Sylabus predmetu

Základné pojmy

Kla­si­fi­ká­cia pro­stre­dí, dĺž­ko­vé šká­ly (ho­mo­gén­ne pro­stre­die, fo­to­nic­ký kryš­tál, me­ta­ma­te­riál, ne­ho­mo­gén­ne pro­stre­die), Ma­xwel­lo­ve rov­ni­ce v ma­te­riá­lo­vom pro­stre­dí, Mo­noc­hro­ma­tic­ká vl­na, mo­noc­hro­ma­tic­ká ro­vin­ná vl­na, vl­no­vý vek­tor, per­mi­ti­vi­ta a per­me­a­bi­li­ta pro­stre­dia, im­pe­dan­cia pro­stre­dia, fá­zo­vá rých­losť, gru­po­vá rých­losť, Po­yn­tin­gov vek­tor, hus­to­ta ener­gie, in­ten­zi­ta žia­re­nia, Dis­perz­ný vzťah, per­mi­ti­vi­ta die­lek­tri­ka – Lo­rent­zov mo­del, per­mi­ti­vi­ta ko­vu – Dru­de­ho mo­del, dis­perz­ný dia­gram, sve­tel­ný kužel.

Rozhranie prostredí

TE, TM po­la­ri­zá­cia (s a p po­la­ri­zá­cia), rie­še­nie Ma­xwel­lo­vych rov­níc na ro­z­hra­ní, vzťa­hy pre \(\vec E, \vec H\) na ro­z­hra­ní, roz­klad vek­to­ra \(\vec k\) na rov­no­bež­nú a kol­mú zlož­ku vzhľa­dom na ro­z­hra­nie pro­stre­dí, ma­ti­ca pre­no­su ro­z­hra­nia pre rôz­ne po­la­ri­zá­cie, ma­ti­ca pre­no­su ho­mo­gén­ne­ho pro­stre­dia, ma­ti­ca pre­no­su sú­sta­vy plan­pa­ra­lel­ných pro­stre­dí a ro­z­hra­ní, am­pli­tú­da ko­efi­cien­tu od­ra­zu a pre­cho­du, ref­lek­ti­vi­ta, trans­mi­si­vi­ta, ab­sorb­tan­cia, Fres­ne­lo­ve ko­efi­cien­ty, Bre­ws­te­rov uhol, úpl­ný od­raz, medz­ný uhol, ten­ká plan­pa­ra­lel­ná vrstva – Fab­ry­ho-Pe­ro­to­va in­ter­fe­ren­cia, via­za­ná vlna.

Jednorozmerný fotonický kryštál

De­fi­ní­cia 1D PhC, Dis­perz­ný dia­gram fo­to­nic­ké­ho kryš­tá­lu, za­ká­za­né pá­sy, kon­trast in­de­xov lo­mu, ší­re­nie svet­la pod rôz­ny­mi uhla­mi; Štvr­ť­vl­no­vá mul­ti­vrstva (qu­ar­ter stack), po­lo­ha za­ká­za­né­ho pá­su, šír­ka za­ká­za­né­ho pá­su; Ana­lý­za 1D fo­to­nic­ké­ho kryš­tá­lu po­mo­cou ma­ti­ce pre­no­su, pod­mien­ka ší­re­nia vl­ny, hra­ni­ce za­ká­za­né­ho pá­su; Ko­neč­ný fo­to­nic­ký kryš­tál, úpl­ný za­ká­za­ný pás; Po­ru­cha vo fo­to­nic­kom kryš­tá­li, mo­del in­te­rak­cie mó­du po­ru­chy s oko­li­tým po­ľom – špe­ciál­ne rie­še­nie v sy­met­ric­kom prí­pa­de; ap­li­ká­cie 1D fo­to­nic­kých kryš­tá­lov, in­ter­fe­renč­né zrkad­lá a filtre.

