FYSS5404 Fotoniikka (7 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa
Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023

Kuvaus

Valon mallit:

  • sädeoptiikka

  • aalto-optiikka

  • Fourier optiikka

  • kenttäyhtälöt

  • Polarisaatio-optiikka

Vangittu valo:

  • fotonihila

  • aaltojohde

  • valokuitu

  • optinen kaviteetti

  • pintaplasmonit

  • Semiklassinen malli:

  • atomien vuorovaikutus klassisen sähkömagneettisen kentän kanssa

  • laserin periaate

Kvanttimekaaninen malli:

  • sähkömagneettisen kentän kvanttimekaaninen esitys

  • valon ja atomien vuorovaikutuksen kvanttimekaaninen kuvaus, ml. Jaynes-Cummings –malli. 

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija

  • Osaa mallintaa optisia ongelmia monilla menetelmillä ja malleilla.

  • Osaa selittää valon ohjaamisen ja vangitsemisen perusperiaatteet.

  • Osaa soveltaa valon ja aineen vuorovaikutusta kuvaavaa teoriaa.

  • Tuntee/osaa kuvailla lasereiden toimintaa.

  • Tuntee sähkömagneettisen kentän kvanttimekaanisen esityksen

  • Tuntee ja osaa mallintaa valon ja aineen vuorovaikutusta täysin kvanttimekaanisesti ml. Jaynes-Cummings malli

  • Tuntee cQED:n perusteet 

Lisätietoja

Kurssi on suunnattu sekä kokeellisesti suuntautuneille opiskelijoille, joita kiinnostavat myös teoreettiset perusteet, että teoreettisesti suuntautuneille opiskelijoille, joita kiinnostavat myös käytännön ongelmien mallintaminen.  

Esitietojen kuvaus

  • FYSP1050 Sähkömagnetismin perusteet

  • Erityisesti Maxwellin yhtälöt ja optiikan perusteet

  • FYSA2001 Moderni fysiikka, osa A

  • FYSA2031- FYSA2032 Kvanttimekaniikka, osat A&B tai KEMS401 Kvanttikemia 

Oppimateriaalit

Lecture slides

Kirjallisuus

  • Grynberg, Aspect, Fabre: Introduction to Quantum Optics
  • Saleh, Teich: Fundamentals of Photonics

Suoritustavat

Tapa 1

Kuvaus:
Joka toinen vuosi; ensimmäinen kerta lukuvuonna 2020-2021.
Arviointiperusteet:
Harjoitustehtävät, laboratoriotyöt + välikokeet tai lopputentti (esim. Harjoitustehtävät 40%, välikokeet tai tentti 40%, laboratoriot 20%).
Opetusajankohta:
Periodi 3, Periodi 4
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille suoritustapa 1 ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
Harjoitustehtävät, laboratoriotyöt ja tentti (esim. Harjoitustehtävät 40%, tentti 40%, laboratoriotyöt 20%).
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (7 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Harjoitustehtävät, laboratoriotyöt + välikokeet tai lopputentti (esim. Harjoitustehtävät 40%, välikokeet tai tentti 40%, laboratoriotyöt 20%)
Suorituskieli:
englanti
Työskentelytavat:

Luennot, harjoitustehtävät ja laboratoriotyöt + välikokeet tai lopputentti.  

Ei julkaistua opetusta
x

Itsenäinen työskentely (7 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Harjoitustehtävät, laboratoriotyöt ja tentti (esim. Harjoitustehtävät 40%, tentti 40%, laboratoriotyöt 20%).
Suorituskieli:
englanti
Työskentelytavat:

Itsenäinen opiskelu, harjoitustehtävät, laboratoriotyöt ja tentti.  

Opetus