno, B. Crosignani a P. DiPorto: Guiding, Diffraction and Confinement of Optical Radiation
V. Vrba: Moderní aspekty klasické fyzikální optiky
J. Peřina: Coherence of Light
J. Peřina: Teorie koherence
H. Haken: Light
A. K. Ghatak, K. Thyagarajan: Contemporary Optics
A. K. Ghatak: An Introduction to Modern Optics
C. Curry: Wave Optics
J. A. Arnaud: Beam and Fiber Optics
A. Yariv: Quantum Electronics
A. Papoulis: Systems and Transform with Applications in Optics
J. W. Goodman: Introduction to Fourier Optics
M. Francon: Holography
H. A. Haus: Waves and Fields in Optoelectronics
M. Miler: Holografie
J. Čtyroký: Integrovaná optika
L. Mandel, E. Wolf: Optical Coherence and Quantum Optics
B. G. Koreněv: Úvod to teorie Besselových funkcí
Sylabus -
Poslední úprava: G_F (28.05.2003)
Komplexní reprezentace polychromatických polí.
komplexní reprezentace monochromatických vln.
polychromatické vlny (Fourierova transformace, reálný a analytický signál, jejich spektra, energetické spektrum, Hilbertova transformace).
stacionarita, komplexní funkce koherence (korelační funkce 2. řádu), (komplexní) stupeň koherence, koherentní, nekoherentní a částečně koherentní superpozice, kontrast a vizibilita interferenčních proužků, požadavek intenzitní vyváženosti, měřitelnost funkce koherence.
koherence signálů ze dvou různých elementárních zdrojů při stejných a rozdílných frekvencích.
koherence signálů z téhož elementárního zdroje.
interference dvou signálů o blízkých frekvencích.
časová a prostorová koherence, vzájemně spektrálně čisté signály, Wienerova-Chinčinova věta o spektrálním rozkladu funkce koherence, podmínka křížové symetrie.
částečná polarizace (koherenční matice kvazimonochromatické rovinné vlny, její invarianty, stupeň polarizace, zcela polarizované a nepolarizované světlo, částečně polarizované světlo, rozklad koherenční matice, Van de Hulstův princip optické ekvivalnce, Stokesovy parametry - jejich souvislost s prvky koherenční matice, monochromatické vlnění - Poincaréova koule).
šíření funkce koherence (bodový zdroj, konečná zdrojová oblast, nekoherentní zdroje v ploše), Van Cittertův-Zernikův teorém (fyzikální interpretace - vzájemná intenzita, kruhová svítící plocha a štěrbina při Youngově interferenčním pokusu - rozlišovací schopnost zobrazovacích soustav s kruhovou a obdélníkovou aperturou), Hankelova transformace jako axiálně symetrická dvourozměrná Fourierova transformace, posuv spektrální čáry v důsledku korelačních vlastností zdrojů a polí (Wolfův jev).
skalární teorie difrakce (Greenovo řešení vlnové rovnice, Kirchhoffův vzorec pro časově obecné a harmonické signály, dvourozměrný případ, Kirchhoffova aproximace, Sommerfeldovy vyzařovací podmínky, vliv transparentní apertury, Babinetův princip, kulová a rovinná vlna, Fresnelova a Fraunhoferova difrakce, Fresnelova transformace).
difrakce světla na ultrazvukových vlnách (aproximace stojatým vlněním, obecné řešení pomocí Maxwellových rovnic).
Přenosová funkce zobrazovací soustavy.
lineární (optický) systém (impulsová odezva, komplexní funkce přenosu, konvoluční teorém, vlastní funkce a vlastní hodnoty lineárního systému).
funkce přenosu při zcela koherentním, nekoherentním a částečně koherentním osvětlení.
lineární filtrace prostorových frekvencí komplexní amplitudy, intenzity a vzájemné intenzity (Hopkinsův vztah, zobecněný tvar zákona šíření vzájemné intenzity, vztah mezi funkcemi přenosu a rozlišovací schopnost při různých typech osvětlení).
Úvod do holografie.
vývoj a princip holografie, Gaborova holografie (podmínka slabého ohybu - 1. Bor\-no\-va aproximace).
záznam hologramu (propustnost, hustota záznamu, křivka zčernání a její strmost).
rekonstrukce obrazu (původní a konjugovaný obraz, nelineární holografie).
moderní laserová holografie (flare-light, prostorová separace).
holografie ve Fresnelově a Fraunhoferově difrakční oblasti, rovinné a objemové hologramy, fázové hologramy a holografické difrakční mřížky.
Gaussovské svazky a optické rezonátory.
šíření gaussovského svazku ve volném prostoru (z teorie difrakce), parametry gaussovského svazku.
Hermitovy-Gaussovy polynomy jako řešení vlnové rovnice v kartézských souřadnicích.
transformace gaussovských svazků (Kogelnikův teorém analogie s transformací trajektorie paprsku v geometrické optice, navázání gaussovského svazku do čočkového vlnovodu).
optický rezonátor (analogie s čočkovým vlnovodem, rezonanční podmínka, rezonanční frekvence, příčné a podélné mody rezonátoru).
otevřené rezonátory (stabilní a nestabilní, q-parametry, Boydův-Kogelnikův diagram stability, Laguerrovy-Hermitovy a Besselovy svazky).
Optické vlnovody.
otevřená a uzavřená vlnovodná struktura.
obecné řešení Maxwellových rovnic [vlnová rovnice, okrajové podmínky, charakteristická (disperzní) rovnice, mody (vidy) vlnovodu, mezní frekvence, jednomodový režim].
planární vlnovod (vlnové řešení, řešení pomocí přiblížení geometrické optiky).
optické vlákno (vlnové řešení, cylindrické a modifikované cylindrické funkce 1. a 2. druhu, paprsková aproximace ,WKBJ-aproximace řešení vlnové rovnice v nehomogenním prostředí).
reálný vlnovod (ztráty, disperze, konverze).
aplikace (komunikace, senzory, nelineární optika).
