Основные дидактические единицы (разделы)

В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать: основные типы ФК, методы расчета оптических и спектральных свойств идеальных фотонных кристаллов и ФК с дефектами структуры, способы внешнего управления спектром пропускания, проявление нелинейных эффектов в ФК-средах

уметь: рассчитать оптические и спектральные характеристики фотонных кристаллов

владеть: методами определения оптических свойств ФК, навыками оценки их и возможными способами измерения

Виды учебной работы: ___лекции, практические занятия_____________

Изучение дисциплины заканчивается ______экзаменом ______________

Аннотация дисциплины М2.ДВ.02

«Нанофотоника»

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единиц (180 часов).

Цели и задачи дисциплины

Цельюизучения дисциплины является профессиональное освоение методов нанофотоники и их применение при разработке устройств, а так же ознакомление магистрантов с перспективами развития этой области знаний.

Задачей изучения дисциплины является: приобретение студентами знаний умений и навыков, необходимых для профессиональной деятельности в качестве магистра техники и технологии, направления 223200 «Техническая физика» прошедших обучение по программе «Оптическая физика и квантовая электроника».

Основные дидактические единицы (разделы):

Предмет и методы нанофотоники; история развития и классификация. Технологии построения наносистем, «сверху–вниз», и «снизу – вверх». Характерные примеры использования оптических методов в нанотехнологиях

Уравнения Максвелла- Лоренца в среде. Основные понятия. - Поляризация. Связь макро и микропараметров. Комплексный показатель преломления. Оптические свойства металлов

Оптические свойства агрегированных золей. Эмпирические закономерности. Фрактальная структура агрегатов. Элементы физики фракталов. Фрактальная размерность и пространственная инвариантность. Физические и математические фракталы

Молекулярная элементная база вычислительных устройств. Электронная структура молекул, пространственная конфигурация ядер. связь. Простая модель спектра электронных состояний. Возможные реализации вычислительных операций. Солитонные переключения. Схемы молекулярных логических операций. Молекулярная память на основе бактериородопсина. Выжигание провалов в спектрах поглощения

Оптика квантовых ям и сверхрешеток. Классификация гетероструктур. Размерное квантование электронных состояний. Правила отбора для оптических переходов. Состояния размерного квантования электронных и фононных возбуждений квантовых точек. Электрон – фононное взаимодействие в квантовых точках. Динамика электронных возбуждений в квантовых точках. Оптическая спектроскопия отдельной квантовой точки

Оптика материалов с отрицательным показателем преломления. Эффекты отрицательной дисперсии. Диамагнетизм искусственных композитных материалов (метаматериалы) с отрицательной дисперсией. Временная и пространственная дисперсия. Альтернативный подход. Групповая и фазовая скорости волн в материалах с отрицательной дисперсией. Нелинейная оптика материалов с отрицательной дисперсией. Укороченные не стационарные уравнения. Соотношения Мэнли-Роу. Генерация второй гармоники. Параметрическое взаимодействие встречных волн

В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

Знать: основные теоретические методы, характеристики материалов и устройств используемых в нанофотонике, проявление различных оптофизических эффектов при взаимодействии света с нанообъектами.

Уметь: пользоваться терминологией принятой в нанофотонике, обширными справочными данными; делать оценки и расчеты для нахождения необходимых параметров среды и поля, ориентироваться в периодической литературе и отыскивать необходимые данные; правильно излагать результаты исследований.

Владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу и восприятию информации, к постановке цели и выбору путей её достижения, теоретическими и экспериментальными методами исследования оптических и нелинейно-оптических эффектов в нанообъектах.

Виды учебной работы: ___лекции, практические занятия_____________

Изучение дисциплины заканчивается ______экзаменом ______________