Modern optik

Mål

Kursen avser ge fördjupade kunskaper i optik.Efter genomgången kurs ska studenten kunna…

I. ...återge, förklara, analysera samt använda begrepp, samband och metoder tillhörande området vågoptik.

II. ...återge, förklara, analysera samt använda begrepp, samband och metoder tillhörande området materialoptik.

III. ...återge, förklara, analysera samt använda begrepp, samband och metoder tillhörande området polarisationsoptik.

IV. ...återge, förklara, analysera samt använda begrepp, samband och metoder tillhörande områdena stråloptik och partikeloptik.

Innehåll

Kursen syftar till att ge fördjupade kunskaper inom flera av optikens huvudgrenar. Syftet är också att vara en länk mellan grundläggande optikkurser och det innehåll som behandlas i mer specialiserade optikkurser samt att förmedla kunskaper i optik för att förbereda för industriella tillämpningar och för att på en övergripande nivå förstå resultat från pågående internationell optikforskning. Ambitionen är att beskriva hela vägen från teori till tillämpning och samtidigt tillhandahålla modeller, metodologi och verktyg som är praktiskt användbara. För ingenjören ingår studier av matematiska modeller för analys med syfte att tillhandahålla fysikaliska/matematiska verktyg som är användbara för att utveckla och beskriva de optiska system, metoder och komponenter som finns i olika miljöer i samhället och som behöver utvecklas vidare. För den nyfikne fysikern ingår grundläggande teori med förankring i fysik med syfte att ge en förståelse för den optik som är relevant i aktuell forskning. Kursens verklighetsförankring sker genom tillämpningsexempel för att visa att det är ett kort steg mellan universitetsstudierna och den kunskap och de metoder som används inom industriell utveckling och forskning. I laborationer och beräkningsmoment testas teorier och modeller för att belysa deras användbarhet och begränsningar.

Kursen är indelad i fyra delar (I-IV) med underrubriker enligt,I. Vågoptik: -Koherensteori, -Fourieroptik, -Närfältsoptik.II. Materialoptik: -Optisk respons, -Dispersionsmodeller, -Inhomogena material, -Lagrade strukturer.III. Polarisationsoptik: -Polariserat ljus, -Polariserande komponenter, -PolarisationsmetoderIV. Stråloptik och partikeloptik: -Variationsanalys, -Transformationsoptik, -Fotonoptik, -Elektron- och neutronoptik.

Föreläsningarna inleds med kortfattade repetitioner av grundläggande optik och utvecklas sedan vidare till de mer avancerade koncepten. I kursen läggs också stor vikt på materials optiska egenskaper och i många fall kompletteras teorin med tillämpningsexempel.I kursen behandlas många begrepp och samband inklusive:Koherens, Dopplerskift, Gauss-strålar, Fourieroptik, laseroptik, fiberoptik och optiska vågledare, dispersionsmodeller, Kramers/Kronig-samband, polariserande material, heterogena media, effektiv media-koncept, Jonesformalism, Stokes/Mueller-formalism, spektrofotometri, polarimetri, ellipsometri, matrisformalism för optiska system, och strålspårningsmetoder.

Dessutom ger gästföreläsare vidare insikter i den optiska forskningsfronten.