Studijní plány a sylaby FJFI ČVUT v Praze

-

Aktualizace dat: 15.10.2017

english

Navazující magisterské studiumLaserová technika a elektronika
1. ročník
předmět kód vyučující zs ls zs kr. ls kr.

Povinné předměty

Elektrodynamika 1, 212ELDY12 Čtyroký 2+0 z,zk 4+0 z,zk 3 5
Předmět:Elektrodynamika 112ELDY1prof. Ing. Čtyroký Jiří DrSc.2+0 Z,ZK-3-
Anotace:Základy aplikované teorie elektromagnetického pole. Vlnová rovnice, potenciály. Rovinné, válcové a kulové vlny. Vyzařování obecně rozložených zdrojů. Dipóly a multipóly.
Osnova:1. Maxwellovy rovnice pro elektromagnetické pole v homogenním prostředí.
2. Energie elektromagnetického pole v nedisperzním a disperzním prostředí, energetická bilance.
3. Vektorový a skalární potenciál, Hertzovy vektory.
4. Elektrostatické pole. Rozklad na multipóly.
5. Vlnová rovnice, její řešení, zpožděné potenciály.
6. Rovinné, válcové a kulové vlny v homogenním prostředí.
7. Rozvoj válcových a kulových vln v rovinné vlny
8. Elektromagnetické pole obecného rozložení zdrojů
9. Vyzařování elektrického a magnetického dipólu, elektrický kvadrupól
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Prohloubit základy teorie elektromagnetického pole z hlediska jejích aplikací na generování a šíření optického záření v homogenním prostředí.

Schopnosti:
Umět teorii pole využít, zejména pro další studium.
Požadavky:Základní kurs fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:Maxwellovy rovnice, vlnová rovnice, skalární a vektorový potenciál, dipól, multipóly, rovinná vlna, válcové vlny, kulové vlny.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Poznámky z přednášek, podklady na www.ufe.cz/~ctyroky/fjfi/eldyn1

Doporučená literatura:
[2] Stratton, R.A., Teorie elektromagnetického pole. 1961, Praha: SNTL.
[3] Landau, L.D., Lifšic, J. M., L. P. Pitajevskij: Electrodynamics of continuous media, Second edition, 1984, Elsevier, Amsterdam
[4] Bo Thidé: Electromagnetic field theory. http://www.plasma.uu.se/CED/Book/index.html

Předmět:Elektrodynamika 212ELDY2prof. Ing. Čtyroký Jiří DrSc.-4+0 Z,ZK-5
Anotace:Základy elektromagnetické teorie šíření mikrovlnného a optického záření v kovových a dielektrických vlnovodech. Lorentzův-Lorenzův vztah vzájemnosti. Ortogonalita vidů, rozptylová matice a její vlastnosti. Dutinové a otevřené laserové rezonátory, gaussovské svazky. Komplexní frekvence a činitel jakosti rezonátorů. Disperze vlnovodů, její kompenzace v optických vláknech. Kerrovská nelinearita, solitonové šíření v optických vláknech. Periodické struktury, Blochovy vidy, vznik fotonického zakázaného pásu. Povrchový plazmon.
Osnova:1. Základní věty z vektorové analýzy. Maxwellovy rovnice. Vektorový a skalární potenciál, Hertzovy vektory v prostředí beze zdrojů. Okrajové podmínky na rozhraní prostředí.
2. Kovové vlnovody. Vlny vedené mezi dvěma rovnoběžnými vodivými deskami. Válcové vlnovody obecného průřezu. Vidy TE a TM. Ortogonalita vidů, mezní frekvence. Obdélníkový a kruhový vlnovod. Dvouvodičové vedení, vidy TEM . Koaxiální vedení. Vlnovod jako vedení. Základy teorie mikrovlnných obvodů, rozptylová matice.
3. Dutinové rezonátory, vlastní vidy a frekvence, činitel jakosti.
4. Parabolická rovnice, gaussovský svazek, svazky vyšších řádů. ABCD matice. Průchod optickými elementy. Otevřené rezonátory, diagram stability, vidy rezonátoru. Vlastní frekvence, činitel jakosti. Nestabilní rezonátory.
5. Planární dielektrický vlnovod, vlnová teorie,TE a TM módy a jejich vlastnosti. Paprsková teorie mnohovidových vlnovodů, fázový prostor. Akceptance, počet vidů, vedené a vytékající vidy.
6. Základy vlnové teorie optických vláken, vlnová rovnice a její řešení. Klasifikace vidů, konstanty šíření.
7. Disperze mnohovidových a jednovidových vlnovodů, přenosová šířka pásma. Řízení disperze, tvarování impulsů. Vliv kerrovské nelinearity, nelineární Schrödingerova rovnice, vznik solitonu.
8. Šíření vln v periodickém prostředí, Floquetovy-Blochovy vidy. Vznik zakázaného pásu fotonových energií.
9. Povrchový plazmon na rozhraní kov-dielektrikum jako vedená vlna.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Zvládnout teoretické základy šíření elektromagnetických vln ve vlnovodných strukturách.

Schopnosti:
Umět poznatky aplikovat v jiných disciplínách, využívající elektrodynamiku (fyzikální optika, nelineární optika, integrovaná optika, optické komunikace)
Požadavky:Doporučuje se Fyzikální optika 1, Elektrodynamika 1
Rozsah práce:
Kličová slova:vlnovod, vid vlnovodu, konstanta šíření, vid rezonátoru,vlastní frekvence, činitel jakosti, disperze vlnovodu, soliton, Blochův vid, povrchový plazmon
Literatura:Povinná literatura:
[1] Poznámky z přednášek, podklady na www.ufe.cz/~ctyroky/fjfi/eldyn2
[2] Lončar, G., Elektrodynamika I, II. skriptum. 1990, Praha: Ediční středisko ČVUT.

Volitelná literatura:
[1] Stratton, R.A., Teorie elektromagnetického pole. 1961, Praha: SNTL.
[2] Collin, R.E., Field theory of guided waves. second ed. 1991, New York: IEEE Press.
[3] Saleh, B.E.A. and M.C. Teich, Fundamentals of photonics. 1991, New York: J.Wiley.
[4] Kogelnik, H. and T. Li, Laser beams and resonators. Applied Optics, 1966. vol. 5, p. 1550-1567.
[5] Unger, H.-G., Planar optical waveguides and fibres. 1977, Oxford: Clarendon Press.
[6] Cancellieri, G., Single-mode optical fibres. 1991, Oxford: Pergamon Press.
[7] Agrawal, G.P, Nonlinear fiber optics, 3rd edition, 2001, Academic Press.
[8] J.D.Joannopoulos, R.D. Meade, J.N. Winn, Photonic crystals: molding the flow of light. 1995, Princeton
[9] S.G.Johnson, J.D.Joannopoulos, Photonic crystals: the road from theory to practice. 2003, Kluwer
[10] H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings, 1988, Springer.

Fyzikální optika 112FOPT1 Richter, Škereň 3+0 z,zk - - 3 -
Předmět:Fyzikální optika 112FOPT1Ing. Škereň Marek Ph.D.3+0 Z,ZK-3-
Anotace:Přednáška pojednává o základech fyzikální optiky. Systematicky se zabývá šířením optických vln ve vakuu, v izotropním a anizotropním prostředí a na jejich rozhraních. Věnuje se popisu disperze, polarizace a jejímu využití, statistickým vlastnostem polychromatické vlny i základům interference vln - dvouvlnové i vícevlnové intreferenci. V rámci vícevlnové interference si všímá i problematiky tenkých dielektrických vrstev.
Osnova:1.Rekapitulace obecného lineárního kmitání a vlnění při energetickém pojetí zdroje.
2.Šíření optické vlny ve vakuu, základní typy vln (parabolická vlna, gaussovský svazek, besselovské svazky, vlna vyzařujícího dipólu).
3.Šíření optické vlny v izotropním prostředí, vlna v homogenním a nehomogenním prostředí, absorpce a disperze homogenního prostředí, optický rozptyl.
4.Procesy na rozhraní dvou homogenních prostředí ve vektorovém tvaru.
5.Polarizace, popis a polarizační prvky.
6.Šírení optické vlny anizotropním prostředím.
7.Anizotropie krystalu a její využití, dichroismus, optická aktivita, optika kapalných krystalů.
8.Polychromatická vlna a její statistické vlastnosti, koherence druhého řádu, interferenční zákon, statistické projevy polarizace.
9.Interference světla - dvouvlnová a vícevlnová.
10.Tenké optické vrstvy - metody analýzy a aplikace.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
získat poznatky z oblasti fyzikální optiky, jak teoretické, tak praktické, v návaznosti na předchozí elektrodymamické základy.

Schopnosti:
orientace v dané problematice, schopnost vytvoření nadhledu, praktická aplikace a porozumění základním optickým principům.
Požadavky:Základní bakalářské technické vzdělání.
Rozsah práce:
Kličová slova:Optická vlna, gaussovský svazek, besselovský svazek, vyzařující dipól, izotropní prostředí, anizotropní prostředí, vektor polarizace, absorpce, disperze, polarizace, dichroismus, optická aktivita, polychromatická vlna, interferenční zákon, optická koherence, interference světla, dvouvlnová interference, vícevlnová interference, tenké optické vrstvy.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Fiala P., Richter I.: Fyzikální optika. Skriptum FJFI, Praha 2004.
[2] Elektronické texty na webu: optics.fjfi.cvut.cz

Volitelná literatura:
[3] Born M., Wolf E.: Principles of Optics. Pergamon Press, London, 1993 (sixth edition).
[4] Saleh B.E.A., Teich M.C.: Fundamentals of Photonics. J. Wiley, New York, 1991; (český překlad: Základy fotoniky. Matfyzpress, Praha 1995.)
[5] Hecht E., Zajac A.: Optics. Addison Wesley, London 1987 (second edition).
[6] Lipson S.G., Lipson H., Tannhauser D.S.: Optical Physics. Cambridge University Press, New York 1995 (third edition).
[7] Perina J.: Teorie koherence. SNTL, Praha 1974.
[8] Knittl Z: Optics of Thin Films. John Wiley and Sons, London 1976.
[9] Stratton J.A.: Teorie elektromagnetického pole. SNTL, Praha, 1961.
[10] Sedlák B., Stoll I.: Elektrina a magnetismus. Akademia, Karolinum, 1993.
[11] Vrbová M. a kol.: Lasery a moderní technologie. Prometheus, 1994.