Dvojrozmerný fotonický kryštál

De­fi­ní­cia 2D PhC, rôz­ne uspo­ria­da­nia a tva­ry ele­men­tov; Geomet­ric­ké vlast­nos­ti 2D PhC, ele­men­tár­na bun­ka, re­cip­ro­ký pries­tor, 1. Bril­lu­ino­va zó­na štvor­co­vé­ho a šesť­u­hol­ní­ko­vé­ho uspo­ria­da­nia; Hlav­ná vl­no­vá rov­ni­ca fo­to­nic­ké­ho kryš­tá­lu (mas­ter equ­ati­on); Dis­perz­ný dia­gram veľ­mi sla­bo mo­du­lo­va­né­ho fo­to­nic­ké­ho kryš­tá­lu, pá­so­vá štruk­tú­ra; Vznik za­ká­za­ných pá­sov v rôz­nych po­la­ri­zá­ciách, úpl­ný za­ká­za­ný pás v prí­pa­de rov­no­bež­né­ho ší­re­nia; Roz­klad do ro­vin­ných vĺn (pla­ne wa­ves expan­si­on), Blo­cho­va-Flo­qu­e­to­va te­oré­ma; Po­ru­chy mriež­ky bo­do­vé, čia­ro­vé; ko­neč­ný 2D fo­to­nic­ký kryš­tál, vy­uži­te ako vl­no­vod; 3D fo­to­nic­ký kryštál.

Fotonická vrstva

De­fi­ní­cia a zá­klad­né pa­ra­met­re fo­to­nic­kej 2D vrstvy; Dif­rak­cia na pe­ri­odic­kej štruk­tú­re, zá­por­ný lom; Fo­to­nic­ký pla­nár­ny vl­no­vod; Na­vä­zo­va­nie svet­la do vl­no­vo­du, le­a­ky mó­dy a gu­ided mó­dy; Me­ra­nie geomet­ric­kých vlast­nos­tí fo­to­nic­kej vrstvy po­mo­cou Brag­gov­ho spät­né­ho od­ra­zu; Me­ra­nie le­a­ky mó­dov a ich dis­perz­ných dia­gra­mov, expe­ri­men­tál­na sché­ma me­ra­nia, iden­ti­fi­ká­cia Fan­no­vych re­zo­nan­cií ako le­a­ky mó­dov a Fab­ry­ho-Pe­ro­to­vych in­ter­fe­ren­cií v 2D spek­trách uhlov do­pa­du a azi­mu­to­vých spek­trách; Izo­frek­venč­né kriv­ky a plo­chy, zá­por­ný lom; ap­li­ká­cie fo­to­nic­kých vrstiev.

Viazané vlny

Eva­nes­cent­ná vl­na, pod­mien­ka exis­ten­cie via­za­nej vl­ny ana­lý­zou ma­ti­ce pre­no­su, ima­gi­nár­na zlož­ka vl­no­vé­ho vek­to­ra \(k_z\); pla­nár­ny vl­no­vod, optic­ké vlák­no, po­ru­chy vo fo­to­nic­kých kryš­tá­loch, hra­ni­ce fo­to­nic­kých kryš­tá­lov; Po­vr­cho­vý plaz­món po­la­ri­tón (SPP) a re­zo­nan­cia po­vr­cho­vé­ho plaz­mó­nu (SPR); Rie­še­nie Ma­xwel­lo­vych rov­níc na ro­z­hra­ní dvoch pro­stre­dí, pod­mien­ka exis­ten­cie SPP, dis­perz­ný vzťah SPP, hĺb­ka vni­ku SPR do pro­stre­dí, dis­perz­ná kriv­ka pre re­ál­ny kov, sta­bi­li­ta SPP, rôz­ne spô­so­by exci­tá­cie SPP, vy­uži­tie SPP v bio­sen­zo­roch, TIRE; Lo­ka­li­zo­va­né plaz­mó­ny na na­no­čas­ti­ciach, aplikácie.

Metamateriály

de­fi­ní­cia me­ta­ma­te­riá­lu, ume­lý kov, zá­por­ná per­me­a­bi­li­ta; left-han­ded ma­te­riál, hus­to­ta ener­gie a dis­per­zia, vlast­nos­ti left-han­ded ma­te­riá­lov, zá­por­ný in­dex lo­mu, zá­por­ný lom, me­ra­nie zá­por­né­ho in­de­xu lo­mu, pla­nár­na vrstva ako šo­šov­ka, do­ko­na­lá šo­šov­ka, zo­sil­ne­nie eva­nes­cent­ných vĺn, štruk­tú­ra LH ma­te­riá­lov, zne­vi­di­teľ­ne­nie čas­ti pries­to­ru, mag­ne­tic­ká odoz­va v ob­las­ti optic­kých frek­ven­cií, fo­to­nic­ké kryš­tá­ly s LH materiálom.

Stiah­nuť PDF.