Detail předmětu
Inženýrská optika
FSI-TIO Ak. rok: 2021/2022 Zimní semestr
Předmět Inženýrská optika se zaměřuje na úvod do problematiky laserů, jejich základních typů a možností využití. Tematicky předmět prochází základy radiometrie a fotometrie a maticová reprezentace šíření paprsku optickou soustavou. Následně se zabývá Gaussovskými svazky, jejich popisem a teorií vzniku v rezonátorech. Hlavní těžiště předmětu je pak v samotných laserových rezonátorech a zesilovačích, popisu jednotlivých typů laserů a jejich využití v moderních aplikacích.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Trajektorie světla v gradientním prostředí. Vztah mezi koherenční délkou a spektrální šířkou záření. Fyzikální princip činnosti laserů. Volné šíření a transformace gaussovského svazku. Optická anizotropie. Využití elektrooptického a akustooptického jevu. Holografická interferometrie. Speckle interferometrie. Koherentní optické korelátory.
Prerekvizity
Znalosti a dovednosti z teorie elektromagnetického pole, geometrické optiky, vlnové optiky a základních metod optických měření.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Výuka může být doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení
Písemný zápočet – test z probrané látky ve cvičení.
Ústní zkouška – rozprava nad zvolenými tématy.
Jazyk výuky
čeština
Cíl
Cílem kurzu je vytvořit ucelený přehled o poznatcích spojených s laserovou technologií. Úkolem kurzu je seznámit studenty se základy teorie laserů, popisu laserového svazku, způsobu generace laserového záření a jeho zesílení. Dále se předmět zaměřuje na popis jednotlivých typů laserů a jejich využití v moderních aplikacích, od výzkumu po průmyslové a klinické aplikace.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Aktivní účast ve cvičeních. Forma nahrazování: Vypracování pojednání (esejí) na zadaná témata.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, magisterský navazující
obor ---: bez specializace, 6 kredity, povinný
Program M2A-P: Aplikované vědy v inženýrství, magisterský navazující
obor M-PMO: Přesná mechanika a optika, 6 kredity, povinný
Program N-STG-P: Strojírenská technologie, magisterský navazující
obor MTS: Moderní technologie osvětlovacích soustav, 6 kredity, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
– radiometrie a fotometrie;
- maticová reprezentace šíření paprsku optickou soustavou;
- koherence světla časová a prostorová;
- Gaussovský svazek, teorie a vlastnosti;
- volné šíření Gaussovského svazku a jeho transformace optickou soustavou.
- optické rezonátory, zisk a ztráty, a laserové zesilovače;
- fyzikální princip činnosti laserů;
- typy laserů a jejich vybrané aplikace;
- využití elektrooptiky a akustooptiky v laserových zdrojích.
Laboratorní cvičení
12 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Koherenční délka He-Ne laseru.
Laserinetrferometr.
Aplikace laserů.
Laserová mikrointerferometrie.
Polarizace světla.
Výpočtové operace pomocí světla.
Cvičení
14 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Výpočet trajektorie světla v gradientním prostředí.
Použití maticové reprezentace k výpočtu šíření světla optickou soustavou.
Výpočet koherenční délky ze spektrálních charakteristik záření.
Výpočet charakteristik gaussovského svazku. Transformace gaussovského svazku.
Výpočet parametrů elektrooptického modulátoru světla a akustooptického deflektoru světla.