Nelineární optika12NLOP Richter - - 3+1 z,zk - 5
Předmět:Nelineární optika12NLOPdoc. Dr. Ing. Richter Ivan-3+1 Z,ZK-5
Anotace:Přednáška pojednává o úvodních i pokročilejších partiích nelineární optiky, jak z klasického tak kvantového (poloklasického) pohledu. Navazuje na předchozí kursy Fyzikální optiky. Z klasického pohledu pozornost věnuje interakčním optickým procesům v dielektrickém prostředí, vektoru polarizace a mikroskopickému pohledu na vektor polarizace. Dále se zaměřuje na disperzní vlastnosti nelineárních susceptibilit (nelinearita 2. řádu pro necentrosymetrická prostředí a nelinearita 3. řádu pro centrosymetrická prostředí) a na symetrie tenzoru nelineární susceptibility. Z kvantového (poloklasického) pohledu pozornost dále věnuje odvození lineární, kvadratické a kubické susceptibility, specialně pak diskutuje rezonanční proces ve dvouhladinovém prostředí. Diskutují se zákony zachování, Manley-Roweovy vztahy, fázový synchronismus a jeho typy. Prednáška dále odděleně diskutuje třívlnový proces, generaci druhé harmonické, generaci součtových a rozdílových frekvencí, čtyřvlnový proces, optický Kerrův jev, generaci třetí harmonické. Soustřeďuje se na indukované změny indexu lomu, samofokuzační a automodulační procesy, elektrooptický a fotorefraktivní jev, na procesy nelineárního rozptylu světla, optickou fázovou konjugaci, na nelineární absorpční jevy a na nelineární jevy krátkých impulzů. Prednáška je zakončena prehledem aplikací vybraných nelineárně optických jevů.
Osnova:1. Úvod - aproximace nelineárních systémů lineárními vztahy.
2. Vynucené kmitání nelineárních systémů, lineární a nelineární vlna v neomezeném prostředí.
3. Helmholtzova vlnová rovnice vázaných vln, mikroskopický pohled na vektor polarizace: polarizovatelnost prostředí.
4. Susceptibilita v klasickém pojetí, nelinearita 2. řádu, nelinearita 3. řádu.
5. Projevy obecných zákonitostí symetrie tenzoru nelineární susceptibility.
6. Susceptibilita v kvantovém pojetí, lineární, kvadratická a kubická susceptibilita, nelineární rezonanční proces.
7. Nerezonanční vazba vln v nelineárním prostředí, Manley-Roweovy vztahy, fázový synchronizmus a jeho typy.
8. Třívlnový proces s nelineritou 2. řádu, čtyřvlnový proces s nelinearitou 3. řádu.
9. Nelinearitami indukované změny indexu lomu, samofokuzační procesy, prostorový a časový soliton.
10. Elektrooptický jev, fotorefraktivní jev, dvouvlnová a čtyřvlnová interakce ve fotorefraktivním prostředí.
11. Procesy nelineárního rozptylu světla, klasifikace rozptylu, fyzika Ramanova a Brillouinova rozptylu.
12. Optická fázová konjugace, holografický model konjugace, fázová konjugace generovaná nelineárními procesy.
13. Nelineární absorpční jevy, rozšíření spektrální čáry, saturovatelná absorpce, dvoufotonová absorpce.
14. Nelineární jevy krátkých impulzů, nelineární Schrödingerova rovnice, samozaostřování impulzu.
15. Aplikace vybraných nelineárně optických jevů.
Osnova cvičení:1. Zobecnění komplexní symboliky, ekvivalence komplexní symboliky a klasického přístupu.
2. Mechanická analogie nelineárních rovnic - kyvadlo s velkou výchylkou.
3. Problematika Helmholtzovy rovnice vázaných vln, aplikace pro systémy s nelinearitou 2. a 3. řádu.
4. Anizotropní materiály - koeficienty tenzoru nelineární susceptibility.
5. Praktické pojetí Manley-Roweových vztahů.
6. Rozdíl mezi samofokusací a samovedením; rovnice solitonů.
7. Elektrooptický jev - příčný, vyššího řádu, fotorefraktivní jev.
8. Nelineární rozptyly.
Cíle:Znalosti:
Základní i pokročilé znalosti z oblasti nelineární optiky, jejích metod a postupech, jak teoretických, tak praktických, v návaznosti na předchozí znalosti z fyzikální optiky.

Schopnosti:
Orientace v problematice nelineární optiky, schopnost vytvoření nadhledu, praktické aplikace a porozumění základním fyzikálním jevům, principům a jejich aplikace v praxi.
Požadavky:Absolvování kurzu 12FOPT1 či jeho ekvivalentu.
Rozsah práce:
Kličová slova:Nelineární optické prostředí, vektor polarizace, susceptibilita, polarizovatelnost prostředí, parametrická vazba, rezonanční vazba, Manley-Roweovy vztahy, fázový synchronismus, třívlnová a čtyřvlnová interakce, generace druhé a třetí harmonické, generace součtových a rozdílových frekvencí, samofokuzační a automodulační jev, soliton, elektrooptický jev, fotorefraktivní jev, Ramanův a Brillouinův rozptyl, optická fázová konjugace, nelineární absorpce, optická bistabilita, optické limitování.
Literatura:Povinná literatura
[1] P. Fiala, I. Richter, Nelineární optika, Skriptum FJFI ČVUT, 2009.
[2] R.W. Boyd, Nonlinear Optics, 2nd edition, Academic Press, London, 2003.

Doporučená literatura:
[3] B.E.A. Saleh, M.C. Teich, Fundamentals of Photonics, J. Wiley & Sons, 1991.
[4] G.S. He, S.H. Liu, Physics of Nonlinear Optics, Word Scientific, Singapore, 1999.
[5] R.L. Sutherland, Handbook of Nonlinear Optics, 2nd edition, Dekker, 2003.

Kvantová elektronika12KVEN Richter 3+1 z,zk - - 5 -
Předmět:Kvantová elektronika12KVENdoc. Dr. Ing. Richter Ivan3+1 Z,ZK-5-
Anotace:Přednáška pojednává o základech kvantové elektroniky. Zabývá se nejprve Diracovou symbolikou a popisem kvantových soustav v rámci této symboliky. Dále pracuje s čistými a smíšenými stavy, statistickým operátorem a jeho vlastnostmi, včetně dynamiky pomocí kvantové Liouvillovy rovnice. Zavádí kromě Schrödingerova i Heisenbergův a Diracův formalizmus popisu dynamického vývoje kvantové soustavy. Pozornost věnuje časovému vývoji kvantového systému (pomocí evolučního operátoru) a stacionární i nestacionární poruchové teorii, včetně poloklasické teorie interakce kvantové soustavy s klasickým polem. Přednáška se dále zabývá kvantováním elektromagnetického pole a základy kvantové elektrodynamiky. Pozornost je věnována Fockovým kvantovým stavům světla a zejména stavům koherentním, jejich vlastnostem a specifikům, kvantovému popisu optického záření, zavádí se kvazidistribuční a charakteristické funkce. Součástí přednášky jsou pravidelná cvičení (dle rozpisu) s praktickými příklady.
Osnova:1. Úvod. Kvantová elektronika a optika. Diracova symbolika, základy operátorové algebry.
2. Čisté a smíšené stavy, projektory, statistický operátor.
3. Vlastnosti a příklady statistických operátorů, kvantová Liouvillova rovnice. Redukovaný statistický operátor.
4. Schrödingerův, Heisenbergův a Diracův (interakční) formalizmus popisu dynamického vývoje.
5. Časový vývoj kvantového systému, evoluční operátor.
6. Stacionární a nestacionární poruchová teorie.
7. Nestacionární poruchová teorie pro evoluční a statistický operátor, příklady poruch: konstantní, harmonická.
8. Poloklasická teorie interakce kvantové soustavy s klasickým polem, Bohrova frekvence přechodu.
9. Kvantování elektromagnetického pole, lineární harmonický oscilátor - kvantování, operátory polí.
10. Základy kvantové elektrodynamiky. Hamiltonián atomu v elektromagnetickém poli.
11. Koherentní stavy elektromagnetického pole - vlastnosti, operátor posuvu, jednomódové a mnohomódové pole,
12. Srovnání kvantových a klasických stavů, klasické a neklasické kvantové stavy, generace koherentních stavů.
13. Kvantový popis optického záření, reprezentace kvantových stavů světla ve fázovém prostoru.
Osnova cvičení:Praktické příklady a výpočty vybraných problémů v oblastech:
1. Diracova symbolika, popis kvantových soustav v rámci této symboliky.
2. Základy operátorové algebry, Baker-Hausdorffova identita, stopa operátorů.
3. Projektory, příklady statistického operátoru, kvantová Liouvillova rovnice.
4. Schrödingerův, Heisenbergův a Diracův formalizmus.
5. Časový vývoj kvantového systému, aplikace nestacionární poruchová teorie, poruchové rozvoje.
6. Algebra bosonových operátorů.
7. Kvantování elektromagnetického pole, lineární harmonický oscilátor - kvantování.
8. Základy kvantové elektrodynamiky - střední hodnoty operátorů pole, komutátory polních operátorů.
9. Koherentní stavy elektromagnetického pole - vlastnosti, operátor posuvu, relace úplnosti, kvazidistribuce.
Cíle:Znalosti:
Základní i pokročilé znalosti z oblasti kvantové elektroniky, jejích metodách a postupech, jak teoretických, tak praktických, v návaznosti na předchozí základy kvantové mechaniky.

