Detail předmětu

Quantum and Laser Electronics

FEKT-NKVEAk. rok: 2015/2016

Úvod do kvantové elektroniky, postuláty kvantové mechaniky, Schrödingerova rovnice, princip neurčitosti. Aplikace kvantové teorie ve statistické termodynamice. Vzájemné působení záření a látky. Speciální vlastnosti laserového záření a podstata funkce laserů. Druhy laserů, jejich vlastnosti a použití (He-Ne laser, He-Cd laser, Ar laser, N2 laser, CO2 laser, excimerové lasery, neodymový laser, barvivové lasery, polovodičové lasery). Detekce laserového záření. Účinky laserového záření na lidský organismus. Využití laserů v lékařství, průmyslu a telekomunikacích. Exkurze do Ústavu přístrojové techniky AV ČR.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Lucie Hudcová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí s kvantovou teorií, statistickou termodynamikou, interakcí záření a látky, speciálními vlastnostmi laserového záření a principem funkce laserů. Získají představu o druzích laserů, jejich parametrech a použití. Seznámí se s účinky laserového záření na lidský organismus a využitím laserů v lékařství, průmyslu a telekomunikacích.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnotí se: 4 domácí úkoly, 2 laboratorních úlohy a 1 individuální projekt. Zkouška má písemnou a ústní část.

Osnovy výuky

Úvod do kvantové elektroniky
Historie kvantové a laserové elektroniky
Základy kvantové a laserové elektroniky
Elementární částice a jejich základní vlastnosti
Schrödingerova rovnice
Statistická termodynamika
Interakce záření a látky
Optické rezonátory
Teorie laserů a LED
Plynové lasery
Pevnolátkové, kapalinové a polovodičové lasery
Aplikace laserové techniky
Budoucnost kvantové a laserové elektroniky

Učební cíle

Seznámit studenty s kvantovou teorií a statistickou termodynamikou. Objasnit interakci záření a látky. Ukázat speciální vlastnosti laserového záření a vysvětlit princip funkce laserů. Uvést druhy laserů, jejich parametry a použití. Rozebrat účinky laserového záření na lidský organismus. Ukázat využití laserů v lékařství, průmyslu a telekomunikacích.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

SALEH, B. E. A., TEICH, M. C. Fundamentals of Photonics. New York: John Wiley & Sons, 1991.

Doporučená literatura

HOUSE,J.E. Fundamentals of Quantum Mechanics, Academic Press, London 1998.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-TIT , 1. ročník, zimní semestr, teoretická nadstavba
    obor MN-EST , 1. ročník, zimní semestr, teoretická nadstavba

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Lucie Hudcová, Ph.D.

Osnova

Úvod do kvantové elektroniky
Historie kvantové a laserové elektroniky
Základy kvantové a laserové elektroniky
Elementární částice a jejich základní vlastnosti
Schrödingerova rovnice
Statistická termodynamika
Interakce záření a látky
Optické rezonátory
Teorie laserů
Plynové lasery
Pevnolátkové, kapalinové a polovodičové lasery
Aplikace laserové techniky
Budoucnost kvantové a laserové elektroniky

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Lucie Hudcová, Ph.D.

Osnova

Měření energetických vlastností záření polovodičového laseru
Měření vlnové délky laserového záření
Měření šířky laserového svazku a poloměru křivosti vlnoplochy laserového svazku
Měření světelné charakteristiky laserové diody a LED
Bezpečnost práce při manipulaci se zdroji laserového záření