7/24/2019 ProgramaCurso215_16

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Fotonica de 4o del Grado en Fsica y Doble Grado en Matematicas y FsicaPrograma del curso 2015-2016

TEMA I: Propagacion de ondas e.m. en medios isotropos y homogeneos

-Relaciones de constitucion del medio.-Tipos de medios.-Indice de refraccion complejo.

-Magnitudes medibles de la atenuacion o absorcion de la onda.-Efectos temporales: Dispersion temporal, otras propiedades, relaciones de Kramers-Kronig.-Indice de refraccion en funcion de magnitudes microscopicas: dilectrico poco denso, dielectricodenso y medios conductores.-Reflexion en metales.-Breves nociones de semiconductores.-Breves nociones de mezclas.

TEMA II: Propagacion de ondas e.m. en cristales. Medios anisotropos

-Medio anisotropo.-Condicion de transparencia.-Tipos de medios.-Ejes principales en medios uniaxicos.-Propagacion de ondas armonicas planas en medios anisotropos (general).-Propagacion de ondas armonicas planas en medios uniaxicos. Onda ordinaria y extraordinaria.-Birrefringencia (o doble refraccion).

TEMA III: A) Fenomenologa sobre anisotropas. B) Algunos fenomenos de opticano lineal

A) Fenomenologa sobre anisotropas:-Aplicaciones de los medios uniaxicos: Laminas desfasadoras. Dicrosmo lineal (polarizadores).-Actividad optica natural: Modelo fenomenologico de Fresnel. Mecanismos microscopicos.Teora macroscopica (tensor dielectrico).-Nociones sobre cristales lquidos.-Anisotropas inducidas: Efecto Faraday (aplicando un campo magnetico externo), fotoelesti-cidad (por presion). Cambio de la anisotropa de un medio uniaxico por efecto Pockels elec-trooptico (aplicando un campo electrico).

B) Optica no lineal:-Concepto de optica no lineal.-Efecto Kerr optico: Autofocalizacion.-Nociones sobre el efecto de la biestabilidad optica.

TEMA IV: Guas de onda y fibras opticas

-Guas de onda de espejo plano: Condicion de autoconsistencia, los modos de la gua, velocidadde propagacion.-Guas de onda dielectricas planas: Condicion de autoconsistencia, los modos de la gua , angulo

maximo, velocidad de propagacion.-Fibras opticas.-Dispersion y atenuacion en guas. Dispersion modal y cromatica.

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TEMA V: Emision de radiacion

-Emision del cuerpo negro. Modos de una cavidad reflectora. Densidad de energa electro-magnetica (ley de Planck). Cuerpos negros y cuerpos grises.-Absorcion y emision de radiacion. Tratamiento de Einstein: Atomos de dos niveles en equilib-rio termico, coeficientes de Einstein. Relacion con las probabilidades de transicion.-Perfil de lnea espectral: Natural, Doppler, Colisional.

-Eficiencia cuantica.-Tipos de fuentes de luz.-Estadstica de fotones y tipos de radiacion: laser, caotica tipo termica, luz cuantica.

TEMA VI: El Laser cambiar un poco

-Ecuacion de balance entre absorcion y emision estimulada. Seccion eficaz de absorcion yemision.-Intensidad de radiacion estimulada a lo largo de la cavidad laser y su amplificacion. Coeficientede ganancia. Inversion de poblacion. Umbral de ganancia.- Ecuaciones de balance para sistema de dos niveles. Bombeo y perdidas. Imposible laser.- Laser de tres niveles: Sistema de ecuaciones de balance. Inversion de poblacion umbral.Bombeo umbral. Intensidad del laser en funcion de la de bombeo.-La cavidad laser como resonador. Modos de la cavidad: Distancia (en frecuencias) entre ellosy su anchura espectral.-Modos amplificados de la cavidad. Laser monomodo. Tiempo del foton en la cavidad. Factorde calidad de la cavidad.-Tipos de laseres.

TEMA VII: Detectores

-Caractersticas de los detectores.-Tipos de detectores.-NIvel de respuesta.

Bibliografa (por orden alfabetico):

-Cabrera, Lopez, Agullo. Optica Electromagnetica. Vol I y Vol II. Addison-Wesley 1998-Demtroder. Atoms, Molecules and Photons. Springer 2006

-Fox. Quantum Optics. An Introduction. Oxford Univ. Press 2006-Graham, King, Wilkins. Optics and Photonics. An Introduction. Wiley 2007-Hagan, Kik. OSE5312 Light-Matter Interaction. Document Open Access 2013 (en Internet).-Meschede. Optics, Light and Lasers. Wiley-Vch 2007-Saleh, Teich. Fundamentals of Photonics. 2o edition. Wiley 2007-Sharma. Optics. Principles and Applications. Elsevier 2006-Yariv, Yeh. Photonics. Oxford Univ. Press 2007