ОПД.Ф.09 - Основы оптоинформатики

61. Физические и технические пределы по потребляемой мощности элементарной электронной логической ячейки. Энергетический предел передачи информации.

62. Аналоговые оптические вычисления. Аналоговый оптический процессор Enlight 256.

63. Распознавание образов с помощью голографии. Ассоциативная голографическая память.

64. Оптическая бистабильность. Оптические логические элементы. Полностью оптическая логическая ячейка.

65. Оптический транзистор. Оптические цифровые процессоры, устройство, основные параметры.

66. Мировой рынок лазеров. Место в нем полупроводниковых лазеров.

67. Поглощение и генерация оптического излучения в полупроводниках. Устройство и работа простейшего полупроводникового лазера.

68. Полупроводниковые лазеры на основе гетероструктур. Лазеры на многослойных квантово-размерных структурах.

69. Полупроводниковые лазеры с вертикальным резонатором (VCSEL). Волоконные лазеры и усилители.

70. Методы генерации сверхкоротких импульсов. Лазерные источники фемтосекундных импульсов.

71. Нелинейные оптические эффекты в волокнах. Усиление оптических сигналов в волоконно-оптических линиях связи. Солитонные волоконно-оптические линии связи.

72. Локальная и распределенная запись информации, оптические дисковые системы записи и хранения информации, магнитооптические технологии, голографические технологии.

73. Квантовая криптография и квантовые вычисления:перспективы использования и ограничения.

74. Оптические нейронные сети, оптические системы нечеткой и нейро-нечеткой логики.

75. Фотонные кристаллы. Использование фотонных кристаллов для передачи, хранения и обработки информации.

 

СД.03 - Волноводная фотоника

76. Закон Снеллиуса. Формулы Френеля, Полное внутреннее отражение. Эффект Гуса-Хенкена. Геометрическая оптика плоских волноводов: Зигзагообразные волны. Волноводные моды. Условие резонанса. Дисперсионное уравнение и его графическое решение. ТЕ и ТМ-моды. Эффективный показатель преломления волновода. Эффективная толщина волновода. Профили показателя преломления волновода. Пленочный, градиентный и заглубленный волноводы. Распределение полей волноводных мод.

77. Оптическое волокно - общие положения. Лучи в оптических волокнах. Моды оптических волноводов. Константа распространения и фазовая скорость. Оптические характеристики волокна: затухание, хроматическая дисперсия, поляризационная модовая дисперсия. Геометрические характеристики. Механические характеристики.

78. Общая классификация оптических волокон. Классификация регулярных оптических волокон. Сравнение многомодовых и одномодовых волокон. Многомодовое градиентное волокно. Основные типы одномодовых волокон: ступенчатое одномодовое волокно, одномодовое волокно со смещенной дисперсией, одномодовое волокно с ненулевой смещенной дисперсией. Требования к волокну в высокоскоростных магистралях. Фотоннокристаллическое волокно.

79. Планарные оптические элементы: Фокусирующие планарные элементы. Геодезические линзы. Линзы дифракционного типа: голографические, рельефные. Решетки с переменным периодом. Линзы Люнеберга. Пространственно селективные элементы. Поляризаторы. Волноводные переходы и рупоры. Связанные канальные волноводы. Разветвления и пересечения канальных волноводов. Коннекторы. Соединения канальных и волоконных световодов. Мультиплексирование спектральных каналов. Планарные спектральные мультиплексоры для сверхплотной передачи информации.

80. Волокна, как активная среда, для волоконных лазеров и усилителей. Волокна для накачки волоконных лазеров. Волокна для оптических мультиплексоров и демультиплексоров. Волокна для оптических модуляторов. Волокна для оптических фильтров. Волокна для компенсации дисперсии. Волокна для источников суперконтинуума. Анизотропные оптические волокна. Фотонно-кристаллические (микроструктурированные) волокна.

 

 

СД.02 - Лазерные, нелинейные и регистрирующие среды

81. В чем состоит различие между механизмами уширения спектральных линий в стёклах и кристаллах?

82. Как зависят вероятности излучательных и безызлучательных переходов от величины энергетического зазора между электронными уровнями?

83. Объясните отличие путей разработки атермальных лазерных стекол и кристаллов.

84. Почему эффективность нелинейных процессов соизмерима с эффекитивностью линейных процессов несмотря на то, что величина квадратично-нелинейной восприимчивостей ~на 11 порядков меньше величины линейной восприимчивости для эффектов и ~на 22 порядка меньше для кубично-нелинейной восприимчивости?

