We use cookies in order to improve the quality and usability of the HSE website. More information about the use of cookies is available here, and the regulations on processing personal data can be found here. By continuing to use the site, you hereby confirm that you have been informed of the use of cookies by the HSE website and agree with our rules for processing personal data. You may disable cookies in your browser settings.

  • A
  • A
  • A
  • ABC
  • ABC
  • ABC
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Regular version of the site

Experimental Methods of Photonics

2024/2025
Academic Year
RUS
Instruction in Russian
6
ECTS credits
Course type:
Compulsory course
When:
1 year, 3, 4 module

Instructor

Программа дисциплины

Аннотация

Фотоника - дисциплина, занимающаяся фундаментальными и прикладными аспектами работы с оптическими сигналами, а также созданием на их базе устройств различного назначения. Фотоника по сути является аналогом электроники, использующим вместо электронов кванты электромагнитного поля — фотоны. То есть, она занимается фотонными технологиями обработки сигналов, что связано с существенно меньшими энергопотерями, а значит имеет бо́льшую возможность миниатюризации. Фотоника охватывает широкий спектр оптических, электрооптических и оптоэлектронных устройств и их разнообразных применений. Области исследований фотоники включают волоконную и интегральную оптику, в том числе нелинейную оптику, физику и технологию полупроводниковых соединений, полупроводниковые лазеры, оптоэлектронные устройства, высокоскоростные электронные устройства. Курс направлен на развитие у магистрантов профессиональных компетенций и навыков самостоятельной исследовательской работы в области фотоники. В рамках курса даются основы теоретического описания свойств света на классическом и квантовом уровне, модельное описание основных эффектов взаимодействия света с веществом, экспериментальная база фотоники и фотонных компонент, методы управления светом, и применения фотоники, включая современные квантовые направления, такие как квантовая коммуникация. На практических занятиях студенты знакомятся с компонентной базой фотоники и экспериментально изучают основные фотонные эффекты, что дополняет теоретическое понимание основных концепций. Кроме того, студенты осваивают работу с современными приборами, такими как сверхпроводниковый детектор одиночных фотонов, и учатся их использовать в конкретных задачах. С помощью методов компьютерной алгебры демонстрируется модельное описание наблюдаемых эффектов и проводятся численные расчеты. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде учета активности студентов в ходе проведения практических занятий и экзамена. Для прохождения курса нужно знание основных законов классической и современной физики; владение простейшими методами решения физических задач и навыками работы с измерительными приборами на уровне бакалавриата МИЭМ.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целями освоения дисциплины «Экспериментальные методы фотоники» являются развитие у магистрантов профессиональных компетенций и навыков самостоятельной исследовательской работы в современных областях фотоники.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Владеет: методикой анализа и использования устройств и компонентов фотоники; навыками освоения большого объема информации.
  • Знает: основные направления создания приборов и устройств фотоники на основе новых материалов; основные понятия квантовой механики; устройство и принцип работы различных оптических элементов, используемых для генерации, регистрации и преобразования излучения; теоретические основы нелинейной оптики, кристаллооптики, волоконной и интегральной оптики.
  • Умеет: делать правильные выводы из сопоставления результатов теории и эксперимента; использовать полученные знания для описания конкретных схем использования приборов квантовой фотоники. Умеет пользоваться своими знаниями для решения фундаментальных и прикладных задач; представлять полученные знания о свойствах приборов и устройств фотоники в научном докладе; представлять полученные знания о компонентах фотоники в научных обсуждениях.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Раздел 1. Физические основы фотоники.
  • Раздел 2. Компоненты фотоники.
  • Раздел 3. Квантовая фотоника.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Практическая работа 3 модуль
  • неблокирующий Практическая работа 4 модуль
  • неблокирующий Экзамен
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • 2024/2025 4th module
    0.25 * Практическая работа 3 модуль + 0.25 * Практическая работа 4 модуль + 0.5 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Когерентная фотоника, Ларкин, А. И., 2007
  • Основы нанооптики, Новотный, Л., 2009
  • Основы оптики, Борн, М., 1970

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Основы микроволновой фотоники, Урик - мл., В. Дж., 2016

Авторы

  • Романова Татьяна Валентиновна
  • Сыч Денис Васильевич
  • Чулкова Галина Меркурьевна