Detail předmětu
Inženýrská optika
FSI-TIO Ak. rok: 2019/2020 Zimní semestr
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.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
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.
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.
Učební cíle
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.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program M2A-P: Aplikované vědy v inženýrství, magisterský navazující
obor M-FIN: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, povinný
Program M2A-P: Aplikované vědy v inženýrství, magisterský navazující
obor M-PMO: Přesná mechanika a optika, povinný
Program M2I-P: Strojní inženýrství, magisterský navazující
obor M-VAS: Výroba automobilových světel a technických svítidel, 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.
Laboratorní cvičení
12 hod., povinná
Osnova
Koherenční délka He-Ne laseru.
Laserinetrferometr.
Aplikace laserů.
Laserová mikrointerferometrie.
Polarizace světla.
Výpočtové operace pomocí světla.
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.