Аспирантура
2019/2020
Экспериментальные методы современной оптики
Статус:
Курс по выбору
Направление:
03.06.01. Физика и астрономия
Когда читается:
2-й курс, 1 семестр
Формат изучения:
без онлайн-курса
Язык:
русский
Кредиты:
4
Контактные часы:
30
Программа дисциплины
Аннотация
Курс лекций «Экспериментальные методы современной оптики» основан на последних достижениях экспериментальной физики в областях, сформировавших современную оптику: (1) ультрахолодные и локализованные атомы и молекулы, (2) детектирование и спектроскопия единичных молекулы, (3) классическая, нелинейная и квантовая наноплазмоника. В ходе чтения курса лекций слушателям будут представлены ключевые экспериментальные работы и используемые методы построения эксперимента современной оптики: (1) основные методы, подходы, ключевые эксперименты в области ультрахолодных и локализованных атомов, (2) основные методы, подходы, ключевые эксперименты в области спектроскопии и микроскопии одиночных молекул, (3) основные методы, подходы, ключевые эксперименты в области классической, нелинейной и квантовой наноплазмоники. Курс лекций является основополагающим для понимания уровня возможностей современных экспериментальных методов в области спектроскопии и наноскопии атомов, молекул и металлических наноструктур, определения ключевых параметров экспериментов современной оптики.
Цель освоения дисциплины
- получение фундаментальных знаний в области экспериментальных методов современной оптики, основанных на изучении основополагающих экспериментальных научных работ и использованных подходов в области современной оптики: (1) ультрахолодные и локализованные атомы, (2) одиночные молекулы, (3) классическая, нелинейная и квантовая наноплазмоника.
Планируемые результаты обучения
- Знание основных методов, подходов, ключевых экспериментов, умения определять ключевые параметры экспериментов и умение формулировать, решать задачи, использовать мат. аппарат квантовой механики в областях: (1) ультрахолодные и локализованные атомы, (2) спектроскопия и микроскопии одиночных молекул, (3) классическая, нелинейная и квантовая наноплазмоника;
Содержание учебной дисциплины
- Методы современной оптической микроскопии и имиджинга: микроскопия «светового листа», микроскопия структурированного освещения, интерферометрическая микроскопия светового рассеяния (iSCAT)
- Спектроскопия одиночных хромофорных молекул и её применения
- Микроскопия сверхвысокого пространственного разрешения: методы локализационной микроскопии (STORM, PALM) и нелинейной микроскопии (STED)
- Основы физики и техники высокого и сверхвысокого вакуума
- Однофотонные приемники излучения, корреляционный счет фотонов
- Экспериментальные методы получения ультра-холодных и локализованных атомов
- Практические применения ультра-холодных и локализованных атомов
- Введение в наноплазмонику (локализованные плазмонные резонансы, поверхностные плазмонные волны, среда для распространения плазмонных волн, методы экспериментальной наноплазмоники)
- Классическая наноплазмоника (рассеяние света на единичной плазмонной наночастице, рассеяние света на матрице плазмонных наночастиц, пропускание света через единичное наноотверстие, эффект экстраординарного пропускания света через матрицу наноотверстий, приложения классической наноплазмоники)
- Нелинейная наноплазмоника (принцип Бабине в наноплазмонике, распределение тепла на наноуровне: наночастицы и наноотверстия, нелинейные оптические свойства единичной плазмонной наноструктуры, генерация гармоник, многофотонная люминесценция, приложения нелинейной наноплазмоники)
- Квантовая наноплазмоника (квантование плазмонных волн, квантовые свойства плазмонных волн, единичные квантовые эмиттеры в режиме оптической связи с плазмонными волнами, плазмонные нанолазеры)
