Вопросы к государственному экзамену по специальности для магистров 2013 г.

1. Оптические системы записи, хранения и отображения информации

1. Преимущества и недостатки оптических систем хранения информации в сравнении с неоптическими, их основные варианты, свойства и характеристики; сопоставление побитового и постраничного хранения информации.

2. Физико-химические механизмы побитовой записи информации на съёмных носителях (дисках CD, DVD, BluRay).

3. Физические ограничения систем побитового оптического хранения информации, развитие форматов, способы повышения информационной ёмкости.

4. Механизмы записи и деградации информации в полимерных светочувствительных материалах для объёмной голографической памяти: фотохромных, реоксане, фотополимеризующихся и других.

5. Диффузионные механизмы записи и постэкспозиционной трансформации голограмм в полимерных материалах;

6. Применение в оптоинформатике материалов на основе полимеров, неорганических стёкол, композитных материалов.

7. Перспективные подходы к созданию оптической памяти в сопоставлении с новейшими неоптическими системами.

8. Голографические системы записи и хранения информации. Принцип действия и устройства. Преимущества и недостатки голографической памяти.

9. Требования к регистрирующим материалам для систем голографической памяти. Основные типы и свойства материалов для архивной и перезаписываемой памяти.

10. Цветовое зрение и количественное измерение цвета. Основы колориметрии, цветовой треугольник.

11. Современные типы 2D- и 3D-дисплеев. Принципы действия, основные преимущества и недостатки.

12. Оптические системы виртуальной реальности. Принципы построения, области применения, перспективы развития.

2. Нанофотоника

13. Электромагнитные метаматериалы. Отрицательное преломление. Линза Веселаго. Электромагнитные процессы в левосторонней среде.

14. Кольцевые резонаторы со щелью. Проволочные среды. Суперлинза Пендри. Невидимость. Перспективы развития и области применения метаматериалов.

15. Свойства фотонных кристаллов. Фотонная запрещенная зона. Дефекты в фотонных кристаллах. Оптические микрорезонаторы. Области применения.

16. Поверхностные плазмон-поляритоны (ППП) на плоских границах раздела. Свойства ППП. Возбуждение ППП. Датчики на основе ППП.

17. Фотодетекторы и солнечные батареи. Усиление фототока за счет плазмонного резонанса.

18. Наноантенны. Принцип работы и области применения.

19. Основы поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS). Биомедицинские применения SERS.

20. Усиление поверхностных плазмонов за счет стимулированного испускания излучения (SPASER). Принципы построения и области применения.

3. Методы обработки информации в фотонике

21. Физические принципы функционирования пространственно-временных модуляторов, дефлекторов света;

22. Диффузионная релаксация объёмных голограмм, влияние пространственной неоднородности, диффузионное усиление (проявление);

23. Механизмы записи и постэкспозиционной трансформации голограмм в полимерных материалах с диффузионным проявлением;

24. Фотополимеризующиеся материалы для объёмной голографии: механизмы записи и проявления, характеристики, применение в оптоинформатике.

25. Вейвлет - анализ (основные понятия) и его реализации оптическими методами.

26. Основные преобразования, реализуемые методами фурье-оптики и голографии.

27. Оптическое дифференцирование изображений и его применение в задаче распознавания образов.

28. Вычитание изображений методом голографии Фурье.

29. Отношение сигнал-помеха при корреляционном сравнении изображений. Параметры, влияющие на величину отношения сигнал - помеха.