Παρουσίαση/Προβολή

(GEO713) -  ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΜΕΡΛΕΜΗΣ

Περιγραφή Μαθήματος

Σκοπός του μαθήματος

Κύριος στόχος του μαθήματος είναι η εξειδίκευση των γνώσεων των φοιτητών και η απόκτηση δεξιοτήτων σε επιλεγμένα θέματα τεχνολογικών εφαρμογών που βασίζονται στην αλληλεπίδραση ακτινοβολίας-ύλης, στις τεχνολογίες των οπτικών οργάνων και των σύνθετων οπτικών συστημάτων,  στις τεχνολογίες των laser και στη φωτονική.  

Ειδικότερα, μετά το τέλος του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε θέση:

• να επεξηγούν σε μη ειδικούς τους μηχανισμούς αλληλεπίδρασης Ύλης & Ακτινοβολίας λαμβάνοντας υπόψη και στοιχεία από τη σύγχρονη κβαντομηχανική.
• να σχεδιάζουν σύνθετα οπτικά συστήματα και να προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά τους.
• να αξιολογούν κριτικά τους διαφορετικούς τύπους και τεχνολογίες των laser, τον τρόπο λειτουργίας τους και τις εφαρμογές τους στην βιομηχανία, τις επικοινωνίες, τη πληροφορική, την τηλεπισκόπιση και τη γεωπληροφορική γενικότερα.
• να προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά των οπτικών ινών και να αξιολογούν τη χρήση τους στις οπτικές επικοινωνίες.
• να αναγνωρίζουν και να αξιολογούν κριτικά τις τεχνικές της συμβολομετρίας και τις εφαρμογές της.
• να προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά οργάνων φασματομετρίας έχοντας αφομοιώσει τους βασικούς φυσικούς μηχανισμούς στους οποίους στηρίζεται η τεχνολογία για την ανίχνευση ακτινοβολίας και η φασματική ανάλυση.
• να αναλύουν και να εκμεταλλεύονται τις επερχόμενες τεχνολογικές εξελίξεις στον τομέα της φωτονικής και να αξιολογούν κριτικά την επίδραση τους στην γεωπληροφορική, την πληροφορική γενικότερα και τις τηλεπικοινωνίες.
• να αναζητούν και να αξιολογούν βιβλιογραφικές πηγές για τη μελέτη ερευνητικών θεμάτων σε διάφορες επιστημονικές περιοχές της Οπτικής και των Laser,
• να συνεργάζονται με συμφοιτητές τους για την εκπόνηση και παρουσίαση πειραματικής μελέτης.

Περιεχόμενα μαθήματος

Θεωρητικό μέρος:

• Προχωρημένα θέματα γεωμετρικής οπτικής, σφάλματα φακών, σύνθετα οπτικά συστήματα, θεωρία πινάκων.
• Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας – ύλης: εισαγωγή στην κβαντική δομή της ύλης, οπτικές ιδιότητες υλικών, ενεργειακές ζώνες, μηχανισμοί οπτικής απορρόφησης, φθορισμός - αυθόρμητη εκπομπή ακτινοβολίας, σκέδαση, διάθλαση, ανάκλαση, πόλωση φωτός, εξισώσεις Fresnel, ατμοσφαιρική οπτική.
• Οπτικές Ίνες & κυματοδηγοί: διάδοση φωτός, είδη οπτικών Ινών και εφαρμογές, οπτικές επικοινωνίες, μετάδοση πληροφορίας, οπτική διαμόρφωση.
• Συμβολή-Περίθλαση: οπτική συμφωνία, συμβολόμετρα και εφαρμογές, περίθλαση Fresnel και Fraunhofer, φασματοσκοπία Fourier.
• Φωτομετρία, φωτεινές πηγές και νόμοι της ακτινοβολίας.
• Οπτικά όργανα, ανιχνευτές και εφαρμογές: μικροσκόπιο, ηλεκτρονική μικροσκοπία, τηλεσκόπιο, φασματική ανάλυση φωτός και εφαρμογές, φασματογράφοι, ολογραφία, οπτική Fourier, συστήματα ανίχνευσης και καταγραφής φωτός, ενίσχυση σήματος, φωτοπολλαπλασιαστές και συσκευές ICCD, θερμική απεικόνιση – θερμογραφία, υπερφασματικές κάμερες.
• Εισαγωγή στην τεχνολογία των laser: συντελεστές Αϊνστάιν, εξαναγκασμένη εκπομπή φωτός, αντιστροφή πληθυσμών, συνθήκες ενίσχυσης ακτινοβολίας, οπτικές κοιλότητες-αντηχεία, ιδιότητες της ακτινοβολίας laser, διάδοση δέσμης laser.
• Συστήματα laser: συνήθη συστήματα laser, laser συνεχούς λειτουργίας, παλμικά laser, παράμετροι λειτουργίας laser, Q-switching, ασφάλεια χρήσης των laser, μη γραμμική οπτική, εφαρμογές των laser, τεχνολογίες ελέγχου κατεύθυνσης οπτικής δέσμης (laser scanners).
• Εισαγωγή στη σύγχρονη φωτονική, κβαντική οπτική, κβαντική πληροφορική, κβαντικοί υπολογιστές, κβαντική κρυπτογραφία.

Εργαστηριακό μέρος:

Μελέτη χαρακτηριστικών και διάδοσης δέσμης laser, φασματομετρία γνωστών και άγνωστων πηγών ακτινοβολίας, ασφάλεια- προστασία από ακτινοβολία laser και χειρισμός δέσμης με laser scanners, συμβολή και περίθλαση δέσμης laser, οπτικές επικοινωνίες – περιορισμός μήκους ζεύξης οπτικής ίνας λόγω εξασθένισης και λόγω διασποράς.

 

Στην εικόνα φαίνονται τα 4 Laser ενός από τα τηλεσκόπια του προγράμματος VLT (Very Large Telescope) του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου (ESO) στην έρημο Ατακάμα της Χιλής. Τα 4 laser δημιουργούν έναν "τεχνητό αστέρα" στον ουρανό έτσι ώστε να αντιμετωπισθούν οι διαταραχές του δείκτη διάθλασης της ατμόσφαιρας (Adaptive Optics). πηγή:Wikipedia.

Ημερομηνία δημιουργίας

Τρίτη 2 Οκτωβρίου 2018