Detail předmětu
Kvantová a laserová elektronika
FEKT-MPC-KVEAk. rok: 2025/2026
Studenti se seznámí se základními postuláty kvantové mechaniky, Schrödingerovou rovnicí, vlnovou funkcí, principem neurčitosti, statistickou termodynamikou, vzájemným působením záření a látky, základními vlastnostmi laserového záření, principem funkce a vlastnostmi laserů, detekcí laserového záření, účinky laserového záření na lidský organismus a využitím laserů v lékařství, průmyslu a telekomunikacích. Studenti získají přehled o elektromagnetické spektroskopii a elektronové a optické mikroskopii. V individuálním projektu studenti budou řešit konkrétní aplikace laseru.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Pro udělení zápočtu je potřeba změřit všech 5 laboratorních úloh a získat minimálně 10 bodů z 20 z laboratorní výuky.
Učební cíle
Absolvent předmětu bude schopen: (a) popsat základní principy kvantové teorie a statistické termodynamiky; (b) popsat interakci záření a látky; (c) vysvětlit princip funkce laseru; (d) porovnat jednotlivé druhy laserů a diskutovat jejich výhody a nevýhody; (e) popsat účinky laserového záření na lidský organismus; (f) vyjmenovat a popsat využití laserů v praxi; (g) popsat a vysvětlit principy elektromagnetické spektroskopie; (h) popsat princip funkce a porovnat elektronové a optické mikroskopy.
Studijní opory
Základní literatura
WILFERT, O. Kvantová a laserová elektronika. Učební text. UREL VUT v Brně, Brno 2012. (CS)
Doporučená literatura
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program MPC-NCP magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program MPC-AUD magisterský navazující
specializace AUDM-ZVUK , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program MPC-BIO magisterský navazující 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program MPC-EAK magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program MPC-EEN magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program MPC-EKT magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný
- Program MPC-MEL magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program MPC-TIT magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Historie kvantové a laserové elektroniky.
2. Elementární částice a jejich vlastnosti.
3. Struktura hmoty a statistická termodynamika.
4. Interakce záření a látky.
5. Optické rezonátory.
6. Teorie laseru.
7. Teorie laserových diod a LED.
8. Plynové, pevnolátkové a kapalinové lasery.
9. Vláknové a polovodičové lasery.
10. Elektromagnetická spektroskopie.
11. Elektronová a optická mikroskopie.
12. Pokročilé fotonické systémy.
13. Aplikace laserové a kvantové elektroniky.
Cvičení odborného základu
Vyučující / Lektor
Osnova
- Index lomu prostředí, statistická analýza
- Optická intenzita, optický výkon
- Polarizace optického záření
- Jevy v kvantové a laserové elektronikce
- Elementární částice
- Statistická termodynamika
- Návrh rezonátoru 1
- Návrh rezonátoru 2
- 3H lasery
- 4H lasery
- Laserové diody a LED
- Fotonické systémy
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
2 Měření vlnové délky laserového záření
3 Měření šířky laserového svazku a poloměru křivosti vlnoplochy laserového svazku
4 Měření světelné charakteristiky laserové diody a LED
5 Bezpečnost práce při manipulaci se zdroji laserového záření