85. Какие нелинейно-оптические эффекты обусловлены квадратичной нелинейной восприимчивостью и какие кубичной нелинейной восприимчивостью?

 

Стеклообразные полупроводники для фотоники

 

86. Специфика структуры халькогенидных стекол по сравнению с оксидными.

87. Специфика оптических свойств халькогенидных стеклообразных полупроводников в областях электронных и колебательных возбуждений.

88. Фотоиндуцированные структурные превращения в халькогенидных стеклообразных полупроводниках и их проявления в оптических свойствах этих материалов.

89. Халькогенидные стекла как материалы для волоконных Брэгговских диффракционных решеток: их преимущества и задачи, решаемые с их помощью.

90. Халькогенидные стекла как акусто-оптические материалы: их преимущества и задачи, решаемые с их помощью.

91. Халькогенидные стекла как нелинейные оптические материалы: их преимущества и задачи, решаемые с их помощью.

 

 

ЕН.Ф.07 - Физика твёрдого тела

 

92. Точечные дефекты в кристаллах. Типы дефектов. Их свойства и применение.

93. Энергетические зоны и зоны Бриллюэна. Одномерный и двумерный случаи.

94. Генерация и рекомбинация электронов и дырок в полупроводниках.

95. Плазменная частота в металлах и полупроводниках. Влияние колебаний плазмы свободных электронов на спектр отражения и поглощения.

96. Фазовые переходы в кристаллических твердых телах.

 

Список рекомендованной литературы к государственному экзамену

 

ЕН.Ф.06 - Оптическая физика

1. Бутиков Е.И. Оптика: учебное пособие для студентов физических специальностей вузов / Е.И. Бутиков. - 2-е изд. - СПб.: Нев. диалект, 2003. - 480 с.

2. Ахманов С.А. Физическая оптика: учебное пособие / С.А. Ахманов, С.Ю. Никитин. – 2-е изд. – М.: Изд-во МГУ; Наука, 2004. –654 с.

3. Ландсберг Г.С. Оптика: учебное пособие для студентов физических специальностей вузов / Г.С. Ландсберг. – 6-е изд. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 848 с.

4. Калитеевский Н.И. Волновая оптика: учебное пособие для студентов вузов / Н.И. Калитеевский. – 3-е изд. – М.: Высш. шк., 1995. – 463 с.

5. Нагибина И.М. Прикладная физическая оптика: учебное пособие для студентов вузов / И.М. Нагибина, В.А. Москалев, Н.А. Полушкина, В.Л. Рудин. – 2-е изд. - М.: Высш. шк., 2002. – 565 с.

6. Матвеев А.Н. Оптика: учебное пособие для студентов физических специальностей вузов / А.Н. Матвеев. - М.: Высш. шк., 1985. – 351 с.

7. Борн М., Вольф Э. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф. - 2-е изд.; перевод с англ. - М.: Наука, 1973. – 719 с.

ОПД.Ф.07 - Оптическое материаловедение

1. Фельц А. Аморфные и стеклообразные твёрдые тела. – М: 1986.

2. Желудев И.С. Физика кристаллов и симметрия. М.: Наука, 1987.

3. Синельников Б.М. Физическая химия кристаллов с дефектами: учебное пособие, Высшая школа, 2005, 136 с.

4. Каминский А.А., Аминов Л.К., Ермолаев В.Л. и др. Физика и спектроскопия лазерных кристаллов. М. Наука. 1986, с.125-179

5. Демкина, Л. И. Физико-химические основы производства оптического стекла. Л.: Химия, 1976. - 456 c.

6. Пржевуский А. К. Оптическое материаловедение: Моделирование оптических материалов и процессов. Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО., 2008.

7. Немилов С.В. Оптическое материаловедение: Физическая химия стекла. Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2009 г.

ОПД.Ф.08 - Основы фотоники

1. Салех Б., Тейх М. Фотоника. Издательский дом «Интеллект», 2010, 1440 стр.

2. Ларкин А.И. Когерентная фотоника. Бином, 2007. - 319 с.

3. Основы оптико – электронных измерений в фотонике: Учебное пособие для вузов/ Иванов В.С., Золотаревский Ю.М., Котюк А.Ф. и др. Логос, 2004. - 496 с.

4. Ишанин Г. Г., Козлов В.В. Источники излучения. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005. - 395 с.

5. Близнюк В.В., Гвоздев С.М. Квантовые источники излучения. М.: «ВИГМА», 2006. - 400 с.

6. Розеншер Э., Винтер Б. Оптоэлектроника. М.: Техносфера, 2004.- 589 с.