Schopnosti:
Orientace v problematice kvantové elektroniky, schopnost vytvoření nadhledu, praktická aplikace a porozumění základním principům kvantové elektroniky a jejich aplikace v praxi.
Požadavky:Předpokladem pro studium předmětu je absolvování předmětu Kvantová mechanika (02KVAN), resp. ekvivalentního kurzu zákaldů kvantové teorie.
Rozsah práce:
Kličová slova:Diracův formalizmus kvantového popisu, čisté a smíšené stavy, statistický operátor, Schrödingerův, Heisenbergův a Diracův formalizmus, časový vývoj, stacionární a nestacionární poruchová teorie, poloklasická teorie interakce, absorpce a stimulované emise, kvantované elektromagnetické pole, anihilační a kreační operátor, Fokovy a koherentní kvantové stavy, kvazidistribuční funkce, Glauber-Sudarshanova reprezentace.
Literatura:Povinná literatura
[1] W. H. Louisell: Quantum statistical properties of radiation, J. Wiley & Sons, London, 1973.
[2] L. Mandel, E. Wolf: Optical coherence and quantum optics, Cambridge University Press, 1995.

Doporučená literatura:
[3] J. Formánek, Úvod do kvantové teorie, Academia, 1983.
[4] C. C. Tannoudji, J.D. Roc, G. Grynberg, Photons and atoms - introduction to quantum electrodynamics, Atom-photon interactions - basic processes and applications, J. Wiley & Sons, New York, 2003.

Fyzika pevných látek11FYPL Jelínek, Zajac 4+0 z,zk - - 4 -
Předmět:Fyzika pevných látek11FYPLIng. Jelínek Pavel PhD. / doc. Ing. Zajac Štefan CSc.4+0 Z,ZK-4-
Anotace:Výklad mikroskopické podstaty fyzikálních vlastností pevných látek. Předmět je určen především posluchačům zaměření fyzikální elektronika.
Osnova:1. Základy kvantové teorie pevných látek.
2. Vazební síly a kmity atomů v pevných látkách.
3. Struktura a vlastnosti krystalů.
4. Mřížkové poruchy.
5. Difúze v pevných látkách.
6. Fyzika kovů a slitin.
7. Fyzika dielektrik.
8. Fyzika polovodičů.
9. Magnetické vlastnosti pevných látek.
10. Rentgenová, neutronová a elektronová difrakce.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Základy fyziky pevných látek.

Schopnosti:
Mikroskopické vysvětlení strukturních, mechanických, tepelných, elektrických, magnetických a optických vlastností pevných látek.
Požadavky:Základy kvantové mechaniky a statistické fyziky.
Rozsah práce:
Kličová slova:Kovy, dielektrika, polovodiče, vlastnosti pevných látek.
Literatura:Povinná literatura:
[1]. Kraus I., Frank H., Kratochvílová I.: Úvod do fyziky pevných látek. Vydavatelství ČVUT, Praha 2001.

Doporučená literatura:
[2]. Kittel C. : Úvod do fyziky pevných látek, Academia Praha 1985.

Fyzika laserů12FLA Šulc - - 4 z,zk - 4
Předmět:Fyzika laserů12FLAIng. Šulc Jan Ph.D.-4 Z,ZK-4
Anotace:Odvozuje zákonitosti chování jak laserového aktivního prostředí, tak laserů různých typů z obecných principů kvantové statistické fyziky.
Osnova:1. Fyzikální model laseru - laser jako uzavřený systém, Liouvilleova rovnice
2. Kvantová teorie tlumení - řídící rovnice pro evoluci tlumené kvantové soustavy
3. Poloklasická teorie interakce záření s prostředím - odezva dvouhladinového rezonančního prostředí, výchozí rovnice pro poloklasický popis
4. Šíření stacionárních signálů, disperzní vlastnosti rezonančního prostředí
5. Poloklasický popis šíření optických impulzů - nekoherentní a koherentní šíření impulzů, aproximace rychlostních rovnic
6. Dynamika laserů v aproximaci rychlostních rovnic - laser s krátkým rezonátorem, rychlostní rovnice
7. Dynamika Q-spínání, lasery bez zrcadel
8. Spektrální vlastnosti laserového záření -přitahování frekvencí, záření laseru v případě homogenního a nehomogenního rozšíření čáry
9. Generace krátkých impulzů - zjednodušený popis záření laseru se synchronizovanými módy, komprese, zesilování a tvarování impulzu
10. Kvantový popis obecných systémů - kvazidistribuční funkce pro popis stavu elektromagnetického pole, časový vývoj kvazidistribuční funkce
11. Fokkerova-Planckova rovnice pro atom a tlumený harmonický oscilátor
12. Kvantová teorie laseru - Fokkerova-Planckova rovnice pro laserový systém
13. Řešení Fokkerovy-Planckovy rovnice pro laser v aproximaci Van der Polova oscilátoru
Osnova cvičení:1.-4. Početní cvičení - Evoluce statistického operátoru, poruchová teorie, řídící rovnice, tlumený harmonický oscilátor, rovnice poloklasiké teore laseru
5.-6. Referáty - Přelaďování laseru, soliton
7. TEST č. 1
8.-9. Referáty - Q-spínání, X-ray laser, ASE, modelocking
11.-12. Početní cvičení - Focker-Planckova rovnice, kvantová teorie laseru
13. TEST č.2
Cíle:Znalosti:
Seznámit se s teoretickými základy činnosti laserového generátoru s využitím poloklasického a plně kvantového popisu interakce rezonančního záření s látkou.

Schopnosti:
Dokázat teoretické závěry aplikovat na praktické úlohy z fyziky laserů jako je popis činnosti laseru s krátkým rezonátorem, generace gigantických impulzů v režimu Q-spínání a na koherentní šíření impulzů.
Požadavky:Znalosti kvantové mechaniky (základní rovnice a principy, statistický operátor, poruchová teorie, lineární harmonický oscilátor, kvantový popis optického záření), elektrodynamiky a základů laserové techniky
Rozsah práce:Dva zápočtové testy v průběhu semestru. Vypracování referátu na zvolené téma z oboru a jeho prezentace v rámci cvičení.
Kličová slova:Laser, poloklasická teorie interakce rezonančního záření s prostředím, šíření impulzů, režim volné generace, Q-spínání, kvantová teorie laseru.
Literatura:Povinná literatura:
[1] M. Vrbová, J. Šulc: Interakce rezonančního záření s látkou, Skriptum ČVUT, Praha, 2006

Doporučená literatura:
[2] W. H. Louisell: Quantum statistical properties of radiation, John Wiley and Sons, New York, 1973
[3] M. Vrbová: Kvantová teorie koherence, Skriptum ČVUT, Praha, 1997.
[4] B. E. A. Saleh and M. C. Teich, Základy fotoniky - 3.díl, Matfyzpress, Praha, 1995
[5] B. Kvasil, Teoretické základy kvantové elektroniky, Academia, Praha, 1983.

Otevřené rezonátory12ORE Kubeček 2+1 z,zk - - 3 -
Předmět:Otevřené rezonátory12OREprof. Ing. Kubeček Václav DrSc.2+1 Z,ZK-3-
Anotace:Elektromagnetické pole-Geometrická optika. Otevřené rezonátory a přenosové matice. Vlnová optika. Huygensův princip a Kirchhoffův integrál. Gaussovské svazky v jednodimenzionálních optických systémech, Momenty intenzity pro popis a šíření svazků. Kvalita obecných svazků. Další charakteristiky svazků.Difrakční teorie otevřených rezonátorů.Fabry-Perotův interferometr. Optické dielektrické vrstvy.Pasivní otevřené rezonátory. Stabilní rezonátory neomezené.Stabilní rezonátory omezené aperturami.Citlivost rezonátoru na rozladění. Rezonátory na hranicích stability.Nestabilní rezonátory. Nestabilní rezonátory se zrcadly s proměnnou reflektivitou. Rezonátory obsahující čočky a polarizační elementy. Otevřené rezonátory s aktivním prostředím se ziskem.Vliv zisku na módovou strukturu a ztráty ve stabilních a nestabilních rezonátorech.
Osnova:1.Elektromagnetické pole-Geometrická optika. Otevřené rezonátory a přenosové matice.
2. Vlnová optika. Huygensův princip a Kirchhoffův integrál.
3. Gaussovské svazky v jednodimenzionálních optických systémech
4. Momenty intenzity pro popis a šíření svazků. Kvalita obecných svazků. Další charakteristiky svazků.
5. Difrakční teorie otevřených rezonátorů.
6. Fabry-Perotův interferometr. Optické dielektrické vrstvy.
7. Pasivní otevřené rezonátory. Stabilní rezonátory neomezené.
8. Stabilní rezonátory omezené aperturami.Citlivost rezonátoru na rozladění. Rezonátory na hranicích stability.
9.Nestabilní rezonátory.
10. Nestabilní rezonátory se zrcadly s proměnnou reflektivitou. Rezonátory obsahující čočky a polarizační elementy.
11.Otevřené rezonátory s aktivním prostředím se ziskem
12.Vliv zisku na módovou strukturu a ztráty ve stabilních a nestabilních rezonátorech.
Osnova cvičení:Jsou řešeny příklady vztahující se k obsahu jednotlivých přednášek-viz osnova přednášky.
Cíle:Znalosti:
šíření optických (laserových) svazků a typických otevřených rezonátorů používaných v laserech.

