Хорариум: 30 + 0 + 0 = 30 часа
Кредити (ECTS): 3,0
Лектор: проф. дфн Иван Христов
Анотация:
Курсът по “Матрична Оптиката” е надстройка над общия курс по физика, раздел “Оптика”. Днес този метод е считан за основен и широко прилаган инструмент. Чрез този курс студентите от бакалавърската програма ще придобият знания и умения, необходими за пресмятане на общи и специфични задачи от областта на параксиалната оптика. В първия част се дефинира параксиалното пространство на произволна центрирана оптична система, разглеждат се неговите линейни свойства и се въвежда матричния формализъм. Във вторият раздел, с помощта на матричният метод, се изследват основните свойства на произволна оптична система, определят се нейните кардиналните точки. Въвежда се понятието ейконал и се прилага при решаване на дифракционни задачи. Третата част е посветена на матричното описание на лазерен резонатор. Изследва се стабилността и модовата структура на произволен резонатор.
Курсът се предлага като изборен за всички специалности с изключение на “Фотоника и лазерна физика”, където е задължителен.
Предварителни изисквания:
За успешното провеждане на занятията на предлагания курс е необходимо студентите добре да познават:
- методите на матричното смятане: събиране, изваждане, умножение, делене и транспониране на матрици, намиране на детерминантите им, привеждането им към диагонален вид, намиране на собствените стойности и собствените вектори на унимодулярни матрици,
- геометрична оптика от общия курс по физика, раздел “Оптика”.
Програма на курса:
- Основни понятия от матричното смятане. Геометрична и физична оптика - предмет и приложение. Параксиално пространство – дефиниция. Условия за приложимост на матричните методи в параксиалната оптика. (2 уч.часа)
- Матрица на преобразуване на координатите на лъчите. Лъчев вектор. Матрица Т на преместване. Смисъл на величината приведена дебелина. (2 уч.часа)
- Матрица R на пречупване. Оптична сила на произволна оптична система. (2 уч.часа)
- Матрица на преобразуване на лъчите в оптична система, формираща образ. Свойства на произведенията T1T2, TR, R1R2. (2 уч.часа)
- Осмисляне на елементите на матрицата M. Експериментално определяне на елементите на матрицата M. (2 уч.часа)
- Кардинални точки на оптичната система – дефиниция. Определяне на положението им от елементите на матрицата M. (2 уч.часа)
- Матричен оператор на дебела и тънка леща. Гаусови константи. (2 уч.часа)
- Матрично описание на децентрирана оптична система. (2 уч.часа)
- Оптична система с една или повече отразяващи повърхности. Матричен оператор на произволна катадиоптрична система. Прозрачна сфера в ролята на ретрорефлектор и на дебела леща. (2 уч.часа)
- Матрично описание на трансформацията на сферичен вълнов фронт. Правило ABCD – извеждане. (2 уч.часа)
- Параксиален модел на оптичен лазерен резонатор. Матричен оператор на резонатор. (2 уч.часа)
- Собствени стойности и собствени вектори на матричния оператор на резонатор. Стабилен и нестабилен резонатор. (2 уч.часа)
- Приложение на правилото ABCD при решаване на оптични задачи с Гаусови снопове. (2 уч.часа)
- Описание на ейконала чрез елементи на матрицата. Ейконал на лъчите през въздушен слой с дебелина t. Ейконал на лъчите между двете фокални равнини на оптична система. Ейконал между двойка спрегнати опорни равнини. (2 уч.часа)
- Ейконал в параксиалното пространство. Приложение: дифракционни задачи на Фраунхофер и Френел в параксиалното пространство. (2 уч.часа)
Формата на контрол е текуща оценка
Основна литература:
- Джеррард, Бърч, Введение в матричную оптику, Мир, Москва, 1987.
- Х. Стоянов, Оптика, Унив. Изд. Св. Кл. Охридски, 2009.
Допълнителна литература:
- Handbook of Optics, edited by W.J. Driscoll, McGraw Hill Book Company, N.Y., 1978.
Съставил програмата: доц. д-р Християн Ю. Стоянов
март 2013 г.
Вашите коментари изпращайте
тук
2014-04-02
