Kursplan för Fotonik och laserteknik

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnPhotonics and lasers
  • KurskodMCC046
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPWPS
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeElektroteknik, Teknisk fysik
  • InstitutionMIKROTEKNOLOGI OCH NANOVETENSKAP
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 29132
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0118 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH		 7,5 hp
  • 13 Mar 2023 em J
  • 08 Jun 2023 em J
  • Kontakta examinator

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kunskaper i fysik, elektromagnetiska fält, och numeriska beräkningar med MATLAB.

Syfte

Syftet med kursen är att ge studenterna aktuella kunskaper om begrepp och teknik som används inom modern fotonik. Olika fysikaliska modeller för ljusets utbredning och växelverkan med materia diskuteras, och de implementeras med hjälp av moderna numeriska metoder. Kursen ger även grundläggande kunskaper om laserfysik och lasertillämpningar. Kursen täcker ett stort område av optiska fenomen och tillämpningar, från linser och holografi till lasersvetsning och optisk datalagring. Kursens bredd utgör en bra grund för vidare fördjupning inom området fotonik.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

1. Beskriva de fyra teorierna/modellerna för ljus och kunna tillämpa en lämplig modell för ett givet optiskt problem.

2. Implementera de relevanta modellerna analytiskt och numeriskt, och tillämpa numerisk mjukvara (t ex MATLAB) för att utföra simuleringar av olika optiska system.

3. Diskutera och tillämpa teorierna för växelverkan mellan ljus och materia.

4. Beskriva kvalitativt och kvantitativt:
- strålgång i linser och speglar
- utbredning och diffraktion av ljus i form av Gaussiska strålar
- Fourieruppdelning och -analys av ljus i plana vågor
- avbildning och optiska vågledare
- koherens och ljusets statistiska egenskaper
- ljusets polarisation och hur polarisationsberoende komponenter fungerar
- hur ljus genereras i en laser
- olika lasertyper och deras tillämpningar
- laseregenskaper som uteffekt, frekvens, linjevidd, moddynamik
- lasersäkerhet, etiska aspekter av fotonik, och samhällets digitalisering

5. Insamla och utvärdera experimentell data i fotoniklaboratorium under beaktande av lasersäkerhet

Innehåll

A. geometrisk optik, vågoptik,
B. optiska strålar, resonatorer,
C. Fourieroptik, diffraktion, avbildning, holografi,
D. elektromagnetisk optik, polarisation, dubbelbrytning,
E. optiska vågledare och optiska fibrer,
F.  koherens, foton-atom-växelverkan,
G. optiska förstärkare, lasrar, lasertyper, modlåsning och Q-switchning.

Organisation

  • föreläsningar
  • räkneövningar
  • numeriska övningar
  • numeriska hemuppgifter
  • laborationer

Litteratur

B.E.A. Saleh och M.C. Teich: Fundamentals of Photonics, 2nd ed., 2007, Wiley.

Examination inklusive obligatoriska moment

Skriftlig tentamen, aktivt deltagande i laborationer, godkänt på alla obligatoriska uppgifter.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.