Обучение
Целью курса является знакомство студентов с основами современной фотоники и рассмотрение базовых задач это современного направления.
Курс начинается с изучения теории диэлектрических волноводов и оптических резонаторов. Подробно рассматриваются физические эффекты, лежащие в основе управления электромагнитным излучением. Изучаются методы позволяющие анализировать захват света в резонаторах и их распространение в простейших волноводы системах. В курсе представлены основы теории фотонных кристаллов и теории рассеяния.
Часть I. Теория волноводов
Диэлектрические и металлические волноводы: часть 1
Диэлектрические и металлические волноводы: часть 2
Сдвиг Гуса Хенхена. Потери в волноводах. Длина распространения.
Часть II. Теория оптических резонаторов
Резонатор Фабри-Перо. Собственные моды. Квазинормальные режимы.
Фактор качества. Резонансное поглощение. Сопротивление и поглощение импеданса.
Шепчущая галерея мод резонаторов.
Часть III Фотонные кристаллы
Брэгговский отражатель. Т-матрица.
Зонная структура 1D, 2D и 3D фотонных кристаллов.
Распространение плоской волны. Приближение сильно связанных электронов.
Фотонно-кристаллическая полость.
Часть IV Теория связанных мод
Теорема взаимности. Ортогональность волноводных мод.
Связь между резонаторами и волноводами. Теория связанных мод (CMT)
Часть V. Теория рассеяния
Уравнение Липпмана - Швингера. S-матрица.
S-матрица и теория связанных мод.
Сечение рассеяния. Сечение гашения. Сечение поглощения
1. L. D. Landau, et al. Electrodynamics of continuous media. Vol. 8. Elsevier (2013). [ENG]
2. L. D. Landau, and E.M. Lifshitz. The classical theory of fields. (1971). [RUS]
3. L. Novotny and B. Hecht. Principles of nano-optics. Cambridge university press (2012). [ENG]
4. M. Born and E. Wolf. Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. Elsevier (2013).[ENG]
5. J. D. Joannopoulos, et al. Photonic crystals: molding the flow of light. Princeton university press (2011). [ENG]
6. K. Sakoda. Optical properties of photonic crystals. Vol. 80. Springer Science & Business Media (2004). [ENG]
7. A. W. Snyder and J. Love. Optical waveguide theory. Springer Science Business Media (2012) [ENG]
8. J. D. Jackson, John D. Classical Electrodynamics (3rd ed.). New York: John Wiley & Sons (1999). [ENG]
9. «Matthew Schwartz - Lecture 19: Diffraction and resolution» [ENG]
10. http://www.gmrt.ncra.tifr.res.in/ joardar/lecHtmlPages/lectures/03-Polarimetry.pdf [ENG]
11. «Физика. Теоретический минимум» Online course [RUS]
12. «Оптика» Online course [RUS]
- В курсе запланирован цикл домашних заданий для иллюстрации и лучшего понимания основного материала курса (около 30-40 задач различной сложности)
- В рамках семинарских занятий студенты самостоятельно решают задачи в аудитории
Как оценивается успеваемость по курсу:
Подробнее смотрите приложенные файлы (gradingpolicy.pdf)
В рамках промежуточной аттестации предусмотрен коллоквиум, состоящий из 8 базовых вопросов электродинамики (midtermattestations.pdf)
Максимальное количество баллов за курс - 100
Максимальное количество баллов за решение задач - 30
Максимальное количество баллов за финальный устный экзамен - 70