Содержание государственного экзамена по специальности

Тематика экзаменационных вопросов соответствует избранным разделам из учебных программ следующих дисциплин учебного плана подготовки бакалавров по направлению подготовки 200600 – Фотоника и оптоинформатика:

1. ЕН.Ф.06 – Оптическая физика (Жукова Е.В.)

2. ОПД.Ф.06 - Теория информации и информационных систем (Гуров И.П.)

3. ОПД.Ф.07 - Оптическое материаловедение (Мочалов И.В., Ефимов А.М., Немилов С.В.)

4. ОПД.Ф.08 - Основы фотоники (Сидоров А.И. и Маргарянц Н.Б.)

5. ОПД.Ф.09 - Основы оптоинформатики (Беспалов В.Г.)

6. СД.03 - Волноводная фотоника (Никоноров Н.В.)

7. СД.02- Лазерные, нелинейные и регистрирующие среды (Арбузов В.И., Мочалов И.В.)

8. Стеклообразные полупроводники для фотоники (Ефимов А.М.)

9. ЕН.Ф.07 - Физика твёрдого тела (Сидоров А.И.)

1. Вопросы к государственному экзамену по специальности

1. Ен.Ф.06 - Оптическая физика

1. Электромагнитное поле. Физический смысл и содержание уравнений Максвелла.

2. Волновое уравнение. Свойства электромагнитной волны.

3. Энергия поля электромагнитной волны. Вектор Умова-Пойтинга.

4. Состояния поляризации плоской гармонической волны. Эллиптическая, круговая, линейная поляризации.

5. Излучение гармонического осциллятора. Гармоническая сферическая волна и ее характеристики.

6. Основные фотометрические величины (световой поток, сила света, яркость, светимость, освещенность) и единицы их измерения.

7. Интерференция света: основные соотношения и характеристики интерференционного поля. Типы интерференционных полос.

8. Видность интерференционной картины. Временная и пространственная когерентность.

9. Многолучевая интерференция. Формула Эйри. Интерферометр Фабри-Перо.

10. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зонная пластинка.

11. Дифракция на круглом отверстии, круглом экране и на прямолинейном крае непрозрачного экрана.

12. Дифракция на щели и прямоугольном отверстии.

13. Отражение и преломление электромагнитной волны на границе двух диэлектриков. Формулы Френеля. Электромагнитные поверхностные волны.

14. Закон Брюстера. Фазовые соотношения на границе двух сред.

15. Распространение излучения в оптически анизотропной среде. Эллипсоид волновых нормалей и лучевой эллипсоид.

16. Дисперсия света. Частотная и пространственная дисперсия. Электронная теория частотной дисперсии.

17. Рассеяние света в мутных средах. Молекулярное рассеяние в газах.

18. Оптическая активность. Элементарная теория вращения плоскости поляризации.

19. Понятие о голографии. Запись и восстановление голографического изображения. Применения голографии.

20. Нелинейная поляризация среды. Нелинейно-оптические явления (генерация гармоник, сложение и вычитание частот, самофокусировка, вынужденные рассеяния).

2. Опд.Ф.06 - Теория информации и информационных систем

21. Источники информации. Собственная информация и средняя информация (энтропия). Минимальная и максимальная энтропия. Совместная и условная энтропия.

22. Каналы связи. Каналы без помех и детерминированные каналы. Каскадные каналы. Пропускная способность канала. Теорема об информационной емкости канала. Взаимная информация для непрерывных источников/каналов.

23. Кодирование источника информации. Неравенство Крафта и теорема Макмиллана. Теорема кодирования Шеннона для канала без помех. Теорема Шеннона и пропускная способность канала.

24. Компактные коды Хаффмена. Принципы сжатия данных. Адаптивные сжатие - LZ коды. Кодирование длины серий символов. Сравнение методов сжатия данных.

25. Корректирующие коды. Двоичные линейные коды. Расстояние Хемминга. Коды Хемминга. Циклические коды.

3. Опд.Ф.07 - Оптическое материаловедение

26. Определение понятия “кристалл”. Трансляционная и точечная симметрия. Представление о группах симметрии. Ограничения на точечную симметрию, накладываемые трансляционной симметрией. Кристаллические классы.

27. Классификация дефектов в кристаллах. Вакансии. Пластическая деформация, скольжение и дислокации. Экспериментальные методы наблюдения дислокаций. Кристаллические блоки. Дислокационная модель границ блоков.

28. Выращивание кристаллов из растворов. Метод пересыщения раствора. Методы выращивания кристаллов из газовой фазы.

29. Выращивание из расплава. Метод зонной плавки. Метод направленной кристаллизации. Метод Стокбаргера. Метод Чохральского.

30. Строение стекла по данным дифракционных исследований: ближний, средний и дальний порядки. Понятие структурной единицы стекла, примеры структурных единиц силикатных и боратных стекол.

31. Температура стеклования и ее связь с температурой плавления вещества и прочностью химических связей структурных единиц. Что такое «длина стекла», как она связана с его структурой.

32. Стеклообразный кремнезем: два основных технологических принципа получения стеклообразного кремнезема, отличие оптических свойств стекол, получаемых этими методами.

33. Боросиликатные кроны, специфика их свойств и основы технологии. Общая характеристика практических составов стекол, области применения в оптике.

34. Стекла группы флинтов, специфика их свойств и основы технологии. Общая характеристика практических составов стекол, области применения в оптике.

35. Фосфатные стекла, специфика их свойств и основы технологии. Общая характеристика практических составов стекол, области применения в оптике.

36. Халькогенидные стекла для инфракрасной оптики

37. Общие свойства оптических материалов. Классификация оптических материалов по области применения. Материалы для передачи изображения и световых потоков. Дисперсия показателя преломления. Диаграммы Аббе для стёкол и кристаллов.

38. Общий вид частотной зависимости показателя преломления. Область прозрачности и области фундаментального поглощения, их взаимное расположение. Нормальная и аномальная дисперсия.

39. Оптические характеристики, используемые для феноменологического описания оптических материалов в диапазоне их прозрачности. Главный показатель преломления, средняя дисперсия и коэффициент дисперсии (число Аббе). Хроматическая аберрация. Выбор пар стекол для исправления хроматических аберраций в линзовых системах.

40. Понятие о нормируемых и справочных характеристиках оптического материала. Нормируемые характеристики бесцветного оптического стекла: главный показатель преломления, средняя дисперсия, однородность партии заготовок по этим характеристикам, бессвильность, двойное лучепреломление, пузырность, интегральный показатель ослабления.