Detail předmětu

Inženýrská optika

FSI-TIOAk. rok: 2018/2019

Inženýrská optika se zabývá aspekty optiky a vychází z užití výsledků moderní optiky k řešení inženýrských problémů. Obsah předmětu je zaměřen na následující problematiku: přenos a zpracování optických informací, prvky speciálních měřicích optických soustav, nedestruktivní měřicí metody, holografii, optickou korelaci a prostorovou filtraci, krystalooptiku, elektrooptické a akustooptické prvky, lasery a jejich vybrané aplikace.

Výsledky učení předmětu

Trajektorie světla v gradientním prostředí. Vztah mezi koherenční délkou a spektrální šířkou záření. Fyzikální princip činnosti laserů. Volné šíření a transformace gaussovského svazku. Optická anizotropie. Využití elektrooptického a akustooptického jevu. Holografická interferometrie. Speckle interferometrie. Koherentní optické korelátory.

Prerekvizity

Znalosti a dovednosti z teorie elektromagnetického pole, geometrické optiky, vlnové optiky a základních metod optických měření.

Doporučená nebo povinná literatura

KEIGO IIZUKA. Engineering Optics. Berlin: Springer, 1983. 489 p.
SALEH, B.E.A., TEICH, M.V.C.: Fundamentals of Photonics. New York: Wiley, 1991. 966 p.
YOUNG, M.: Optics and Lasers. Berlin: Springer, 2000. 498 p.
LIŠKA, M.: Optické sešity. (Texty k přednáškám.) Brno: VUT 2014/2015.
MALACARA, D., THOMPSON, B. J.: Handbook of optical engineering. New York: MARCEL DEKKER, 2001. 978 p.
RASTOGI, P.K., INAUDI, D.: Trends in optical nondestrucvtive testing and inspection. Amsterdam: Elsevier, 2000. 633 p.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Písemná zkouška - řešení zadaných problémů.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

Cílem kurzu je vytvořit ucelený přehled o poznatcích koherenční optiky.
Úkolem kurzu je seznámit studenty se současnými aplikacemi moderní otpiky: laserová anemometrie, vytyčování přímek a rovin pomocí laserů, elektrooptické a akustooptické modulátory a deflektory, nedestruktivní metody kontroly a diagnostiky, přenos a zpracování optických informací.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Aktivní účast ve cvičeních. Forma nahrazování: Vypracování pojednání (esejí) na zadaná témata.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-FIN , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný
    obor M-PMO , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-VAS , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Šíření světla v nehomogenním prostředí. Rovnice eikonálu.
Vlnovodná optika. Mody vlnovodu.
Vláknová optika. Vlákna se stupňovitou a gradientní změnou indexu lomu.
Maticová reprezentace šíření paprsku optickou soustavou.
Koherence světla. Časová a prostorová koherence.
Fyzikální princip činnosti laserů. Optické rezonátory. Typy laserů.
Gaussovský svazek. Vlastnosti. Volné šíření a transformace optickou soustavou.
Vybrané aplikace laserů: interferometrie, anemometrie, vytyčování přímek a rovin.
Nedestruktivní metody kontroly a diagnostiky: Holografická interferometrie. Koherentní zrnitost. Vizualizace fázových objektů (tomografie).
Krystalooptika. Popis polarizace světla Jonesovými vektory. Elektrooptika a akustooptika.
Moiré.

Cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Výpočet trajektorie světla v gradientním prostředí.
Použití maticové reprezentace k výpočtu šíření světla optickou soustavou.
Výpočet koherenční délky ze spektrálních charakteristik záření.
Výpočet charakteristik gaussovského svazku. Transformace gaussovského svazku.
Výpočet parametrů elektrooptického modulátoru světla a akustooptického deflektoru světla.

Laboratoře a ateliéry

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Koherenční délka He-Ne laseru.
Laserinetrferometr.
Aplikace laserů.
Laserová mikrointerferometrie.
Polarizace světla.
Výpočtové operace pomocí světla.