Sylabus
1. Popis stavů světla a šíření optickými systémy. Polarizace a prostorová modulace světla, Jonesův a Muelerův maticový formalismus, Poincaréova sféra. Elementy difrakční teorie a fourierovské optiky.
2. Interakce světla s hmotou. Šíření světla v homogenním prostředí. Index lomu, koeficient útlumu, vodivost a permitivita. Disperzní vlastnosti materiálů, Kramers-Kronigovy relace. Krystalické a indukované anizotropie. Magnetooptika.
3. Optika rozhraních, tenkých filmů a multivrstev. Fresnelovy a Airyho vzorce odrazu a lomu. Maticový popis šíření světla vrstevnatými strukturami. Periodické multivrstvy a jednorozměrné fotonické krystaly. Objemové a povrchové plazmové oscilace v kovových filmech.
4. Rigorózní elektromagnetický popis světla v nehomogenních prostředích. Teorie vázaných vln periodických struktur. Pravidla rychlé fourierovské faktorizace pro exaktní přepis Maxwellových rovnic do maticové reprezentace vhodné pro počítačové simulace.
5. Analytické aproximace pro speciální případy. Subvlnové, ultratenké, mělké a dlouho-periodné mřížky; periodické struktury vyrobené z průhledných nebo vysoce absorbujících materiálů.
6. Interpretace optické odezvy mřížek, fotonických krystalů a odvozených metamateriálů. Planární, kónická a třírozměrná difrakce na mřížkách. Efektivní index lomu. Spektrální anomálie mřížek. Anizotropie indukované nebo změněné mřížkovou periodicitou; Kerrův a Faradayův jev.
7. Základy fotonických krystalů. Fotonická pásová struktura, fotonický zakázaný pás a vztažené optické vlastnosti. Magneto-fotonika.
8. Aplikace na moderní optická zařízení a metamateriály založené na periodických nanostrukturách. Fotonická zrcadla, vlnovody, vlákna, rezonátory, optické filtry, zařízení založená na negativním indexu lomu.
9. Základní metody experimentálních optických měření. Spektroskopická fotometrie, elipsometrie a magnetooptika. Optická skaterometrie.
Anotace
Přednáška je zaměřená za elektromagnetickou optiku periodických nanostruktur pro práci s fotonickými krystaly a odvozenými fotonickými zařízeními a metamateriály. V první části kurzu bude prezentován matematický popis světla a optických systémů, jako jsou objemové materiály, tenké filmy a mřížky.
Ve druhé části budou ukázány rigorózní a přibližné modely optické odezvy periodických struktur a její interpretace. V závěrečné části budou uvedeny aplikace ve fotonice a základní metody optických experimentů.
Vhodné pro magisterské a doktorské studium.