course-details-portlet

TFY4200

Optikk, videregående kurs

Velg studieår
Studiepoeng 7,5
Nivå Høyere grads nivå
Undervisningsstart Vår 2025
Varighet 1 semester
Undervisningsspråk Engelsk
Sted Trondheim
Vurderingsordning Skriftlig skoleeksamen

Om

Om emnet

Faglig innhold

Kjernemner: Polarisasjon og koherens. Dielektrisitets-funksjonen/tensoren, og lineære optiske egenskaper til faste stoff. Tynn Film Optikk. Små partiklers optikk: Mie teori and plasmonikk. Eksperimentelle og digitale ferdigheter i optikk.

Valgbare moduler: Ikke-lineær optikk og anvendelser av korte laser pulser. Vibrasjons-spektroskopi (Raman, FTIR) og Fotoluminesens spektroskopi i faste stoff. THz Teknologi: Instrumentasjon og anvendelser. Optisk metaoverflate-teknologi (Fourier Optikk og diffraktiv optikk). Elektro-Magnetisk beregnings-optikk med anvendelse til plasmonikk, fotoniske krystaller, OMS. Bølgeoptikk metodikk til bildedannelse og aberrasjoner. Periodiske Optiske MultiLags strukturer: Fotoniske krystaller /Optiske Filtre-Bragg filtre og moder. Fremstilling av Nano-optikk (Nanolab). Bølgeledere og optiske fibre for spektroskopi og sensorer. Øye og Lasersikkerhet. Optikk og sustainability. Photo-Voltaics og Thermo-PV. Radiometri og dens rolle i klimamodeller.

Detaljer: Emnet omhandler vekselvirkning mellom lys og materie, avansert beskrivelse av polarisasjon, modellering av klassisk tynnfilmoptikk og moderne 3D optiske materialer ved hjelp av Computational Electro-Magnetics (CEM). Emnet gir en beskrivelse av fullt og delvis polarisert lys ved hjelp av Jones og Stokes-Mueller formalismen. Videre gis en grundig innføring i lineær materialoptikk, inkludert en beskrivelse av vekselvirkningen mellom materialer og polarisert lys, ved hjelp av Mueller/Jones formalisme og analyse av Mueller/Jones matriser. Fysikken bak dielektrisitetsfunksjonen for faste stoff presenteres, inkludert optisk respons til inhomogene materialer og effektiv-medium-teori. Optikk til plane parallelle media: Modellering av Mueller-Jones matriser til isotrope og anisotrope systemer, og lav og ikke koherente systemer. Modellere materialer med både effektiv magnetisk og elektrisk respons (metamaterialer). Optiske egenskaper til små partikler og relasjon til metamaterialer. Plasmonikk og anvendelser: Overflatepolaritoner, lokaliserte plasmonresonanser (LPR), kopling mellom LPRs, metoder for eksitasjon av SPPs. Diffraksjon, diffraktiv optikk, ru og strukturerte overflater, metaoverflater. Introduksjon til elektromagnetiske beregningsmetoder (FDTD,RCWA, FEM). Introduksjon til ikke-lineære egenskaper til materialer og utvalgte applikasjoner. Modell for spontan og stimulert emisjon.

Læringsutbytte

Utvikle eksperimentelle, analytiske og numeriske ferdigheter i optikk og optisk fysikk. Velge en god modelleringsteknikk for et gitt problem, og en god optisk eksperimentell metode og tilhørende instrumentering for et gitt problem. Anvende analytiske og numeriske metoder for å beskrive og bruke forandringen i polarisasjonstilstanden til lys ved vekselvirkning med materie. Forstå modeller for koherens i interferens og diffraksjons-eksperimenter med anvendelser. Beskrive, modellere og anvende optiske egenskaper til materialer (inklusiv aktive materialer), og metoder for optisk spektroskopi i spektralområdet THz til VUV . Beskrive analytiske og numeriske metoder for tynn-film-optikk (lagdelte medier) - optikk til små partikler (dielektriske, metalliske-lignende) og anvende på utvalgte applikasjoner som solceller eller radiometri (f.eks. for klimamodell). Beskrive diffraksjons-begrenset oppløsning i avbildning og redegjøre for super-oppløsnings-metoder. Tilegne seg kunnskaper om bruk av nanostrukturer i optikk: Optisk design ved hjelp av diffraksjonsgitter, meta-overflater, metamaterialer, nano-optikk, og tilhørende beregningsmetoder.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og veiledet gruppearbeider, regneøvinger, obligatoriske eksperimentelle og digitale laboratorieøvinger. Emnet undervises på engelsk dersom internasjonale mastergradsstudenter følger emnet. Når undervisning og undervisningsmateriell er på engelsk, kan det tenkes at eksamen vil bli gitt kun på engelsk. Forventet arbeidsinnsats i emnet er 225 timer.

Obligatoriske aktiviteter

  • Arbeider
  • Laboratorieøving

Mer om vurdering

Skriftlig eksamen. Obligatoriske aktiviter; arbeider og laboratorieøvinger.

Når undervisning og undervisningsmateriell er på engelsk, kan det tenkes at eksamen vil bli gitt kun på engelsk.

Utsatt eksamen (i august) kan bli gjort om fra skriftlig til muntlig.

Kursmateriell

Forelesningsnotater og e-bøker tilgjengelig via NTNUs bibliotek. Eget kompendium kan bestilles.

Studiepoengreduksjon

Emnekode Reduksjon Fra
SIF4042 7,5 sp
FY8915 7,5 sp Høst 2017
Dette emne har faglig overlapp med emnene i tabellen over. Om du tar emner som overlapper får du studiepoengreduksjon i det emnet du har dårligst karakter i. Dersom karakteren er lik i de to emnene gis det reduksjon i det emnet som er avlagt sist.

Fagområder

  • Optikk
  • Fysikk
  • Teknologiske fag

Kontaktinformasjon

Emneansvarlig/koordinator

Faglærere

Ansvarlig enhet

Institutt for fysikk

Eksamen

Eksamen

Vurderingsordning: Skriftlig skoleeksamen
Karakter: Bokstavkarakterer

Ordinær eksamen - Vår 2025

Skriftlig skoleeksamen
Vekting 100/100 Hjelpemiddel Kode E Dato 30.05.2025 Tid 09:00 Varighet 4 timer Eksamenssystem Inspera Assessment
Sted og rom for skriftlig skoleeksamen

Oppgitt rom kan endres og endelig plassering vil være klar senest 3 dager før eksamen. Du finner din romplassering på Studentweb.

Sluppenvegen 14
Rom SL310 blå sone
2 kandidater

Utsatt eksamen - Sommer 2025

Skriftlig skoleeksamen
Vekting 100/100 Hjelpemiddel Kode E Varighet 4 timer Eksamenssystem Inspera Assessment
Sted og rom
Oppgitt rom kan endres og endelig plassering vil være klar senest 3 dager før eksamen. Du finner din romplassering på Studentweb.