Schopnosti:
analyzovat a navrhnout laserový rezonátor a transformační optiku pro danou konkrétní aplikaci využívající laseru
Požadavky:Absolvovani kurzu 12LT1,12LT2
Rozsah práce:
Kličová slova:šíření optických svazků, charakterizace optických svazků, otevřené rezonátory
Literatura:Povinná literatura:
[1]V. Kubecek-materialy k prednasce 12ORE, http://people.fjfi.cvut.cz/kubecvac

Doporučená literatura:
[2] N. Hodgson, H. Weber " Laser Resonators and Beam Propagation" (Fundamentals, Advanced Concepts And Applications), Second Edition, Springer 2005.
[3] B.E.A. Saleh a M.C. Teich, "Základy fotoniky". Matfyzpress, Praha 1994
[4] M.Vrbová a kolektiv, Oborová encyklopedie "Lasery a moderní optika", Prometheus, Praha 1994

Pevnolátkové, diodové a barvivové lasery12PDBL Jelínková, Kubeček - - 2+0 z,zk - 2
Předmět:Pevnolátkové, diodové a barvivové lasery12PDBLprof. Ing. Jelínková Helena DrSc. / prof. Ing. Kubeček Václav DrSc.-2+0 Z,ZK-2
Anotace:Aktivátory pevnolátkových laserů. Ramanovské lasery, up-konverzní lasery, generace druhé harmonické. Barvivové lasery. Optický parametrický oscilátor. Diodové lasery, výkonové diodové lasery, VECSEL, laditelne diodové lasery.

Osnova:Pevnolátkové lasery-vymezení pojmu.
Aktivátory pevnolátkových laserů. Ionty přechodových kovů, lanthanoidy, actinoidy.
Matrice pevnolátkových laserů - uspořádaná a neuspořádaná struktura.
Ramanovské lasery
Up-konverzní lasery, generace druhé harmonické
Optické parametrické oscilátory
Barvivové lasery I,II
Polovodičové lasery - základní pojmy.
Výkonové diodové lasery a lasery pro buzené pevnolátkových laserů.
Polovodičové lasery VECSEL
Metody zužování spektra a přeladitelné diodové lasery


Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Rozšíření přehledu pevnolátkových, barvivových a diodových-polovodičových laserů.

Schopnosti:
Struktura aktivátorů pevnolátkových laserů, určení vhodného aktivátoru a matrice pro daný problém, určení nových typů barvivových laserů,výsvětlení polovodičových laserů
Požadavky:Úvod do laserové techniky, Laserová technika 1, 2

Rozsah práce:Zpracování referátu na téma "Nové pevnolátkové, barvivové nebo diodové lasery" (výběr z možných návrhů); 3-5 stran textu.
Předesení referátu (presentace - 3-5 min; forma - power point, Latex, pdf)

Kličová slova:Prvky vzácných zemin, lanthanoidy, aktinoidy, VECSEL lasery

Literatura:Povinná literatura:
[1]A. A. Kaminskii, Laser crystals and ceramics: recent advances, Laser & Photon. Rev. 1, No. 2, 93-177 (2007)
[2]H.Jelínková, Pevnolátkové a barvivové lasery, přednášky
[3] V.Kubeček,-materiály k přednášce PDBL, http:people.fjfi.cvut.cz/kubecvac

Doporučená literatura:
[4]Tunable laser handbook, Kap. 5, Dye lasers
[5] B.E.A. Saleh a M.C. Teich, "Základy fotoniky". Matfyzpress, Praha 1994



Měřicí metody elektroniky a optiky12MMEO Pína - - 2+0 zk - 2
Předmět:Měřící metody elektroniky a optiky12MMEOdoc. Ing. Pína Ladislav DrSc.-2+0 ZK-2
Anotace:Predmet pojednává o vybranych merících metodách fyzikální elektroniky a optiky zahrnujících typická merení svazku fotonu a iontu pri experimentech v moderních fyzikálních laboratorích.
Jmenovite: Merení extrémne malych elektrickych proudu. Merení extrémne nízkych intensit svetla. Synchronní detekce a vrátkované integrátory. Merení extrémne vysokych intensit svetla. Nanosekundová a pikosekundová impulsní technika. Merení nanosekundovych, pikosekundovych a femtosekundovych impulsu. Detekce v IR, UV, XUV, SXR, XR a HXR oblastech zárení. Mnohokanálová analyza. Spektrometrie zárení. Merení rychlosti, hmotnosti a stupne ionisace svazku nabitych cástic. Merení extrémne velkych elektrickych proudu a magnetickych polí. Téz je zahrnuto zobrazování a metrologie mikro a nano objeku spolu s charakterizací optickych ploch.
Osnova:Předmět pojednává o vybraných měřících metodách fyzikální elektroniky a optiky zahrnujících typická měření svazku fotonu a iontu při experimentech v moderních fyzikálních laboratořích.
Jmenovitě: Měření extrémně malých elektrických proudů. Měření extrémně nízkých intensit světla. Synchronní detekce a vrátkované integrátory. Měření extrémně vysokých intensit světla. Nanosekundová a pikosekundová impulsní technika. Měření nanosekundových, pikosekundových a femtosekundových impulsů. Detekce v IR, UV, XUV, SXR, XR a HXR oblastech záření. Mnohokanálová analýza. Spektrometrie záření. Měření rychlosti, hmotnosti a stupně ionisace svazku nabitých částic. Měření extrémně velkých elektrických proudů a magnetických polí. Též je zahrnuto zobrazování a metrologie mikro a nano objektu spolu s charakterizací optických ploch.
Osnova cvičení:Návrh bolometru pro vybrané aplikace. Návrh obvodu pro měření velkých impulsních proudů.
Cíle:Znalosti:
Seznámení se s moderními měřícími metodami ve fyzikální elektronice a optice

Schopnosti:
Aplikace moderních metod v laboratorní praxi
Požadavky:Základní přednášky z matematiky a fyziky, atomové fyziky, elektřiny a magnetismu, teorie elmag pole, optiky a elektronických obvodů.
Rozsah práce:Příklady výpočtů pro vybrané aplikace a testy.
Kličová slova:Extrémně slabé a extrémně silné signály. Nano, piko, femto metrologie v mechanice, fotonice a elektronice. Interakce elektronových, iontových a rtg. svazků s látkou.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Jar. Pavel: Elektronika

Doporučená literatura:
[1] Wolfe W.L.: Introduction to Imaging Spectrometers

Elektronika 312EL3 Pavel 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Elektronika 312EL3Ing. Pavel Jaroslav2+0 ZK-2-
Anotace:Cílem přednášky je získat rozšířené poznatky v oblastech optoelektroniky, výkonových polovodičových prvků a impulsní techniky. Přednáška je zaměřena zejména na optoelektronické prvky a systémy , tranzistory pro velké výkony, napěťové a proudové napájecí zdroje, střídače, filtry, čtyřpóly, úplnou matici, pasivitu a aktivitu lineárních obvodů, potenciální nestabilitu aktivních obvodů, S-parametry, Smithův diagram, konstrukci zesilovačů a oscilátorů na vyšších frekvencích, vzorkovací osciloskop, časovou reflektometrii, měření spínacích a vypínacích dob diod a tranzistorů a na generaci velmi krátkých impulzů a vysokonapěťových impulzů.
Osnova:Optoelektronické prvky a systémy , tranzistory pro velké výkony, napěťové a proudové napájecí zdroje, střídače, filtry, čtyřpóly, úplná matice, pasivita a aktivita lineárních obvodů, potenciální nestabilita aktivních obvodů, S-parametry, Smithův diagram, konstrukce zesilovačů a oscilátorů na vyšších frekvencích, vzorkovací osciloskop, časová reflektometrie, měření spínacích a vypínacích dob diod a tranzistorů, generace velmi krátkých impulzů. vysokonapěťových impulzů.
Podrobrý časový rozpis jednotlivých přednášek je na této adrese:
http://kfe.fjfi.cvut.cz/~pavel/cz/12EL3.htm
Osnova cvičení:není
Cíle:Znalosti:
Cílem přednášky je získat rozšířené poznatky v oblastech optoelektroniky, výkonových polovodičových prvků a impulsní techniky.

