Phys_Optics / Вопросы

ОСНОВЫ ФИЗИЧЕСКОЙ ОПТИКИ «ФОТОНИКА»

Шамрай Александр Валерьевич

Билет №1

• Приближение лучевой оптики. Принцип Ферма. Законы Снеля. Построение изображений

Билет №2

• Волновая оптика. Законы отражения и преломления. Степень когерентности (пространственная и временная)

Билет №3

• Интерференция света. Дифракционная решетка, интерферометры. Применение интерферометров.

Билет №4

• Дифракция света. Параксиальное приближение. Зоны Френеля. Плоские отверстия и экраны.

Билет №5

• Фурье оптика. Пространственные частоты. Передаточная функция оптической системы. Приближение Френеля и приближение Фраунгофера. Оптическая обработка изображений.

Билет №6

• Разрешающая способность оптической системы. Дифракционный предел.

Билет №7

• Голография: принципы записи и восстановления изображений. Типы голограмм. Практические применения.

Билет №8

• Периодические слоистые среды. Формализм матриц переноса. Закон Брэгга. Интерференционные фильтры, Брэгговские решетки, фотонные кристаллы.

Билет №9

• Оптика световых пучков. Гауссов пучок. Изменение формы пучка.

Билет №10

• Оптические резонаторы. Фабри-Перо эталон. Продольные и поперечные моды резонатора.

Билет №11

• Электромагнитная теория света. Интенсивность, мощность, энергия. Вектор Пойнтинга. Давление света. Коэффициенты отражения и пропускания. Угол Брюстера.

Билет №12

• Поляризация света. Сфера Пуанкаре, параметры Стокса, матрицы Джонса. Поляризаторы

Билет №13

• Распространение света в диэлектрической среде. Поглощение и дисперсия. Комплексная диэлектрическая проницаемость и показатель преломления. Соотношение Крамерса-Кронига.

Билет №14

• Распространение оптических импульсов. Огибающая и несущая. Групповая скорость. Влияние дисперсии. «Быстрый» и «медленный» свет.

Билет №15

• Оптика анизотропных сред. Оптическая индикатриса. Одноосные и двуосные кристаллы. Оптическая активность.

Билет №16

• Линейный и квадратичный электрооптические эффекты Электрооптические модуляторы.

Билет №17

• Магнитооптика. Изоляторы и циркуляторы на эффекте Фарадея.

Билет №18

• Нелинейные оптические эффекты. Генерация второй гармоники. Способы получения условий фазового синхронизма. PPLN.

Билет №19

• Нелинейные оптические эффекты. Параметрические нелинейные процессы. Четырехволновое взаимодействие. Оптическое обращение волнового фронта.

Билет №20

• Нелинейные оптические в волноводах. Оптические солитоны.

Билет №21

• Нелинейные оптические в волноводах. Вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР) и вынужденное рассеяние Мандельштама Бриллюэна (ВРМБ)

Билет №22

• Квантовая оптика. Свойства фотонов: энергия, импульс, волновая функция. Энергетические уровни и их заселенность. Коэффициенты Эйнштейна. Излучение черного тела.

Билет №23

• Лазеры. Усиление. Инверсия населенности. 3 и 4 уровневые системы. Накачка. Уширение линии

Билет №24

• Полупроводниковые источники света. Зонная теория полупроводников. Излучательные и безызлучательные (прямые и непрямые) переходы. Материалы для источников света. Pn переход. Накачка током. Светодиоды.

Билет №25

• Лазерные диоды. Pn переход. Накачка током. Инверсия населенности. Гетероструктуры. Квантовые ямы и квантовые точки. Конструкции лазерных диодов. Полосковые, DFB, VCEL.

Билет №26

• Лазерные диоды. Pn переход. Накачка током. Инверсия населенности. Гетероструктуры. Квантовые ямы и квантовые точки. Конструкции лазерных диодов. Полосковые, DFB, VCEL.

Билет №27

• Волоконные усилители. Er3+ в кварцевом стекле. Оптимальная концентрация и кластеризация. Дополнительное легирование Yb. Система уровней. Спектральная полоса усиления. Длины волн накачки. EDFA, базовые схемы и принципы работы волоконных усилителей, типичные характеристики.

Билет №28

• Волоконные лазеры. Лазеры на основе волокна легированного Er3+ ВКР лазеры. Система уровней. Длины волн накачки и генерации. Проблемы ввода излучения накачки для мощных лазеров. Ограничения, связанные с нелинейностью. Области применения.

Билет №29

• Системы оптической связи. Базовые принципы волоконно-оптической связи. Пропускная способность оптического волокна, факторы ее ограничивающие. Стандарты. Форматы модуляции. Мультиплексирование каналов.

Билет №30

• Системы оптической связи. Базовые принципы волоконно-оптической связи. Характеристики для описания системы оптической связи. Пропускная способность оптического волокна, факторы ее ограничивающие. Стандарты. Форматы модуляции. Мультиплексирование каналов.

Билет №31

• Системы оптической связи. Отдельные компоненты систем оптической связи: лазерные диоды, фотоприемники, мультиплексоры, модуляторы, оптические усилители. Требования и типовые характеристики.

Билет №32

• Системы оптической связи. Предельные достижимые параметры систем оптических телекоммуникаций. Ограничивающие факторы. Линейные: потери, дисперсия. Компенсация дисперсии. Нелинейные оптические эффекты: ВКР, самомодуляция (self phase modulation), четырехволновое смешение (FWM), нестабильность модуляции (MI).

5