Учебная программа по дисциплине квантовая и оптическая электроника клименко И. С. Цели преподавания дисциплины
| Вид материала | Программа |
- Квантовая и оптическая электроника, 25.63kb.
- Учебная программа Дисциплины дс. 05 «Квантовая радиофизика» по специальности 010801, 162.47kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины для специальности 1-43 01 02 "Электроэнергетические, 78.65kb.
- Курс «Квантовая электроника» Направления: «Техническая физика», «Электроника и наноэлектроника», 27.76kb.
- Учебная программа по дисциплине теория электрической связи растягаев Д. В. Цели преподавания, 58.39kb.
- Учебная программа по дисциплине логистика белайчук А. К. Цели преподавания дисциплины, 64.02kb.
- Учебная программа по дисциплине автоматизированный бухучет и финансовая отчетность, 42.98kb.
- Учебная программа по дисциплине современная вычислительная и микропроцессорная техника, 116.15kb.
- Учебная программа по дисциплине криптографические методы защиты информации федосеев, 33.76kb.
- Учебная программа по дисциплине реинжиниринг бизнес процессов белайчук А. К. Цели преподавания, 34.02kb.
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
КВАНТОВАЯ И ОПТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
Клименко И.С.
| Цели преподавания дисциплины: |
| Формирование у студентов систематических знаний о закономерностях протекания оптических процессов и перспективах применения оптических методов записи, хранения, обработки и передачи информации. |
| Перечень дисциплин, усвоение которых студентам необходимо для усвоения курса |
| «Физика» и «Математика» |
| В результате изучения курса студент должен |
| знать: |
|
| уметь: |
|
| иметь представление о: |
|
| Основными видами занятий являются лекции и практические занятия. |
| |
| СОДЕРЖАНИЕ КУРСА |
| |
| Тема 1. Эволюция теоретических моделей классической оптики |
| Корпускулярная, волновая и электромагнитная теории световых явлений. Законы лучевой оптики. Открытие явлений дифракции и интерференции и кризис корпускулярной модели. Модель продольных световых волн в упругой среде и проблема эфира. Классическая электродинамика Максвелла и понятие электромагнитного поля. Принципы дальнодействия и близкодействия. Принцип постоянства скорости света. Совместимость классической электродинамики и специальной теории относительности. Энергия электромагнитного поля. Диапазон электромагнитных волн. Области применения геометрической и физической оптики. |
| Тема 2. Физический механизм излучения и поглощения света веществом |
| Фотоэлектрический эффект и проблема его объяснения. Красная граница фотоэффекта. Безинерционность фотоэффекта. Гипотеза Планка и ее обобщение Эйнштейном. Теория фотоэффекта. Концепция светового фотона и ее эмпирическое подтверждение. Концепция корпускулярно-волнового дуализма света. Принцип дополнительности. Планетарная модель атома Резерфорда - Бора и проблема ее интерпретации. Спектральные закономерности. Спектральные серии. Обобщенная формула Бальмера. Постулаты Бора и идея квантования уровней энергии элетронов в атоме. |
| Тема 3. Принципы квантовой механики |
| Гипотеза де-Бройля и концепция всеобщего копускулярно-волнового дуализма. Принцип неопределенности Гейзенберга. Волновое уравнение Шредингера. Два варианта квантовой механики. Принцип суперпозиции квантовой механики. Вероятностное поведение фотонов. Волновая функция и ее физический смысл как амплитуды вероятности. Квантование уровней энергии электронов в атоме. Квантовые числа. Принцип Паули. Порядок заполнения уровней энергии электронов в атоме. Квантовые статистики Ферми - Дирака и Бозе - Эйнштейна |
| Тема 4. Принципы генерации лазерного излучения |
| Уникальные свойства лазерного излучения и их обусловленность принципами квантоавой механики. Понятия Монохроматичности и когерентности. Эффекты спонтанного и вынужденного (индуцированного) излучения. Инверсия населенностей. Безизлучательные переходы. Коэффициенты Эйнштейна. Вероятности переходов. Понятие активной среды. Условия усиления излучения в активной среде. Открытый резонатор. Оптический резонатор Фабри - Перро. Условия генерации когерентного излучения. Ширина линии излучения. Естественное уширение линии. Типы колебаний (моды) резонатора. Селекция мод. Одномодовый режим генерации. |
| Тема 5. Основные типы лазеров |
| Газовые лазеры. Гелий-неоновый лазер. Методы возбуждения газовой активной среды. Схема уровней энергии гелий-неонового лазера. Конкуренция линий излучения. Параметры гелий-неонового лазера. Ионные лазеры и лазеры на парах металлов.Молекулярные лазеры. Спектры молекул. Газодинамические лазеры. Преобразование энергии в химических лазерах. Твердотельные лазеры. Рубиновый и неодимовый лазеры. Лазеры на красителях, центрах окраски. Отличительные особенности полупроводниковых лазеров. Лазеры на свободных электронах. Тенденции и перспективы расширения диапазона лазерной генерации. |
| Тема 6. Области применения методов оптической и квантовой электроники. |
| Применение лазеров в научных исследованиях и технике. Оптическая голография, интегральная оптика и волоконная оптическая связь. Принципиально новые возможности хранения, передачи и обработки информации. Современное состояние и перспективы развития. Принципы голографической записи и воспроизведения. Когерентнооптическая обработка информации. Методы распознавания образов, ассоциативной выборки, корреляционного анализа. Возможности и перспективы объемной записи и хранения информации на основе когерентнооптических методов. |
| |
| ЛИТЕРАТУРА |
| Основная: |
| 1. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике. - М., Наука, 1998. |
| 2. Лазеры. История, принцип действия, применение. - Портал http:/lasertypes.net/ |
| 3. Портал Российского Фонда Фундаментальных Исследований http:/www.rfbr.ru |