Schopnosti:
Schopnost aplikace nabytých znalostí ve výše uvedených oblastech.
Požadavky:Základní znalosti elektroniky, absolvování nebo souběžné studium předmětu Základy elektroniky nebo jeho ekvivalentu.
Rozsah práce:není
Kličová slova:LED, PIN, CCD, HEXFET, IGBT, elektrické zdroje, filtry, RF zesilovače, RF oscilátory
Literatura:Povinná literatura:
[1] Jaroslav Resl,Teorie lineárních obvodů,skripta,vyd.ČVUT,Praha

Doporučená literatura:
[1] B.E.A.Saleh, M.C.Teich,Základy fotoniky,matfyzpress,1994

Praktikum z elektroniky 1, 212EP12 Pavel 0+2 kz 0+2 kz 3 3
Předmět:Praktikum z elektroniky 112EP1prof. Ing. Procházka Ivan DrSc.0+2 KZ-3-
Anotace:Cílem praktika je získat základní dovednosti v elektronice a naučit se samostatné práci na problému, formulaci úlohy a prezentaci výsledků.
Osnova:1.Pravidla pro práci v praktiku
2.Pulsní generátor a osciloskop
3.Zapojení integrovaného obvodu MA7805 jako zdroje napětí a zdroje proudu
4.Vlastnosti polovodičových prvků
5.Tranzistorový zesilovač
6.Záporná zpětná vazba v zapojení s operačním zesilovačem MAA741
Osnova cvičení:1.Pravidla pro práci v praktiku
2.Pulsní generátor a osciloskop
3.Zapojení integrovaného obvodu MA7805 jako zdroje napětí a zdroje proudu
4.Vlastnosti polovodičových prvků
5.Tranzistorový zesilovač
6.Záporná zpětná vazba v zapojení s operačním zesilovačem MAA741
Cíle:Znalosti:
Cílem předmětu je prohloubit znalosti z elektroniky.

Schopnosti:
Cílem předmětu je získání schopnosti řešit samostatně úkoly praktické elektroniky.
Požadavky:Základní znalosti elektroniky, absolvování nebo souběžné studium předmětu Základy elektroniky nebo jeho ekvivalentu.
Rozsah práce:Každá dílčí úloha (5 úloh za semestr) končí samostatným vypracováním protokolu.
Náležitosti protokolu, kriteria hodnoceni a vzorový protokol viz.
http://kfe.fjfi.cvut.cz/~blazej/cz/vyu/12ep12/index.html
Protokol je hodnocen na začátku příštího praktika individuálně s každým studentem.
Kličová slova:Praktikum, elektronika, experiment
Literatura:Povinná literatura:
[1] http://kfe.fjfi.cvut.cz/~blazej/cz/vyu/12ep12/index.html

Doporučená literatura:
[2] J. Pavel, J. Resl, Elektrotechnika I, II, skripta, vyd.
ČVUT, Praha, 1998, http://kfe.fjfi.cvut.cz/~pavel

Studijní pomůcky:
[3] Učebna elektronického praktika, Trojanova

Předmět:Praktikum z elektroniky 212EP2prof. Ing. Procházka Ivan DrSc.-0+2 KZ-3
Anotace:Cílem praktika je získat základní dovednosti v elektronice a naučit se samostatné práci na problému, formulaci úlohy a prezentaci výsledků.
Osnova:1.Pravidla pro práci v praktiku
2.Pulsní generátor a osciloskop
3.Zapojení integrovaného obvodu MA7805 jako zdroje napětí a zdroje proudu
4.Vlastnosti polovodičových prvků
5.Tranzistorový zesilovač
6.Záporná zpětná vazba v zapojení s operačním zesilovačem MAA741
Osnova cvičení:1.Pravidla pro práci v praktiku
2.Pulsní generátor a osciloskop
3.Zapojení integrovaného obvodu MA7805 jako zdroje napětí a zdroje proudu
4.Vlastnosti polovodičových prvků
5.Tranzistorový zesilovač
6.Záporná zpětná vazba v zapojení s operačním zesilovačem MAA741
Cíle:Znalosti:
Cílem předmětu je prohloubit znalosti z elektroniky.

Schopnosti:
Cílem předmětu je získání schopnosti řešit samostatně úkoly praktické elektroniky.
Požadavky:Základní znalosti elektroniky, absolvování nebo souběžné studium předmětu Základy elektroniky nebo jeho ekvivalentu.
Rozsah práce:Každá dílčí úloha (5 úloh za semestr) končí samostatným vypracováním protokolu.
Náležitosti protokolu, kriteria hodnoceni a vzorový protokol viz.
http://kfe.fjfi.cvut.cz/~blazej/cz/vyu/12ep12/index.html
Protokol je hodnocen na začátku příštího praktika individuálně s každým studentem.
Kličová slova:Praktikum, elektronika, experiment
Literatura:Povinná literatura:
[1] http://kfe.fjfi.cvut.cz/~blazej/cz/vyu/12ep12/index.html

Doporučená literatura:
[2] J. Pavel, J. Resl, Elektrotechnika I, II, skripta, vyd.
ČVUT, Praha, 1998, http://kfe.fjfi.cvut.cz/~pavel

Studijní pomůcky:
[3] Učebna elektronického praktika, Trojanova

Výzkumný úkol 1, 212VULT12 Jelínková 0+6 z 0+8 kz 6 8
Předmět:Výzkumný úkol 112VULT1prof. Ing. Jelínková Helena DrSc.----
Anotace:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova cvičení:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Cíle:Znalosti:
Individuální tématika podle zadání práce.

Schopnosti:
Samostatná práce na zadaném úkolu, orientace v dané problematice, sestavení vlastního odborného textu.
Požadavky:Dle zadání práce.
Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:
Literatura:Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.

Předmět:Výzkumný úkol 212VULT2prof. Ing. Jelínková Helena DrSc.----
Anotace:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova cvičení:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Cíle:Znalosti:
Individuální tématika podle zadání práce.

Schopnosti:
Samostatná práce na zadaném úkolu, orientace v dané problematice, sestavení vlastního odborného textu.
Požadavky:Dle zadání práce.
Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:
Literatura:Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.

Volitelné předměty

Statistická optika12SOP Richter 2+0 z,zk - - 2 -
Předmět:Statistická optika12SOPdoc. Dr. Ing. Richter Ivan-2+0 Z,ZK-2
Anotace:Přednáška pojednává o základech i pokročilejších partiích klasické statistické optiky. Zabývá se zejména statistickými vlastnostmi záření z pohledu klasické teorie koherence. Rekapituluje základy teorie pravděpodobnosti a statistiky, náhodné proměnné a stochastické procesy, dále pojmy komplexního analytického signálu a kvazimonochromatického signálu. Pozornost zejména věnuje klasické skalární teorii koherence 2. řádu (elementární koncepty a definice, koherenční doba, plocha a objem, časové a spektrální korelační funkce a jejich vlastnosti, interferenční zákon, stupeň koherence, zákon interference, korelační funkce, Wolfovy rovnice, Van Cittert - Zernikeův teorém, Wiener-Chinčinova věta). Přednáška se dále zabývá teorií záření z primárních zdrojů (Schellovy modelové zdroje), jakož i speciálními typy polí (křížově spektrálně čisté). Pozornost je věnována dynamice korelační funkce (Wolfovy rovnice, Van Cittert - Zernikeův teorém). Jsou diskutovány základní aplikace teorie koherence 2. řádu (Michelsonův hvězdný interferometr, korelační spektroskopie). Skalární teorie je rozšířena jednak na vektorové aspekty teorie koherence (korelační matice a tenzory, s důrazem zejména na standardní statistickou teorii polarizace, využívající jednak polarizační matice, tak Stokesových parametrů), teorie polarizace je dále sjednocena s teorií koherence, jsou diskutovány obecné korelační tenzory a matice. Závěrečná pozornost je věnována korelačním funkcí vyšších řádů.
Osnova:1. Úvod - klasická teorie koherence, základy teorie pravděpodobnosti a statistiky, náhodné proměnné
2. Stochastické procesy, komplexní analytický signál, kvazimonochromatický signál
3. Klasická skalární teorie koherence 2. řádu - elementární koncepty a definice, korelační funkce a jejich vlastnosti, časová doména, interferenční zákon, stupeň koherence
4. Klasická skalární teorie koherence 2. řádu - frekvenční doména, koherenční doba, plocha, objem, Wiener-Chinčinova věta
5. Teorie částečné koherence, záření částečně koherentních zdrojů, netradiční zdroje
6. Speciální typy polí - koherentní, křížově spektrálně čisté
7. Dynamika korelační funkce - Wolfovy rovnice, Van Cittert - Zernikeův teorém
8. Záření z primárních a sekundárních zdrojů, Schellovy modelové zdroje
9. Aplikace teorie koherence 2. řádu, Michelsonův hvězdný interferometr, korelační spektroskopie
10. Vektorové aspekty teorie koherence, statistická teorie polarizace, sjednocená teorie polarizace a koherence
11. Obecná vektorová teorie koherence, korelační matice a tenzory
12. Korelační funkce vyšších řádů, intenzitní interferometrie
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
základní i pokročilé znalosti z oblasti klasické statistické optiky, náhodných procesů, klasické skalární teorie koherence optického signálu 2. řádu a jejími aplikacemi, jak v časové, tak i ve spektrální doméně, dále se standardní i sjednocenou teorií polarizace a základy teorie vyšších řádů.

Schopnosti:
orientace v problematice klasické statistické optiky, schopnost vytvoření nadhledu, praktická aplikace a porozumění základním principům a jejich aplikace v praxi.
Požadavky:Alespoň základní kurz optiky.
Rozsah práce:
Kličová slova:Klasická teorie koherence, stochastický proces, komplexní analytický signál, korelační funkce, koherenční doba, koherenční plocha, koherenční objem, Wiener-Chinčinova věta, úplná a částečná koherence, křížově spektrálně čisté pole, Wolfovy rovnice, Van Cittert - Zernikeův teorém, Michelsonův hvězdný interferometr, korelační spektroskopie, vektorová teorie koherence, statistická teorie polarizace, polarizační matice, korelační funkce vyšších řádů, primární zdroje, Schellovy modelové zdroje.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Mandel L.: Wolf E.: Optical Coherence and Quantum Optics, Cambridge University Press, 1995.

