Спецкурсы
Твердотельная фотоника и плазмоника
Лектор
Андрей Андреевич Богданов
ИТМО
Старший научный сотрудник
Аннотация
Курс направлен на то, чтобы дать студентам основы современной фотоники и рассмотреть основные практические задачи из этой области. Курс начинается с изучения теории металлических и диэлектрических волноводов и оптических резонаторов. Подробно рассмотрены физические эффекты, лежащие в основе управления электромагнитным излучением. Изучаются методы, позволяющие анализировать захват света в резонаторах и его распространение в простейших волноводных системах. Кроме того, в курсе рассказываются основы теории фотонных кристаллов, теории связанных мод и теории рассеяния, включая задачу Ми.
Программа курса
a:2:{s:4:"TEXT";s:2652:"<ol>
<li><b>Теория волноводов.<br>
</b>Волновод как квантовая яма для фотона. Геометрическая теория волноводов. Плоскопараллельный полый волновод с металлическими обкладками. Плоскопараллельный диэлектрический волновод. Частота отсечки. Асимметричный волновод. Цилиндрические волноводы и оптическое волокно. Сдвиг Гуса — Хенхена. Потери в волноводах. Длина распространения.</li>
<li><b>Теория оптических резонаторов.<br>
</b><i>S</i>-матрица и её свойства. Взаимность. Резонатор Фабри-Перо. Собственные моды. Квазинормальные моды. Добротность и резкость. Резонансное пропускание. Согласование импедансов и поглощение. Резонаторы на модах шепчущей галереи.</li>
<li><b>Фотонные кристаллы. Брэгговский отражатель.<br>
</b><i><b>Т</b></i><b>-матрица. Зонная структура одно-, двух- и трёхмерных фотонных кристаллов.<br>
</b>Запрещённая зона и условие
<li><b>Теория волноводов.<br>
</b>Волновод как квантовая яма для фотона. Геометрическая теория волноводов. Плоскопараллельный полый волновод с металлическими обкладками. Плоскопараллельный диэлектрический волновод. Частота отсечки. Асимметричный волновод. Цилиндрические волноводы и оптическое волокно. Сдвиг Гуса — Хенхена. Потери в волноводах. Длина распространения.</li>
<li><b>Теория оптических резонаторов.<br>
</b><i>S</i>-матрица и её свойства. Взаимность. Резонатор Фабри-Перо. Собственные моды. Квазинормальные моды. Добротность и резкость. Резонансное пропускание. Согласование импедансов и поглощение. Резонаторы на модах шепчущей галереи.</li>
<li><b>Фотонные кристаллы. Брэгговский отражатель.<br>
</b><i><b>Т</b></i><b>-матрица. Зонная структура одно-, двух- и трёхмерных фотонных кристаллов.<br>
</b>Запрещённая зона и условие
Литература
- L. D. Landau, et al. Electrodynamics of continuous media. Vol. 8. Elsevier (2013). [ENG]
- L. D. Landau, and E.M. Lifshitz. The classical theory of fields. (1971). [RUS]
- L. Novotny and B. Hecht. Principles of nano-optics. Cambridge university press (2012). [ENG]
- M. Born and E. Wolf. Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. Elsevier (2013). [ENG]
- J. D. Joannopoulos, et al. Photonic crystals: molding the flow of light. Princeton university press (2011). [ENG]
- K. Sakoda. Optical properties of photonic crystals. Vol. 80. Springer Science & Business Media (2004). [ENG]
- A. W. Snyder and J. Love. Optical waveguide theory. Springer Science Business Media (2012) [ENG]
- M.J. Adams. An introduction to optical waveguides. Vol. 14. New York: Wiley, 1981. [ENG]
- M. L. Gorodetsky, Optical Microresonators with Giant Quality factor (Fizmatlit, Moscow, 2011). [RUS]
- J. D. Jackson, John D. Classical Electrodynamics (3rd ed.). New York: John Wiley & Sons (1999). [ENG]
- Bohren C. F., Huffman D. R. Absorption and scattering of light by small particles. John Wiley Sons, 2008. [ENG]
- «Matthew Schwartz - Lecture 19: Diffraction and resolution» [ENG]
- http://www.gmrt.ncra.tifr.res.in/ joardar/lecHtmlPages/lectures/03-Polarimetry.pdf [ENG]
- https://stepik.org/course/155/syllabus [RUS]
- https://lectoriy.mipt.ru/course/Physics-Optics-09L [RUS]