| Τίτλος |
Κβαντική Ηλεκτρονική ΙΙ – Μη Γραμμική Οπτική
|
| Κατηγορία |
Β
|
| ECTS |
5
|
| Ώρες |
4
|
| Επίπεδο |
Μεταπτυχιακό
|
| Εξάμηνο |
Εαρινό
|
| Διδάσκων |
Γ. Σιβίλογλου
|
| Πρόγραμμα |
Δευτέρα, 13:00-15:00, Αίθουσα 3
Παρασκευή, 11:00-13:00, Αίθουσα 3
|
| Ιστοσελίδα Μαθήματος |
https://eclass.physics.uoc.gr/courses/PH666/
|
| Σκοπός Μαθήματος |
Το μάθημα είναι επιλογής για το μεταπτυχιακό πρόγραμμα Φωτονικής Νανοηλεκτρονικής και αυτό αφορά την συνέχεια του Φ-665 στην θεωρεία και τεχνολογία laser.
|
| Διδακτέα Ύλη |
- Εισαγωγή στη Μη Γραμμική Οπτική
- Επισκόπηση της γραμμικής έναντι της μη γραμμικής οπτικής.
- Ιστορικό πλαίσιο και σύγχρονες εφαρμογές.
- Μη γραμμική πολωσιμότητα: προέλευση και φυσική ερμηνεία.
- Η Μη Γραμμική Επιδεκτικότητα
- Εξαγωγή της μη γραμμικής πολωσιμότητας (P = χ^(1)E + χ^(2)E^2 + χ^(3)E^3 + ...).
- Διαδικασίες ανάμειξης συχνοτήτων: παραγωγή δεύτερης αρμονικής και άθροιση/αφαίρεση συχνοτήτων.
- Κβαντομηχανική Θεωρία της Μη Γραμμικής Επιδεκτικότητας
- Υπολογισμός της μη γραμμικής επιδεκτικότητας μέσω κβαντομηχανικής.
- Υπολογισμός ευαισθησιών με χρήση του πίνακα πυκνότητας.
- Εξίσωση Κύματος σε Μη Γραμμικά Μέσα
- Εξισώσεις Maxwell σε μη γραμμικά μέσα.
- Συζευγμένες εξισώσεις κύματος για την παραγωγή δεύτερης αρμονικής.
- Συνθήκες φασικής συμφωνίας: τύποι και τεχνικές.
- Διαδικασίες Τριών Κυμάτων
- Παραμετρική ενίσχυση και ταλάντωση.
- Πειραματικές διατάξεις για παραγωγή δεύτερης αρμονικής και άθροιση συχνοτήτων.
- Ανάμειξη Τεσσάρων Κυμάτων (FWM)
- Εξαγωγή εξισώσεων FWM.
- Εφαρμογές στη μετατροπή μήκους κύματος και στους παραμετρικούς οπτικούς ταλαντωτές.
- Αυτοδιαμόρφωση και διαμόρφωση φάσης μεταξύ ακτίνων.
- Το Φαινόμενο Kerr και Αυτοεστίαση
- Δείκτης διάθλασης εξαρτώμενος από την ένταση.
- Εξαγωγή συνθηκών αυτοεστίασης.
- Οπτικά σολιτόνια σε μέσα Kerr.
- Μη Γραμμική Διάδοση Παλμών
- Εξίσωση Μη Γραμμικού Schrödinger (NLSE).
- Λύσεις σολιτονίων.
- Διασπορά και μη γραμμικά φαινόμενα στις ίνες.
- Φαινόμενα Διεγερμένης Σκέδασης
- Διεγερμένη σκέδαση Brillouin (SBS).
- Διεγερμένη σκέδαση Raman (SRS).
- Μη Γραμμική Οπτική σε Υλικά
- Μη γραμμικές οπτικές ιδιότητες διαφορετικών μέσων (κρύσταλλοι, γυαλιά, ημιαγωγοί και πολυμερή).
- Φασική συμφωνία σε ανισοτροπικά και ισοτροπικά μέσα.
- Πρόσφατες εξελίξεις στην ολοκληρωμένη οπτική και τη νανοφωτονική.
- Μη Γραμμική Οπτική σε Ατομικά Συστήματα
- Γιγαντιαίες μη γραμμικότητες σε ατομικά αέρια.
- Τεχνικές μη γραμμικής φασματοσκοπίας.
- Εφαρμογές της Μη Γραμμικής Οπτικής
- Μη γραμμική οπτική στην απεικόνιση και μικροσκοπία (π.χ., μικροσκοπία δύο φωτονίων).
- Κβαντική οπτική και παραγωγή διεμπλεγμένων φωτονίων.
- Προχωρημένα Ερευνητικά Θέματα Αιχμής
- Παραγωγή υψηλών αρμονικών τάξεων.
- Μη γραμμική οπτική σε συστήματα λέιζερ με υπερυψηλές ενέργειες.
- Ανασκόπηση τρέχουσας έρευνας και πιθανών μελλοντικών εξελίξεων.
|
| Βιβλιογραφία |
- Boyd, R. W. Nonlinear Optics (4η Έκδοση, 2020).
- Shen, Y. R. The Principles of Nonlinear Optics (2003).
|
|
|