Doporučená literatura:
[2] J. W. Goodman, Statistical Optics, John Wiley & Sons, 2000.
[3] J. Peřina, Coherence of Light, Dordrecht Reidel Publishing Company, 1985.
[4] E. L. O?Neill, Introduction to statistical optics, Dover Publications, 1992.
[5] Ch. Brosseau, Fundamentals of polarized light: a statistical optics approach, J. Wiley & Sons, 1998.
[6] M. Bass, Ed., Handbook of Optics I and II, McGraw-Hill, 1995.
[7] M. Born, E. Wolf, Principles of Optics, Pergamon Press, 1993 (sixth edition).
[8] B. E. A. Saleh, M.C. Teich, Fundamentals of Photonics, J. Wiley & Sons, 1991; český překlad Základy fotoniky. Matfyzpress, Praha, 1995.

Fyzikální optika 212FOPT2 Richter, Škereň - - 2+0 z,zk - 2
Předmět:Fyzikální optika 212FOPT2doc. Dr. Ing. Richter Ivan-2+0 Z,ZK-2
Anotace:Přednáška pojednáva o základech difraktivní optiky. Věnuje se zejména skalární teorii difrakce, důkladně diskutuje historické přístupy Fresnela, Kirchhoffa, Sommerfelda a další. Ve strušnosti je rozbrána též rigorózní teorie difrakce. Druhá část přednášky je věnována optickým difraktivním strukturám, tenkým a objemovým mřížkám a syntetickým difraktivním elementům. Jsou diskutovány různé přístupy k analýze a syntéze těchto struktur. Poslední část je věnována optické holografii, holografickym technikám, záznamovým materiálům a různým aplikacím hologramů.
Osnova:1. Úvod - návaznosti, předpoklady, motivace, ukázka aplikací difraktivních struktur.
2. Skalární teorie difrakce - základy skalární teorie difrakce, Fresnelův, Kirchhoffův a Sommerfeldův přístup, ideový náhled na problematiku, nekonzistence, elementy rigorózní teorie difrakce.
3. Přístup fourierovské optiky - lineární přenosové systémy, difrakce jako přenosový systém.
4. Fresnelova a Fraunhoferova difrakce - Fresnelovo a Fraunhoferovo přiblížení skalárního difrakčního integrálu, limity, příklady, analytické výpočty, Cornuova spirála a jiné grafické interpretace, numerické simulace.
5. Difraktivní struktury - tenké mřížky - mřížková rovnice, difrakční účinnost tenké mřížky, příklady tenkých mřížek, prostorově omezená mřížka, Fresnelova difrakce na tenké mřížce - Talbotův jev.
6. Difraktivní struktury - objemové mřížky - objemový synchronizmus, Braggova podmínka, selektivita objemové mřížky, Kogelnikova teorie, přibližné a rigorózní metody, ukázka numerických simulací.
7. Difraktivní struktury - obecné difraktivní struktury - syntetické hologramy, různé přístupy k návrhu syntetických struktur.
8. Holografie - základy holografie, transmisní hologramy, reflexní hologramy, kopírování hologramů, různé geometrie záznamu, duhové hologramy, holografické stereogramy, barevné hologramy, aplikace.
9. Realizace difraktivních struktur - záznamové materiály, jejich výroba a zpracování - SHG, DCG, fotopolymery, fotorezisty, syntetické metody realizace - elektronová a laserová litografie, dynamické prvky.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Cílem studia je seznámit se s difrakcí světla v různých podobách, s řešením difrakce za různých předpokladů, analýzou a syntézou difraktivních struktur a hologramů.

Schopnosti:
Analýza difrakce na různých aperturách, analýza difrakce na mřížce, realizace různých typů hologramů.
Požadavky:Doporučuje se absolvovat předmět Fyzikální optika 1 (12FOPT1).
Rozsah práce:Dva zápočtové testy v průběhu semestru.
Kličová slova:Difrakce, difraktivní struktury, skalární teorie difrakce, Fresnelova difrakce, Fraunhoferova difrakce, Kirchhofův integrál, rigorózní teorie difrakce, Fourierovská optika, tenká mřížka, objemová mřížka, Braggovská difrakce, holografie, počítačem generované hologramy, syntetické difraktivní struktury, transmisní hologram, reflexní hologram, barevný hologram, duhový hologram, elektronová litografie, laserová litografie, fotorezist, halogenostříbrná emulze, dichromovaná želatina, fotopolymer.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Fiala P., Richter I.: Fyzikální optika, skriptum FJFI ČVUT, Praha, 2005.

Doporučená literatura:
[2] Born M., Wolf E.: Principles of Optics, Pergamon Press, London, 1993 (sixth edition).
[3] Stratton J.A.: Teorie elektromagnetického pole, SNTL, Praha, 1961.
[4] Sedlák B., Štoll I.: Elektřina a magnetismus, Akademia, Karolinum, 1993.
[5] Vrbová M. a kol.: Lasery a moderní optika, Prometheus, 1994.
[6] Saleh B.E.A., Teich M.C.: Fundamentals of Photonics, J. Wiley, New York, 1991; český překlad Základy fotoniky, Matfyzpress, Praha, 1995.
[7] Hecht E., Zajac A.: Optics, Addison Wesley, London, 1987 (second edition).
[8] Lipson S.G., Lipson H., Tannhauser D.S.: Optical Physics, Cambridge University Press, New York, 1995 (third edition).
[9] Goodman J.W.: Intoduction to Fourier Optics, McGraw-Hill Book Company, New York, 1996 (second edition).
[10] Hutley M.C.: Diffraction gratings, Academic Press, London, 1982.
[11] Collier R.J., Burckhard C.B., Lin L.H.: Optical Holography, Academic Press, New York, 1971.

Geometrická optika12GEOP Dvořák, Procházka - - 3+1 z,zk - 4
Předmět:Geometrická optika12GEOPIng. Dvořák Miroslav Ph.D.3+1 Z,ZK-4-
Anotace:Přednáška pojednává o základech geometrické a přístrojové optiky. Systematicky se zabývá zobrazováním, maticovým popisem a optickými vadami, věnuje se též energetice a kolorimetrii optických svazků, radiometrickým a fotometrickým veličinám. Dále systematicky popisuje nejběžnější optické prístroje z praxe. Součástí prednášky je i exkurze do optických dílen a praktická demonstrace optických přístrojů.
Osnova:1.Výchozí principy geometrické optiky, ideální zobrazení a projektivní geometrie
2.Možnosti realizace zobrazení, paraxiální prostor, zobrazení paraxiálními prvky a centrovanou soustavou.
3.Maticový popis paraxiálních optických systému; ohraničení paprskových svazků, vstupní a výstupní pupila.
4.Optické aberace prvků a soustav, praktická demonstrace optického návrhového programu.
5.Energetika optických svazků: radiometrické a fotometrické veličiny a jednotky.
6.Kolorimetrie optických svazků: vnímání a měření barev.
7.Stavební prvky optických přístrojů, optické materiály, jejich vlastnosti a parametry.
8.Lidské oko, barevné a černobílé vnímání.
9.Optické přístroje a jejich vlastnosti.
10.Lupa, okulár, mikroskop, osvětlovací soustavy.
11.Teleskopy (astonomický teleskop), kolimátory, fotografický přístroj.
12.Projektory, kinematografie, spektrometry, monochromátory.
13.Exkurze do optických dílen, demonstrace optických přístrojů.
Osnova cvičení:1. Výpočty gemetrické optiky u dvou lámavých ploch: lom na hranolu a na klínu.
2. Atmosférická refrakce jako základ stelární refrakce.
3. Zobrazení ideálním zobrazovacím systémem (charakterizovaným osou, hlavními rovinami a fokálními rovinami).
4. Procvičování maticové charakterizace u geometrického souboru prvků.
5. Systém Gaussovy vlny při geometrickém pojetí nekonečného periodického souboru.
6. Seznámení se s přístrojovou technikou.
Cíle:Znalosti:
Představy o konkrétních znalostech jsou ověřovány ve cvičeních a v písemných testech.

Schopnosti:
získání schopností analyzovat konkétní optický přístroj.
Požadavky:Doporučuje se abolvovat kurs fyzikální optiky či jeho ekvivalent(napr. 12FOPT1).
Rozsah práce:Kontrola (a zápocet) bude provedena napsaním dvou testů z přednášené látky.
Kličová slova:Geometrická optika, prístrojová optika, optické zobrazení, opticky paprsek, optická aberace, radiometrie, fotometrie, kolorimetrie, opticky prvek, opticky prístroj, opticky materiál, optická dílna.

Literatura:Povinná literatura:
[1] elektonické texty na webu: http://optics.fjfi.cvut.cz

Doporučená literatura:
[2] Saleh B.E.A., Teich M.C.: Fundamentals of Photonics. J.Wiley, New York 1991; český překlad Základy fotoniky, Matfyzpress Praha 1995.
[3] Born M., Wolf E.: Principles of Optics. Pergamon Press, London, 1993 (sixth edition).
[4] Hecht E., Zajac A.: Optics. Addison Wesley, London 1974.
[5] Havelka B.: Geometrická optika I.,II. CSAV, Praha 1955.
[6] Schroder G.: Technická optika, SNTL, Praha 1981

Optické spektroskopie12OPS Michl - - 2+0 zk - 2
Předmět:Optické spektroskopie12OPSRNDr. Michl Martin Ph.D.-2+0 ZK-2
Anotace:Základy spektroskopického chování atomů a molekul. Základní experimentální techniky optických spektroskopií.
Osnova:1. Energetické hladiny v atomech a molekulách
2. Interakce s elektromagnetickým zářením; Pravděpodobnost přechodů; Výběrová pravidla
3. Základní spektroskopické a fotometrické veličiny; Tvar spektrálních linií; Homogenní a nehomogenní rozšíření
4. Základy instrumentace (zdroje záření, detektory, optické materiály)
5. Dispersní spektrometry vs. interferometry, Jednokanálová vs. mnohakanálová detekce
6. Atomová absorpční a emisní spektroskopie (plamenová a ICP AAS, ICP OES)
7. UV-Vis absorpční spektroskopie; Barevnost látek
8. Luminiscenční spektroskopie; Dohasínání luminiscence; Nezářivé relaxační procesy
9. Infračervená absorpční spektroskopie; Spektroskopie Ramanova rozptylu
10. Využití polarizovaného světla; Lineární dichroismus; Anizotropie fluorescence; Depolarizace Ramanova rozptylu
11. Chiralita a optická aktivita; Optická rotační disperze; Cirkulární dichroismus, Ramanova optická aktivita
12. Exkurze I
13. Exkurze II
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Teoretické základy a experimentálními techniky spektroskopického studia atomů a molekul v optické oblasti.

