Σκοπός του μαθήματος είναι να διδάξει αλληλεπιδράσεις φωτός και ύλης ξεκινώντας από κλασικά αρμονικά μοντέλα ταλαντωτών όπως το μοντέλο Lorentz και δημιουργώντας πολυπλοκότητα για να περάσει στα σύγχρονα λέιζερ ημιαγωγών όπως τα VECSELs και τα λέιζερ Quantum Cascade και φαινόμενα συμφωνης αλληλεπίδρασης φωτός και ύλης. Σε αυτό το μονοπάτι θα παρουσιαστούν στους μαθητές πολλές έννοιες που καλύπτουν την κλασική οπτική, την κβαντική οπτική αλλά και τη φυσική ημιαγωγών, ο στόχος είναι να κατανοήσουν την ποικιλία των μοντέλων και των εννοιών που απαιτούνται για την κατανόηση της αλληλεπίδρασης φωτός και ύλης και πώς η κατανόησή μας προωθεί την τεχνολογία. Το µάθηµα είναι κατάλληλο για φοιτητές των Τµηµάτων Χηµείας και Τεχνολογίας Υλικών (ΤΕMΥ) που βρίσκονται στο τέταρτο έτος.
Δευτέρα, 9:00-11:00, Αίθουσα 3
Πέμπτη, 9:00-11:00, Αμφιθέατρο Στέφανου Τραχανά
- Κλασική θεωρία της αλληλεπίδρασης ύλης και φωτός. Οπτική και ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Θεωρία διασποράς Lorentz και σύγκριση με πειραματικά δεδομένα. Θεωρία Drude-Smith, πολαριτόνια και επιφανειακού πλασμόνιου. Αιτιότητα, θεώρημα συνέλιξης και οι σχέσεις Kramers-Kronig, επιδεκτικότητα ως συνάρτηση μεταφοράς.
- Θεωρία ανισότροπων υλικών, εισαγωγή στην ευαισθησία ως τανυστής και εξήγηση της διάδοσης κυμάτων στον ασβεστίτη.
- Μη γραμμικά υλικά και μη γραμμικός τανυστής, οπτικά μη γραμμικά φαινόμενα όπως το φαινόμενο Kerr και Stark. Αυτοδιαμόρφωση φάσης, Μη γραμμικές εξισώσεις κυμάτων - Εξίσωση Schrodinger και διάδοση soliton.
- Κβαντικη θεωρία της αλληλεπιδρασης ύλης και φωτος. Η προσέγγιση ατόμων δύο καταστάσεων. Οι ταλαντώσεις Rabi, η προσέγγιση περιστρεφόμενου κύματος και η σφαίρα Bloch. Προσέγγιση ασθενούς πεδίου και επιστροφή στα κλασικά αποτελέσματα του μοντέλου Lorentz.
- Σύγχρονα κβαντικά λέιζερ ημιαγωγών όπως VECSELs και κβαντικά λέιζερ καταρράκτη και πώς σχεδιάζονται, κατανοώντας έννοιες όπως κατανεμημένα κάτοπτρα Bragg, κβαντική απορρόφηση φρεατίων και εξιτόνια.
- Λέιζερ ισχυρών συζεύξεων ημιαγωγών, Αλληλεπίδραση φωτός-ύλης σε μικροκοιλότητες ημιαγωγών, Εξίσωση Hopfield και διασπορά πολαριτονίων, Λέιζερ Polariton, εισαγωγή σε κβαντικούς προσομοιωτές πολαριτονίων.
- Mark Fox, Optical properties of solids
- Mark Fox, Κβαντική Οπτική: Μια εισαγωγή (ΠΕΚ)
- Alexey Kavokin Microcavities
