optika a optoelektronika

Otázky k magisterské státní záv re né zkoušce
pro obor
OPTIKA A OPTOELEKTRONIKA
katedra optiky P F UP v Olomouci
(platné od roku 2005)
Geometrická optika a optické m ení
1. Paprsková optika, eikonálová rovnice, paprsková rovnice, ší ení paprsk
nehomogenním prost edím, princip gradientních optických prvk .
2. Paraxiální vlastnosti optických systém a jejich maticový popis, funkce základních
typ optických p ístroj , omezení paprsk v optických systémech, paprskové vady.
3. Svazková optika, ešení Helmholtzovy rovnice v paraxiální aproximaci, typy
optických svazk , ší ení a transformace gaussovských svazk , maticový popis.
4. Princip optického zobrazení a fyzikální metody jeho realizace, vlnová teorie
zobrazení, pupilová funkce, bodová rozptylová funkce, Strehlovo kriterium,
hodnocení vlivu apodizace.
5. Vlnové vady optických systém , definice, typy a metody výpo tu. Použití Fourierovy
transformace pro hodnocení optických systém , fyzikální význam optické funkce
p enosu a metody výpo tu.
6. Metody m ení parametr optických prvk a soustav. M ení indexu lomu, m ení
ohniskové vzdálenosti, apertury, zorného pole.
7. Základní typy interferometr a jejich využití pro m ení kontroly parametr a kvality
optických ploch a optických soustav
8. Optická holografie. Princip holografie, typy hologram , holografické optické prvky,
holografické m ížky, holografická interferometrie.
9. Vedení sv tla ve vláknových vlnovodech. Typy vláken, vedení sv tla v planárních
dielektrických vlnovodech. Typy vlnovod . Navázání optického výkonu do vlnovodu.
10. Energetická optika. Radiometrie a fotometrie. Základní radiometrické a fotometrické
veli iny a jejich vztahy. Jednotky radiometrických a fotometrických veli in,
fotometrická m ení. Základy detekce a dozimetrie ionizujícího zá ení.
Vlnová optika
11. Huygens v princip, Fresnelova–Kirchhoffova formulace, Fresnelova aproximace,
Fraunhoferova aproximace. Difrakce sv tla. Rozd lení difrak ních jev ,
Fraunhoferova difrakce sv tla na št rbin , kruhovém otvoru a optické m ížce.
12. Interference sv tla. Podmínky vytvá ení interferen ního obrazce, dvousvazková a
vícesvazková interference a jejich využití.
13. Základní typy interferometr a jejich využití pro m ení a kontrolu parametr a kvality
funk ních ploch prvk a len optických soustav.
14. Optická holografie. Princip holografie, typy hologram , holografické optické prvky,
holografické m ížky, holografická interferometrie.
15. Fourierovská optika. P enosová funkce. Optické zpracování informace v koherentním
sv tle. Prostorové filtry, typy procesor .
16. Elektromagnetická optika. Maxwellovy rovnice, podmínky na rozhraní, dielektrická
prost edí. Vlnová rovnice, rozklad do rovinných vln. Fázová rychlost, index lomu
optických prost edí, disperze.
17. Optické jevy na rozhraní optických prost edí. Odrazivost, propustnost a absorpce
dielektrik, zm na fáze. Fresnelovy vzorce.
18. Polarizace sv tla. Charakteristika polariza ních stav sv tla, Jones v vektor. Vytvá ení
polarizovaného sv tla – polarizace rozptylem, odrazem, lomem, dvojlomem a selektivní
absorpcí. Anizotropní prost edí. Polariza ní optické prvky, optická aktivita.
19. Vedení sv tla ve vláknových vlnovodech. Typy vláken. Vedení sv tla v planárních
dielektrických vlnovodech. Typy vlnovod . Navázání optického výkonu do vlnovodu.
Optoelektronika a lasery
20. Krystalová struktura, metody studia struktury pevných látek. Dynamika krystalové m íže,
specifická tepla, fonony.
21. Pohyb elektron v pevné látce, Schrödingerova rovnice, metody ešení, pásová teorie
pevných látek. Transportní jevy, Boltzmannova rovnice, Ohm v zákon, Hall v jev.
22. Optické vlastnosti pevných látek a metody jejich studia. Fyzikální principy zdroj
optického zá ení, základní typy zdroj pro UV a I oblast spektra.
23. Fyzikální principy selektivních a neselektivních detektor zá ení, základní fyzikální
parametry detektor pro jejich hodnocení. Fyzikální principy optoelektronických
zobrazovacích, komunika ních, m ících a automatiza ních systém .
24. Optické rezonátory. Módy rezonátoru. Gaussovský mód. Typy rezonátor . Vedení sv tla
ve vláknových vlnovodech. Typy vláken. Vedení sv tla v planárních dielektrických
vlnovodech. Typy vlnovod . Navázání optického výkonu do vlnovodu.
25. Rozd lení laser z hlediska aktivní látky, buzení, rezonátor a jejich charakteristiky.
26. Rezonan ní interakce zá ení a látky. Absorpce, spontánní a stimulovaná jednofotonová
emise. Kvantový a poloklasický popis laser .
27. Podmínky generace. Existence prahu generace. Jednomódová generace.
Mnohomódová generace. Mezimódová interakce. ízení ztrát v laseru.
28. Význa né vlastnosti laserového sv tla. Sm rovost generace. Monochromati nost zá ení.
Koherence. Vysoká intenzita. Dynamické vlastnosti.
Kvantová a nelineární optika
29. Kvantová statistika, istý a smíšený stav, matice hustoty, rozd lení Boseovo–Einsteinovo,
Fermiovo–Diracovo, Boltzmannovo, Poissonovo.
30. Klasická teorie koherence, funkce vzájemné koherence, asová koherence, prostorová
koherence, interferen ní zákon pro áste n koherentní svazky, ší ení áste n
koherentního sv tla, Wienerova–Chin inova v ta, van Cittertova–Zernikeova v ta,
úplná koherence, áste ná polarizace.
31. Fotopulsní statistika a korela ní interferometrie, fotodetek ní rovnice, fotopulsní
rozd lení a jeho momenty, korela ní funkce vyšších ád , Hanbury Brown v–Twiss v
jev, shlukování foton , koherentní stavy sv tla.
32. Interakce elektromagnetického pole v nelineárním prost edí: Maxwellovy a vlnové
rovnice v nelineárním prost edí, dielektrické susceptibility vyšších ád a jejich
vlastnosti, pam nelineárního prost edí.
33. Nelineární optické jevy 2. ádu: optické parametrické procesy, generace 2. harmonické a
sub-harmonické, frekven ní konverze, parametrická generace a zesilováni, fázové
slad ní.
34. Nelineární jevy vyšších ád : samofokusace, Kerr v jev, vícefotonová absorpce a emise,
Raman v a Brillouin v rozptyl, ty vlnové sm šování, fázová konjugace, optické
solitony, optická bistabilita.