Schopnosti:
Orientace v základních metodách optické spektroskopie a možnostech jejich aplikace.
Požadavky:Předchozí absolvování kursu 12MOF je výhodou.
Rozsah práce:
Kličová slova:Optické spektroskopie, energetické hladiny, interakce látky se zářením, spektroskopická instrumentace
Literatura:Povinná literatura:
[1] V. Prosser: Experimentální metody biofyziky, Academia Praha, 1989

Doporučená literatura:
[2] N. V. Tkachenko: Optical spectroscopy: methods and instrumentation, Elsevier Amsterdam, 2006

Kvantová optika12KVO Richter - - 3+1 z,zk - 4
Předmět:Kvantová optika12KVOdoc. Dr. Ing. Richter Ivan-3+1 Z,ZK-4
Anotace:Přednáška pojednává o pokročilejších partiích kvantové optiky a navazuje na předchozí kurs Kvantová elektronika. Zabývá se zejména statistickými vlastnostmi záření, koherentními stavy elektromagnetického pole, kvantovým popisem optického záření, zvláštními stavy pole, zavádí kvazidistribuční a charakteristické funkce. Stěžejní partie dále představují Diracova teorie interakce kvantovaného elektromagnetického záření s kvantovou soustavou (teorie absorpce a emise) a kvantová teorie rozptylu optického záření atomem (Rayleighův, Thomsonův, Ramanův, rezonanční fluorescence). Pozornost dále věnuje zejména kvantové teorii koherence (kvantová teorie optické detekce, kvantové korelační funkce), v relaci s teorií klasickou. Přednáška se dále zabývá zobecněnou teorií koherence vyšších řádů, koherenčními vlastnosti zvláštních polí, kvantovou teorií tlumení (tlumený kvantový harmonický oscilátor, Heisenberg-Langevinův přístup). Pozornost je věnována přehledu neklasických měřících metod (fotopulsní statistika, intenzitní interferometrie, Brown-Twissův jev, hvězdný korelační interferometr, korelační spektroskopie), možnostem měření kvantového stavu světla, i některým vybraným partií moderní kvantové optiky (stlačené stavy, entanglované stavy). Součástí přednášky jsou pravidelná cvičení s praktickými příklady.
Osnova:1. Koherentní stavy elektromagnetického pole, kvantový popis optického záření, kvazidistribuční funkce.
2. Vybrané kvantové stavy pole - koherentní stav, ideální laser, rovnovážné záření, tepelné záření.
3. Diracova teorie interakce kvantovaného elektromagnetického záření s kvantovou soustavou.
4. Kvantová teorie rozptylu záření atomem, Kramers - Heisenbergův účinný průřez rozptylu, příklady rozptylů.
5. Kvantová teorie optické detekce, jednoatomový a mnohoatomový dvouhladinový absorpční / emisní detektor.
6. Kvantová teorie koherence, kvantové korelační funkce, zobecněná teorie koherence - koherence vyšších řádů.
7. Základy kvantové teorie tlumení, tlumený kvantový harmonický oscilátor, Heisenberg-Langevinův přístup.
8. Neklasické stavy světla - přehled, klasifikace, entanglované stavy, problém kvantové fáze, stlačené stavy.
9. Fotodetekční rovnice, neklasické měřící metody, měření kvantového stavu světla.
10. Moderní kvantová optika, EPR paradox, Bellovy nerovnosti, entanglované stavy, kvantová kryptografie.
Osnova cvičení:Praktické příklady a výpočty vybraných problémů v oblastech:
1. Kvantový popis optického záření pomocí kvazidistribučních funkcí, aplikace na vybrané kvantové stavy světla.
2. Aplikace Diracovy teorie interakce kvantovaného světla s kvantovou soustavou pro vybrané stavy pole.
3. Aplikace Kramers - Heisenbergova účinného průřezu rozptylu na rozptyl Rayleighův, Thomsonův a Ramanův.
4. Aplikace kvantové teorie optické detekce.
5. Výpočty a aplikace kvantových korelačních funkcí, fotodetekční rovnice.
6. Aplikace kvantové teorie tlumení.
Cíle:Znalosti:
Základní i pokročilé znalosti z oblasti kvantové optiky, jejích metodách a postupech, jak teoretických, tak praktických, v návaznosti na metodiku i poznatky z Kvantové elektroniky.

Schopnosti:
Orientace v problematice kvantové elektroniky, schopnost vytvoření nadhledu, praktická aplikace a porozumění základním principům kvantové optiky a jejich aplikace v praxi.
Požadavky:Předpokladem pro studium předmětu je absolvování předmětu Kvantová mechanika (02KVAN) a Kvantová elektronika (12KVEN), resp. ekvivalentních kurzů.
Rozsah práce:
Kličová slova:Kvantová Diracova teorie interakce, absorpce, spontánní a stimulované emise, Einsteinovy koeficienty, kvantová teorie rozptylu, Rayleighův, Thomsonův, Ramanův rozptyl, kvazidistribuční funkce, fotodetekční rovnice, kvantová teorie detekce, kvantová korelační funkce, kvantová teorie tlumení, fotopulsní statistika, intenzitní interferometrie, Brown-Twissův jev, hvězdný korelační interferometr, korelační spektroskopie, neklasický stav, stlačený stav, EPR paradox, entanglovaný stav.
Literatura:Povinná literatura
[1] Mandel L.: Wolf E.: Optical Coherence and Quantum Optics, Cambridge University Press, 1995.
[2] Louisell W. H.: Quantum Statistical Properties of Radiation, J. Wiley & Sons, London, 1973.
[3] Vrbová, M.: Kvantová teorie koherence, interní učební materiál, KFE FJFI, 1997.

Doporučená literatura:
[4] Peřina J.: Coherence of Light, Dordrecht Reidel Publishing Company, 1985.
[5] Peng J.S., Li G. X.: Introduction to Modern Quantum Optics, World Scientific, 1998.
[6] C. C. Tannoudji, J.D. Roc, G. Grynberg, Photons and atoms - introduction to quantum electrodynamics, Atom-photon interactions - basic processes and applications, J. Wiley & Sons, New York, 2003.

Fyzika detekce a detektory optického záření12FDD Pína 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Fyzika detekce a detektory optického záření12FDDdoc. Ing. Pína Ladislav DrSc.2+0 ZK-2-
Anotace:V rámci předmětu budou probrány následující pojmy: Spektrum elektromagnetického záření. Zdroje elektromagnetického záření. Radiometrické a fotometrické jednotky. Ideální detektor. Vnější a vnitřní fotoefekt. Kvantové fluktuace záření. Šum detektoru a elektronických obvodů. Dynamický rozsah. Detektory založené na vnějším fotoefektu. Fotokatody. Elektronové násobiče. Mikrokanálkové násobiče. Zesilovače obrazu. Detektory založené na vnitřním fotoefektu. Polovodičové detektory. Scintilátory. Detektory IR, VIS, UV a rtg. záření. Pyroelektrický jev a pyrodetektory. Elektronické obvody detektorů. Lidské oko.
Osnova:1.Spektrum elektromagnetického záření. Zdroje elektromagnetického záření
2.Radiometrické jednotky. Fotometrické jednotky
3.Ideální detektor. Vnější fotoefekt. Vnitřní fotoefekt. Fluorescence
4.Kvantové fluktuace záření. Šum detektoru. Šum elektronických obvodů.
5.Základní charakteristiky detektorů. Proudová a napěťová citlivost, NEP, D a D*, DR.
6.Detektory založené na vnějším fotoefektu. Fotokatody, vakuové fotonky, fotonásobiče.
7.Kanálkové násobiče. Elektrooptické převaděče.
8.Detektory založené na vnitřním fotoefektu v polovodičích. PIN detektor.
9.CCD detektory a polohově citlivé detektory.
10.Detektory IR, VIS, UV a rtg. záření.
11.Elektronické obvody detektorů.
12.Scintilátory.
13.Pyroelektrický jev a pyrodetektory.
14.Lidské oko.
Osnova cvičení:Binomické, Poissonovo a Gaussovo statistické rozdělení. Kvantový šum. Tepelný šum. Záření černého tělesa.
Cíle:Znalosti:
Seznámení se s moderní teorií a technikou detekce a detektorů elektromagnetického záření v infračervené až rentgenové části spektra.

