Detail předmětu

Inženýrská optika

FSI-TIOAk. rok: 2021/2022

Předmět Inženýrská optika se zaměřuje na úvod do problematiky laserů, jejich základních typů a možností využití. Tematicky předmět prochází základy radiometrie a fotometrie a maticová reprezentace šíření paprsku optickou soustavou. Následně se zabývá Gaussovskými svazky, jejich popisem a teorií vzniku v rezonátorech. Hlavní těžiště předmětu je pak v samotných laserových rezonátorech a zesilovačích, popisu jednotlivých typů laserů a jejich využití v moderních aplikacích.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. RNDr. Jiří Petráček, Dr.

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. Optická anizotropie. 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 může být doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Písemný zápočet - test z probrané látky ve cvičení.
Ústní zkouška - rozprava nad zvolenými tématy.

Pracovní stáže

Ohledně možností pracovních stáží kontaktujte vyučujícího.

Učební cíle

Cílem kurzu je vytvořit ucelený přehled o poznatcích spojených s laserovou technologií. Úkolem kurzu je seznámit studenty se základy teorie laserů, popisu laserového svazku, způsobu generace laserového záření a jeho zesílení. Dále se předmět zaměřuje na popis jednotlivých typů laserů a jejich využití v moderních aplikacích, od výzkumu po průmyslové a klinické aplikace.

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)

Doporučená literatura

LIŠKA, M.: Optické sešity. (Texty k přednáškám.) Brno: VUT 2014/2015.
MALACARA, D., THOMPSON, B. J.: Handbook of optical engineering. New York: MARCEL DEKKER, 2001. 978 p.
RASTOGI, P.K., INAUDI, D.: Trends in optical nondestrucvtive testing and inspection. Amsterdam: Elsevier, 2000. 633 p.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-FIN-P magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-STG-P magisterský navazující

    specializace MTS , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program M2A-P magisterský navazující

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Pavel Pořízka, Ph.D.

Osnova

- radiometrie a fotometrie;
- maticová reprezentace šíření paprsku optickou soustavou;
- koherence světla časová a prostorová;
- Gaussovský svazek, teorie a vlastnosti;
- volné šíření Gaussovského svazku a jeho transformace optickou soustavou.
- optické rezonátory, zisk a ztráty, a laserové zesilovače;
- fyzikální princip činnosti laserů;
- typy laserů a jejich vybrané aplikace;
- využití elektrooptiky a akustooptiky v laserových zdrojích.

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Erik Képeš, Ph.D.

Osnova

Koherenční délka He-Ne laseru.
Laserinetrferometr.
Aplikace laserů.
Laserová mikrointerferometrie.
Polarizace světla.
Výpočtové operace pomocí světla.

Cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Erik Képeš, Ph.D.

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.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz