Программа
ОСНОВЫ ФОТОНИКИ И ОПТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
1. Введение. Предмет и области приложений фотоники. Инструментальные средства фотоники. Место фотоники в современной физике. Актуальные проблемы и последние достижения фотоники и оптических технологий (генерация сверхкоротких световых импульсов, получение высоких интенсивностей, миниатюризация оптических и лазерных компонентов, нанотехнологии в оптике, высокоточные оптические измерения).
2. Излучение света. Испускание фотонов. Источники излучения. Светодиоды. Усиление излучения. Лазеры. Современные тенденции развития лазерной техники: короткие импульсы, высокие мощности, компактные лазеры.
3. Управление излучением и преобразование оптических сигналов. Нелинейно-оптические методы. Фазовая само- и кросс-модуляция. Компрессия импульсов. Многослойные и чирпированные зеркала. Преобразование частоты. Генерация гармоник и смешение частоты. Электрооптический эффект и электрооптические элементы. Дифрактивная оптика.
4. Регистрация оптических сигналов. Оптические методы детектирования. Измерение амплитуды, длительности, поляризации и фазы. Характеризация коротких импульсов. FROG и SPIDER.
5. Элементы интегральной оптики. Многослойные волноводы. Периодические волноводы. Теория связанных мод. Мультиплексоры и ответвители. Волноводы на брэгговском отражении. Методы интеграции оптических компонентов.
6. Новые материалы для фотоники и оптических технологий. Квантовые ямы и квантовые точки. Гетероструктуры. Принцип действия и архитектура современных диодных лазеров. VCSEL. Материалы с регулярной доменной структурой и квазисинхронные нелинейно-оптические взаимодействия.
7. Фотонные кристаллы. Распространение света в периодических структурах. Дисперсионное соотношение для одномерной периодической структуры. Методы изготовления фотонных кристаллов. Двумерные и трехмерные фотонные кристаллы. Фотонные кристаллы с дефектом решетки. Фотонно-кристаллические и дырчатые волноводы. Применения фотонных кристаллов.
8. Фотоника высоких интенсивностей. Мощные лазеры. Формирование коротких интенсивных световых импульсов. Генерация высоких гармоник. Вакуумная фотоника. Генерация суперконтинуума.
9. Передача оптических сигналов. Направляемые волны. Типы оптических волноводов. Собственные моды волноводов. Планарные волноводы. Волноводы с плавно изменяющимся показателем преломления. Одномодовый режим. Полые волноводы. Моды и оптические потери полых волноводов. Дисперсия волноводных мод. Нелинейная оптика волноводов. Генерация сверхкоротких импульсов. Солитоны.
10. Высокоточные измерения в оптике. Эквидистантные наборы спектральных компонент как частотные линейки. Получение и стабилизация частотных гребенок в фемтосекундных твердотельных лазерах с синхронизацией мод. Спектральное сверхуширение частотных гребенок. Принципы оптических измерений частоты с использованием стабилизированных частотных гребенок.
Литература
1. A. Yariv and P. Yeh, Optical Waves in Crystals (New York: Wiley, 1984); имеется русский перевод: А. Ярив, П. Юх, Оптические волны в кристаллах (Москва: Мир, 1987).
2. H.M. Gibbs, Optical Bistability: Controlling Light with Light (Orlando: Academic, 1985); имеется русский перевод.
3. М. Адамс, Введение в теорию оптических волноводов (Москва: Мир, 1984).
4. J.F. Reintjes, Nonlinear Optical Parametric Processes in Liquids and Gases (Orlando: Academic, 1984); имеется перевод: Дж. Райнтжес, Нелинейные оптические параметрические процессы в жидкостях и газах (Москва: Наука, 1989)
Программу составил
профессор А.М. Желтиков