Schopnosti:
Navrhnout a používat detekční techniku pro měření v laboratorní praxi.
Požadavky:Základní přednášky z matematiky a fyziky, atomové fyziky, elektřiny a magnetismu, teorie elmag. pole a elektronických obvodů.
Rozsah práce:Příklady výpočtů pro vybrané aplikace a testy.
Kličová slova:Elektromagnetické záření, zdroje elmg. záření, fotony, detekce elmg. záření, detektory.
Literatura:Povinná literatura:
[1] E.L.Dereniak, D.G.Growe: Optical Radiation Detectors, John Wiley and Sons, 1984

Doporučená literatura:
[1] Dennis P.N.J.: Photodetectors

Rentgenová fotonika12RFO Pína 2 zk - - 2 -
Předmět:Rentgenová fotonika12RFOdoc. Ing. Pína Ladislav DrSc.2+0 ZK-2-
Anotace:Od objevu rentgenového záření uběhlo více, než sto let. Rentgenové záření se stalo intenzivně studovanou a využívanou částí spektra elektromagnetického záření. Rozvoj fotoniky v této části spektra je s rostoucí intenzitou stimulován vývojem v oblasti astrofyziky, fyziky vysokoteplotního plazmatu, makromolekulární biologie, materiálových věd a nanotechnologií, zvláště rtg. litografie pro umožnění daltího rozvoje informačních technologií. Přednáška pojednává o zdrojích rtg. záření, interakci rtg. záření s látkou, rtg. optice a detekci.
Osnova:1.Spektrum elektromagnetického záření.
2.Zdroje rentgenového záření - urychlování a zpomalování částic a kvantové přechody.
3.Synchrotron, rtg. lampa, vysokoteplotní plasma, laserové plasma, Z-pinč, rtg. laser.
4.Interakce rtg. záření s látkou, absorpce, rozptyl, účinné průřezy, komplexní index lomu, funkce f1 a f2.
5.Lom a odraz rtg. záření na rozhraní dvou prostředí, Fresnelovy vztahy, mikrodrsnost, upravené Fresnelovy vztahy.
6.Optika založená na refrakci (klasická čočka, strukturovaná refraktivní optika).
7.Totální externí reflexe, optika zaloşená na totální externí reflexi (rovinné zrcadlo, paraboloid, elipsoid, Kirkpatrick-Baez, Wolter, Schmidt a Lobster Eye zrcadla).
8.Optika založená na difrakci (Fresnelovy čočky).
9.Optika založená na difrakci (krystalooptika, monochromatizace rtg. záření).
10.Multivrstevnaté systémy (ML zrcadla, ML optika).
11.Detekce a spektroskopie rtg. záření (plynové a polovodičové detektory rtg. záření, mnohokanálová analýza).
12.Zobrazování rtg. záření (2D detektory a rtg. kamery).
13.Aplikace rtg. fotoniky (astrofyzika, fyzika vysokoteplotního plazmatu, makromolekulární biologie, materiálové v+dy, nanotechnologie, rtg. litografie, ...).
Osnova cvičení:Absorpce rtg. záření při průchodu vybranými prostředími. Návrh totálně reflexních a multivrstevnatých zrcadel pro vybrané aplikace.
Cíle:Znalosti:
Základy fyziky rtg záření a jeho interakce s látkou

Schopnosti:
Výpočty a aplikace týkající se průchodu rtg záření látkou
Požadavky:Základní přednášky z matematiky a fyziky, atomové fyziky, elektřiny a magnetismu, teorie elmag pole a optiky.
Rozsah práce:Příklady výpočtů pro vybrané aplikace a testy.
Kličová slova:Rtg. záření, zdroje rtg. záření, interakce rtg. záření s látkou, rtg. optika, detekce rtg. záření
Literatura:Povinná literatura:
[1] Michette, A.G.: Optical systems for soft X-rays

Doporučená literatura:
[2] Attwood, D.: Soft X-rays and extreme ultraviolet radiation

Diferenciální rovnice na počítači12DRP Liska 2+2 z,zk - - 5 -
Předmět:Diferenciální rovnice na počítači12DRPprof. Ing. Liska Richard CSc.2+2 Z,ZK-5-
Anotace:Obyčejné diferenciální rovnice, analytické metody; Obyčejné diferenciální rovnice, numerické metody, metody Runge-Kuttovy, stabilita; Parciální diferenciální rovnice, analýza, rovnice hyperbolické, parabolické a eliptické, podmíněnost diferenciálních
rovnic; Parciální diferenciální rovnice, numerické řešení, metoda konečných diferencí, diferenční schemata, řád aproximace, stabilita, konvergence, modifikovaná rovnice, difuse, disperze; Zákony zachování a jejich numerické řešení, rovnice mělké vody, Eulerovy rovnice,
Lagrangeovské metody, ALE metody; Praktické výpočty v systémech Matlab pro numeriku a Maple pro analýzu schemat.
Osnova:1. Obyčejné diferenciální rovnice, analytické metody, stabilita.
2. Obyčejné diferenciální rovnice, Runge-Kuttovy metody, funkce stability, obor stability, řád metody.
3. Obyčejné diferenciální rovnice s okrajovými podmínkami.
4. Hyperbolické parciální díferenciální rovnice, charakteristiky, okrajové podmínky, metody konečných diferencí.
5. Konvergence, konzistence, podmíněnost, stabilita, Lax-Richtmyerova věta, Courant-Friedrichs-Lewyho (CFL) podmínka.
6. Fourierova analýza podmíněnosti a stability, von Neumannova podmínka stability.
7. Lax-Wendroffovo schema, implicitní schemata, řád přesnosti, modifikovaná rovnice, difuse, disperze.
8. Parabolické rovnice, diferenční schemata pro parabolické rovnice.
9. Eliptické rovnice, iterační metody řešení systémů lineárních rovnic.
10. Advekční rovnice ve 2D, metoda rozkladu, diferenční schemata.
11. Zákony zachování, integrální tvar, Rankine-Hugoniotova podmínka .
12. Burgersova rovnice, rovnice mělké vody, Eulerovy rovnice, rázová vlna, vlna zředění, kontaktní nespojitost, diferenční schemata.
13. Lagrangeovské metody pro Eulerovy rovnice, hmotnostní souřadnice.
14. Metoda ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian), vyhlazení sítě, remapování.
Osnova cvičení:1. Obyčejné diferenciální rovnice, analytické metody, stabilita.
2. Obyčejné diferenciální rovnice, návrh Runge-Kuttových (RK) metod.
3. Výpočet funkce a oboru stability RK metody, řád RK metody.
4. Diferenční schemata pro advekční rovnici, numerické ověření jejich vlastností - stability a řádu přesnosti.
5. Analytické určení řádu přesnosti diferenčního schematu.
6. Analytické určení podmínky stability Fourierovou metodou.
7. Analyticko-numerické určení podmínky stability Fourierovou metodou.
8. Výpočet modifikované rovnice diferenčního schematu.
9. Diferenční schemata pro parabolické rovnice - rovnici vedení tepla.
10. Diferenční schemata pro advekčně difusní rovnici.
11. Diferenční schemata pro eliptickou Poissonovu rovnici.
12. Test - návrh a analýza diferenčního schematu.
13. Diferenční schemata pro Burgersovu rovnice, rovnice mělké vody a Eulerovy rovnice.
14. Lagrangeovská schemata, metoda ALE.
Cíle:Znalosti:
Znalosti numerického řešení diferenciálních rovnic.

Schopnosti:
Schopnosti navrhovat a analyzovat numerické metody řešení diferenciálních rovnic.
Požadavky:
Rozsah práce:Praktický test na počítači, miniprojekt (program a dokument), zkouška.
Kličová slova:Obyčejné diferenciální rovnice, Runge-Kuttovy metody, parciální diferenciální rovnice, diferenční schemata, zákony zachování.
Literatura:Povinná literatura:
[1] J.C. Strikwerda: Finite Difference Schemes and Partial Differential Equations, Chapman and Hall, New York, 1989.

Doporučená literatura:
[2] R.J. LeVeque: Numerical Methods for Conservation Laws,Birkhauser Verlag, Basel, 1990.

Studijní pomůcky:
Počítačová učebna Linux s integrovanými matematickými systémy Matlab a Maple. Studijní materiály na http://www-troja.fjfi.cvut.cz/~liska/drp

Základy fyziky laserového plazmatu12ZFLP Klimo, Pšikal 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Základy fyziky laserového plazmatu12ZFLPdoc. Ing. Klimo Ondřej Ph.D.2+0 ZK-2-
Anotace:Přednášky budou shrnovat současný stav poznání v oboru interakce výkonných laserových pulzů s hmotou a související aplikace.
Osnova:1. Vysokovýkonné lasery, od nanosekundových po femtosekundové
2. Interakce s jednotlivými atomy - ionizace látky
3. Interakce laserového pulzu s elektronem
4. Úvod do fyziky laserového plazmatu - základní parametry a pojmy
5. Tři přístupy ve fyzice plazmatu
6. Absorpce a šíření laserového záření v podkriticky a nadkriticky hustém plazmatu
7. Tepelná vodivost, tepelné a rázové vlny
8. Relativistický režim interakce
9. Aplikace interakce laserového záření s hmotou
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Teorie interakce výkonných laserových pulzů s hmotou, zahrnující ionizaci látky, šíření a absorpci laserového pulzu v plazmatu a následný transport energie v terči.

Schopnosti:
Porozumění základním procesům probíhajícím při interakci laserového záření s hmotou a orientace v základních poznatcích a přístupech v této problematice.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Laserové plazma, absorpce laserového záření, podkriticky a nadkriticky husté plazma.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Paul Gibbon, Short pulse laser interactions with matter an introduction, Imperial College Press 2005.

Doporučená literatura:
[2] D. A. Jaroszynski, R. A. Bingham, R. A. Cairns, Laser-Plasma Interactions, Taylor and Francis 2009.
[3] S. Eliezer, The Interaction of High-Power Lasers with Plasmas ,Institute of Physics Publishing 2002.