FYSS5404 Fotoniikka (7 op)

Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2024-2025, 2025-2026, 2026-2027, 2027-2028

Kuvaus

Valon mallit
  • sädeoptiikka

  • aalto-optiikka

  • kenttäyhtälöt

  • valon polarisaatio

Vangittu valo
  • fotonihila

  • aaltojohde

  • valokuitu

  • optinen kaviteetti

  • pintaplasmonit

Semiklassinen malli aineen ja valon vuorovaikutuksesta
  • atomien vuorovaikutus klassisen sähkömagneettisen kentän kanssa

  • laserin toimintaperiaate

Kvanttimekaaninen kuvaus valolle
  • sähkömagneettisen kentän kvanttimekaaninen esitys

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

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa

  • mallintaa optisia ongelmia monilla menetelmillä ja malleilla

  • selittää valon ohjaamisen ja vangitsemisen perusperiaatteet

  • soveltaa valon ja aineen vuorovaikutusta kuvaavia teorioita

  • kuvailla lasereiden toimintaperiaatteet

  • sähkömagneettisen kentän kvanttimekaanisen esityksen

  • mallintaa valon ja aineen vuorovaikutusta täysin kvanttimekaanisesti Jaynes-Cummings mallilla

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

  • FYSA2003 Moderni fysiikka, osa A

  • FYSA2030 ja FYSA2032 Kvanttimekaniikka, osat A&B tai KEMS401 Kvanttikemia 

Oppimateriaalit

Luentokalvot ja alla olevat kirjat

Kirjallisuus

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

Suoritustavat

Tapa 1

Kuvaus:
Luennoidaan joka toinen vuosi keväällä (parittomina vuosina)
Arviointiperusteet:
Harjoitustehtävät (40%), laboratoriotyöt (20%) ja välikokeet (40%)
Opetusajankohta:
Periodi 3, Periodi 4
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (7 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
<p>Harjoitustehtävät 40%, välikokeet 40%, laboratoriotyöt 20%</p>
Suorituskieli:
englanti
Työskentelytavat:

Luennot, harjoitustehtävät, laboratoriotyöt ja välikokeet. 

Opetus