Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Optyka fourierowska i dyfrakcyjna
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Tomasz Kozacki
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
brak
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2012/2013
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
wykład 30, przygotowanie do egzaminu i 100 godz. = 4 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
wykład 30 30 godz. = 1 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład450h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Optyka instrumentalna, podstawy fotoniki
Limit liczby studentów:
40
Cel przedmiotu:
Zapoznanie się z optyką fourierowską, teoretycznym opisem fali EM, jej oddziaływaniem z ośrodkiem i elementami optycznymi. Poznanie podstaw teoretycznych narzędzi do numerycznej analizy systemów optycznych i mikro optycznych wykorzystujących optykę falową.
Treści kształcenia:
1. Układy liniowe i transformacja Fouriera. Własności ciągłej transformacji Fouriera. Dyskretna transformacja Fouriera (DFT). 2. Propagacja fali – podstawy. Fala elektromagnetyczna, postać rzeczywista i zespolona fali. Równania Maxwella. Równanie falowe w ośrodku bezźródłowym. Postać rzeczywista i zespolona fali, EM fala płaska. 3. Skalarna teoria dyfrakcji – metody dokładne i przybliżone. Skalarna teoria dyfrakcji, równanie Helmholtza. Rozkład na fale płaskie (PWS). Dyfrakcja Rayleigh-Sommerfelda (RS) – pierwsza i druga formuła. Przyosiowe równanie falowe. Dyfrakcja w strefie Fresnela i Fraunhofera. Widmo fal płaskich: szczeliny, siatki dyfrakcyjnej fazowej i amplitudowej. Metody numeryczne propagacji pola w wolnej przestrzeni z wykorzystaniem DFT (PWS, RS i dyfrakcja Fresnela). 4. Obrazowanie dla koherentnych i niekoherentnych układów optycznych. Cienkie elementy optyczne, soczewka cienka. Analiza częstotliwościowa koherentnego układu optycznego. Obrazowanie jako 2D operacja filtrowania, efekt skończonej apertury w układach optycznych. Optyczna funkcja przenoszenia (OTF). Odpowiedź częstotliwościowa niekoherentnego dyfrakcyjnie ograniczonego układu optycznego. Funkcja przenoszenia kontrastu (MTF). Obrazowanie koherentne a niekoherentne. Odwzorowanie z rozdzielczością przekraczającą ograniczenia dyfrakcyjnie. 5. Dystrybucja Wignera. Przestrzenno-częstotliwościowa analiza fali optycznej i układów optycznych.
Metody oceny:
egzamin
Egzamin:
tak
Literatura:
R. Jóźwicki: Podstawy Inżynierii Fotonicznej, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2006. J. W. Goodman: Introduction to Fourier Optics, 2nd ed., McGraw-Hill, New York 1996 O. K. Ersoy: Diffraction, Fourier Optics and Imaging, John Wiley & Sons, Hoboken 2007 M. Born, E. Wolf: Principles of Optics, 7-th (expanded) ed., Cambridge University Press, New York 1999 B.E.A. Saleh, M.C. Teich: Fundamentals of Photonics, 2nd ed., John Wiley & Sons, New York 2007
Witryna www przedmiotu:
http://zif.mchtr.pw.edu.pl/
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt OFiD_W02
ma podstawową wiedzę z zakresu propagacji pola optycznego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01, K_W02
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W01
Efekt OFiD_W03
Umie przeprowadzić przestrzenno częstotliwościową analizę układów optycznych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04
Efekt OFiD_W04
Ma podstawową wiedzę w zakresie techniki obrazowania
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01, K_W02
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W01
Efekt OFiD_W01
ma podstawową wiedzę z zakresu optyki Fourierowskiej
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04