SZZFX

Předmět: Fotonika a její aplikace

Katedra/Zkratka: SLO/SZZFX

Rok: 2021

Garant: 'prof. RNDr. Ondřej Haderka, Ph.D.', 'prof. RNDr. Miroslav Hrabovský, DrSc.', 'prof. RNDr. Jan Peřina, Ph.D.'

Anotace: Státní závěrečná zkouška k prověření a vyhodnocení stupně znalostí.

Přehled látky:
" Optické konstanty, popis interakce světla s látkou, Maxwellovy rovnice. Dělení materiálu podle optických parametrů. Vztahy mezi optickými veličinami, index lomu, permitivita, vodivost, susceptibilita. Materiálové vztahy, Kramersovy - Kronigovy disperzní relace. " Anizotropie, zavedení tenzorových veličin. Šíření světla v anizotropním prostředí, lineární a cirkulární anizotropie. Řešení standardních úloh, jednoosé a dvouosé materiály. Lineární a cirkulární dichroismus. Napětím indukovaná nebo modifikovaná anizotropie (elektrické pole, magnetické pole, napětí). " Mezipásové optické přechody, Fermiho zlaté pravidlo. Absorpční pásy, popis absorpčních pásů, kritické body. Příspěvek fononu, experimentální absorpční pásy, vliv excitonu. Mřížková reflexe, modely popisu. Popis interakce světla s látkou v jednotlivých spektrálních oblastech. " Lasery a laserové diody, principy a režimy činnosti. Laser v kontinuálním režimu. Q-spínání. Synchronizace módů. Ultrakrátké impulsy. Měření výkonu a energie. Diagnostika ultrakrátkých impulsů. Základy spektrometrie. " Elektrooptické a akustooptické jevy. Lineární (Pockelsův jev) a kvadratický (Kerrův jev). Braggův zákon pro difrakci, režimy difrakce, difrakční řády, účinnost prvku. Amplitudová a fázová modulace světla. Prostorová modulace. Diagnostika a tvarování ultrakrátkých optických impulsů. " Speciální zdroje fotonů pro fotoniku. Zeslabené laserové impulsy. Zdroje korelovaných fotonů. Zdroje fotonů s ohlášením. Molekulární zdroje. Defekty v nanokrystalech. Kvantové jámy a kvantové tečky. Atomy nebo ionty v pastech. Srovnání jednofotonových zdrojů. " Zobrazování nanobjektů, konfokální mikroskopie, mikroskopie v blízkém poli. " Optická metrologie na bázi koherenční zrnitosti. Fotografie na bázi koherenční zrnitosti. Metoda korelace polí koherenční zrnitosti. Interferometrie na bázi koherenční zrnitosti. Techniky analýzy korelogramů a interferogramů. " Optické měřící metody v experimentální praxi. Fotoelasticimetrie. Stereofotogrammetrie. Digitální korelace obrazů. Moderní metody vizualizace proudění v kapalinách a plynech. " Kvantové nelineární jevy jako zdroje neklasického světla. Popis nelineárních procesů pomocí efektivních Hamiltoníánů. Heisenbergovy pohybové rovnice a jejich operátorová řešení. Popis statistických vlastností kvantových polí. Neklasické jevy v optických polích, jejich identifikace a kvantifikace. " Nelineární jevy druhého řádu: Generace druhé harmonické a subharmonické frekvence, frekvenční konverze nahoru a dolů, parametrické zesílení, parametrické oscilace v rezonátoru. " Nelineární jevy třetího řádu: Kerrův jev, samofokusace, generace solitonů. Čtyřvlnové směšování a zpětné rozptyly, fázová konjugace. " Využití moderních fotonických struktur pro zesílení a modulování nelineární interakce (vlnovody, tenké vrstvy, fotonické krystaly). Kvázifázové sladění nelineárních interakcí. Kvantový popis generace fotonových párů v procesu spontánní sestupné frekvenční konverze, vlastnosti kvantově korelovaných fotonových párů. " Kvantově provázané stavy, míry kvantové provázanosti, Bellovy nerovnosti. Příprava kvantových stavů. Kvantové počítače - základní koncepty, kvantové obvody, kvantové žíhání. Kvantová Fourierova transformace,Shorův algoritmus. Kvantové vyhledávací algoritmy. " Fyzikální implementace kvantových počítačů. Kvantové komunikace - kvantová teleportace, kvantové klonování. Kvantová kryptografie. Kvantový šum a informace, Dekoherence. Kvantová oprava chyb.