Detail předmětu

Inženýrská optika

FSI-TIOAk. rok: 2013/2014

Inženýrská optika se zabývá aspekty optiky a vychází z užití výsledků moderní optiky k řešení inženýrských problémů. Obsah předmětu je zaměřen na následující problematiku: přenos a zpracování optických informací, prvky speciálních měřicích optických soustav, nedestruktivní měřicí metody, holografii, optickou korelaci a prostorovou filtraci, vláknovou optiku, integrovanou optiku, elektrooptické a akustooptické prvky, lasery a jejich vybrané aplikace.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Trajektorie světla v gradientním prostředí. Vztah mezi koherenční délkou a spektrální šířkou záření. Fyzikální princip
činnosti laserů. Volné šíření a transformace gaussovského svazku. Využití elektrooptického a akustooptického jevu. Holografická interferometrie. Speckle interferometrie. Koherentní optické korelátory.

Prerekvizity

Znalosti a dovednosti z teorie elektromagnetického pole, geometrické optiky, vlnové optiky a základních metod optických měření.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Písemná zkouška - řešení zadaných problémů.

Učební cíle

Cílem kurzu je vytvořit ucelený přehled o poznatcích koherenční optiky.
Úkolem kurzu je seznámit studenty se současnými aplikacemi moderní otpiky: vláknová optika, laserová anemometrie, vytyčování přímek a rovin pomocí laserů, elektrooptické a akustooptické modulátory a deflektory, nedestruktivní metody kontroly a diagnostiky, přenos a zpracování optických informací.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Aktivní účast ve cvičeních. Forma nahrazování: Vypracování pojednání (esejí) na zadaná témata.

Základní literatura

HITZ, C. B., J. J. EWING a J. HECHT. Introduction to laser technology. 4th ed. Hoboken: John Wiley, c2012. ISBN 04-709-1620-6. (EN)
SALEH, Bahaa E. A. a M. C. TEICH. Fundamentals of photonics. New York: Wiley, c1991. ISBN 978-047-1839-651. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-FIN , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    obor M-PMO , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.

Osnova

Šíření světla v nehomogenním prostředí. Rovnice eikonálu.
Vlnovodná optika. Mody vlnovodu.
Vláknová optika. Vlákna se stupňovitou a gradientní změnou indexu lomu.
Maticová reprezentace šíření paprsku optickou soustavou.
Koherence světla. Časová a prostorová koherence.
Fyzikální princip činnosti laserů. Optické rezonátory. Typy laserů.
Gaussovský svazek. Vlastnosti. Volné šíření a transformace optickou soustavou.
Vybrané aplikace laserů: interferometrie, anemometrie, vytyčování přímek a rovin.
Nedestruktivní metody kontroly a diagnostiky: Holografická interferometre. Koherentní zrnitost. Vizualizace fázových objektů (tomografie).
Krystalooptika (polarizace světla). Elektrooptika a akustooptika.
Přenos a zpracování optických informací.

Cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jozef Kaiser, Ph.D.
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.

Osnova

Výpočet trajektorie světla v gradientním prostředí.
Použití maticové reprezentace k výpočtu šíření světla optickou soustavou.
Výpočet koherenční délky ze spektrálních charakteristik záření.
Výpočet charakteristik gaussovského svazku. Transformace gaussovského svazku.
Výpočet parametrů elektrooptického modulátoru světla a akustooptického deflektoru světla.