Integreret Optik ( efterår 2007 - 5 ECTS )
Rammer for udbud
-
Uddannelsessprog:
(se under Undervisnings- og arbejdsform)
-
Niveau:
Overbygningskursus
-
Semester/kvarter:
2. kvarter
-
Timer per uge:
-
Deltagerbegrænsning:
-
Undervisningssted:
Århus
-
Hovedområde:
Det Naturvidenskabelige Fakultet
-
Udbud ID:
6654
Formål
At sætte de studerende i stand til at bruge Maxwell's ligninger til at løse praktiske problemer indenfor design og karakterisering af integreret optik og relateret optisk komponentteknologi, samt at give dem indblik i rentrumsteknologier til fremstilling af tyndfilm og optiske komponenter.
Indhold
Kurset giver en introduktion til elektromagnetiske felter og plane bølger baseret på Maxwell's ligninger efterfulgt af en gennemgang af semiklassiske metoder til at behandle optiske materiale-effekter. Herefter følger en gennemgang af fundamentale optiske emner såsom Gaussiske beams, refleksion, brydning og diffraktion med vægt på simpel, praktisk anvendelse ved brug af bl.a. fasematching metoder. De praktiske metoder anvendes på en række problemer indenfor planar optik såsom slab-bølgeledere og andre 2-dimensionale elementer. Optiske fibre bruges som et introducerende eksempel på 1-dimensionale bølgeledere, hvorefter funktionen af simple begravede bølgeleder-komponenter (såsom bøj, koblere, splittere, bølgelængde-multipleksere, gitre og modulatorer) gennemgås, suppleret med et par eksempler på anvendelser i optiske systemer til sensorer og kommunikation. Som et mere avanceret eksempel gennemgås krystal-bølgeledere og relaterede komponenter, der virker v.h.a. optiske båndgab. Kurset afsluttes med en introduktion til de mest almindelige fremstillingsmetoder for tyndfilm og integreret optik, samt en gennemgang af den nødvendige rentrumsteknologi.
Læringsmål
Når kurset er færdigt forventes den studerende at kunne:
-
anvende en simpel semiklassisk beskrivelse af vekselvirkninger mellem lys og stof til at beskrive sammenhængen mellem absorption, brydningsindeks og dispersion i materialer, der er relevante for integreret optik
-
gennemgå og anvende et bredt udvalg af simple modeller til forklaring af fænomener i optiske bølgeledere (brydning, lydledning, refleksion, kobling og diffraktion)
-
anvende argumenter baseret på fasematching til løsning af optiske problemstillinger
-
beskrive simple ulineære optiske vekselvirkninger, og deres anvendelser, især i forbindelse med elektrooptisk modulation
-
forklare kvalitativt, hvordan materialer med fotoniske båndgab kan bruges i bølgeledere
-
beskrive grundlæggende processer og procesfølger til fremstilling af integrerede optiske komponenter
-
præsentere et overblik over anvendelser af integreret optik
Faglige forudsætninger
Kurset Elektromagnetisme eller optaget på kandidatuddannelse i Optik og elektronik.
Underviser
Martin Kristensen + gæstelærere
Undervisnings- og arbejdsform
2 x 3 timers kombinerede forelæsninger og øvelser
Litteratur
Syms and Cozens, "Optical Guided Waves and Devices" suppleret af noter.
Litteratur
Syms and Cozens, "Optical Guided Waves and Devices" and supplementary material.
Kursushjemmeside
www.aula.au.dk
Eksamensterminer
Eksamen: 2. kvarter
Reeksamen: Efter aftale med faglærer
Udbyder
Institut for Fysik og Astronomi
Indgår i følgende studieordninger
Civilingeniøruddannelsen i Elektronik og optik
Tilmelding til undervisning
Tilmelding på Institut for Fysik og Astronomi.
callisen@phys.au.dk
Bedømmelse
-
Mundtlig eksamen af 30 minutters varighed uden forberedelse og uden hjælpemidler
-
Bedømmelse efter 7-trinsskala
-
Ekstern censur
