• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Бакалаврская программа «Физика»

Научно-исследовательский семинар: лабораторный практикум

2020/2021
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
11
Кредиты
Статус:
Курс обязательный
Когда читается:
3-й курс, 1-4 модуль

Преподаватель

Программа дисциплины

Аннотация

Целями изучения дисциплины являются: - приобретение студентами практических навыков в ходе подготовки специалистов в области современной оптики, спектроскопии и фотоники, включая квантовую оптику и нанофотонику - ознакомление с основными типами спектральных приборов, приемников и источников излучения, применяемых в различных спектральных диапазонах от вакуумного ультрафиолета до ближнего ИК - овладение методами исследования взаимодействия оптического излучения с атомами, молекулами, нанообъектами и наноструктурами, в том числе, ознакомление с принципами и устройствами наноплазмоники - приобретение опыта математической обработки данных спектроскопического эксперимента, включая приемы и методы численного эксперимента в оптике и фотонике
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • приобретение студентами практических навыков в ходе подготовки специалистов в области современной оптики, спектроскопии и фотоники, включая квантовую оптику и нанофотонику;
  • ознакомление с основными типами спектральных приборов, приемников и источников излучения, применяемых в различных спектральных диапазонах от вакуумного ультрафиолета до ближнего ИК;
  • овладение методами исследования взаимодействия оптического излучения с атомами, молекулами, нанообъектами и наноструктурами, в том числе, ознакомление с принципами и устройствами наноплазмоники;
  • приобретение опыта математической обработки данных спектроскопического эксперимента, включая приемы и методы численного эксперимента в оптике и фотонике.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • знает и умеет применять фотоприемники в своей научной работе
  • имеет опыт с методами оптической микроскопии
  • умеет регистрировать спектры свечения разрядных ламп, люминесценцию растворов красителей, поглощение паров йода
  • умеет использовать диодные лазеры в спектроскопии, а также рассчитать эффект от их воздействия
  • умеет рассчитать соотношение Беннетта для оценки спектра излучения плазмы многозарядных ионов Al
  • умеет работать с плазмонным интерферометром Майкельсона
  • знает методы регистрации спектров поглощения молекулярных газов , а также методы регистрации поглощения жидкостей и растворов и спектров поглощения кристаллов
  • умеет применять численные методы FDTD и RCWA для задач нанофотоники
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Фотоприемники и их использование в экспериментальной спектроскопии
    - тепловые фотоприемники - фотоприемники с внешним и внутренним фотоэффектом - приемники изображений (камеры на ПЗС и КМОП структурах, фотоприемники на MКП, ЭОП) - режимы аналогового усиления, синхронного детектирования, счета фотонов - схемы включения, шумы и быстродействие фотоприемников
  • Оптическая микроскопия микро- и нанообъектов и структур
    - основные методы оптической микроскопии: темнопольная (микроскопия светового листа, скользящего освещения, полного внутреннего отражения), конфокальная, ЭПИ - регистрация отдельных микро- и наночастиц в жидкостях и определение их размеров) визуализация наночастиц на поверхности
  • Дифракционные спектральные приборы оптического диапазона
    - области применения, спектральное разрешение, светосила - регистрация спектров свечения разрядных ламп, люминесценции растворов красителей, поглощения паров йода
  • Лазерная спектроскопия атомов рубидия
    - использование диодных лазеров в спектроскопии - лазерная спектроскопия атомов рубидия, ограниченная эффектом Доплера - нелинейная лазерная спектроскопия насыщения атомов рубидия - поляризационная лазерная спектроскопия атомов рубидия
  • ВУФ диагностика вакуумного разряда
    - сильноточный импульсный разряд - наблюдение Z-pinch, соотношение Беннетта - спектр излучения плазмы многозарядных ионов Al
  • Плазмонная интерферометрия
    - поверхностный плазмон и устройства наноплазмоники - плазмонный интерферометр Майкельсона
  • Основы Фурье-спектроскопии
    - основы метода Фурье-спектроскопии - регистрация спектров поглощения молекулярных газов - регистрация поглощения жидкостей и раствороврегистрация спектров поглощения кристаллов
  • Методы численного эксперимента, математическое моделирование элементов фотоники
    - численные эксперименты, методы FDTD и RCWA - знакомство с пакетом RCWA - моделирование свойств металлической структуры (решетки)
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Домашнее задание
    Промежуточное оценивание проводится преподавателем в конце каждой завершенной темы практикума. Оценка по теме отражает качество усвоения учебного материала и результаты, полученные в ходе выполнения работы. В конце семестра проводится дифференцированный зачет по всем темам пройденным студентом в данном семестре. Зачет проводится в устной форме.
  • неблокирующий Зачет
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.7 * Домашнее задание + 0.3 * Зачет
  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.7 * Домашнее задание + 0.3 * Зачет
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Оптика и фотоника. Т. 1: ., Салех, Б., 2012
  • Оптика и фотоника. Т. 2: ., Салех, Б., Тейх, М., 2012

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Gupta, V. P. (2018). Molecular and Laser Spectroscopy : Advances and Applications. Amsterdam, Netherlands: Elsevier. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1497629
  • Petritsch, K. (2019). Quantum Optics : Applications in Research, Quantum Computing, and Quantum Communication. Ashland: Arcler Press. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=2013957
  • КЭД - странная теория света и вещества, Фейнман, Р., Тиходеева, С. Г., 2018