Lasers, Ótica e Fotónica

Código:

PRODEF031

Sigla:

LOS

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia Física

Ocorrência: 2023/2024 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Programa Doutoral em Engenharia Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
PRODEF	6	Plano de estudos a partir de 2009/2010	1	-	6	28	162

Língua de trabalho

Português
Obs.: English ok if required

Objetivos

Esta unidade curricular tem como objetivo desenvolver o conhecimento necessário para entender os fundamentos de Ótica e de Lasers e o estado da arte das tecnologias de Lasers e Fotónica.

Resultados de aprendizagem e competências

No final da UC os estudantes deverão dominar um conjunto de ferramentas e conhecimentos que lhes permitam uma maior facilidade no dimensionamento,e implementação e análise de sistemas óticos para aplicações do seu interesse. Como por exemplo:

1­ Saber utilizar a ótica matricial para propagar um raio ótico, ou um feixe esférico­ gaussiano, através de um sistema ótico.
2­ Reconhecer os principais tipos de aberrações óticas.
3­ Saber calcular a energia, ou potência, recebida por sistemas óticos simples.
4­ Saber interpretar os resultados de medições interferométricas e de difração.
5­ Conhecer as especificidades dos vários tipos de lasers e regimes de funcionamento.
6­ Ter a capacidade de selecionar o laser mais apropriado para uma aplicação tecnológica.
7­ Conhecer técnicas de manipulação e deteção de luz e principais aplicações científicas.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimentos de fundamentos de física e electromagnetismo.

Programa

Considerando o nível de posgraduação e a natureza tutorial da disciplina, os tópicos especificos a serem desenvolvidos serão adequados as necessidades e conhecimentos prévios de cada estudante. No entanto, algun tópicos essenciais poderão incluir:


1­Fundamentos de Ótica:
Ótica Matricial e sua aplicação ao desenho de sistemas óticos.
Introdução à radiometria.
Limitações de sistemas óticos, pupilas de entrada/saída,abertura numérica,aberrações,dimensão do foco,etc. Interferência e interferómetros.
Difração.
2­Lasers:
Princípio de funcionamento e principais tipos.
Regimes de funcionamento de lasers e principais características da radiação emitida nestes regimes.
Bases de segurança laser.
Interação da radiação com a matéria, introdução à ótica não linear e efeitos dispersivos dos impulsos fentossegundo.
3­Fotónica e aplicações tecnológicas:
Apresentação da grande diversidade de fontes luminosas e exemplo de aplicações tecnológicas. Especificidade da deteção de luz nas diversas aplicações tecnológicas.
Exemplos de aplicações:Interferometria e difração como ferramenta de medição. Medições baseadas em fluorescência.Controlo da luz usando células eletro­óticas e acústo­óticas.Métodos de “pump­probe”. “Laser cooling”. “Optical tweezers”.

Bibliografia Obrigatória

Bahaa E. A. Saleh; Fundamentals of photonics. ISBN: 0-471-83965-5
Miles V. Klein; Optics. ISBN: 0-471-84311-3
Max, Born; Principles of optics. ISBN: 0-08-018018-3
Orazio Svelto; Principles of lasers. ISBN: 0-306-40862-7

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Esta unidade curricular combina o ensino presencial em aulas de exposição das matérias e de demonstração com trabalho de pesquisa bibliográfica.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Optoelectrónica
Ciências Físicas > Física > Óptica > Óptica aplicada

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Participação presencial	20,00
Apresentação/discussão de um trabalho científico	40,00
Trabalho escrito	40,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	30,00
Estudo autónomo	55,00
Frequência das aulas	28,00
Trabalho escrito	49,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Numero de faltas inferior a 1/4 do nº total de aulas

Nota igual ou superior a 7 em todas as componentes de avaliação com peso igual ou superior a 30%

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação Continua 20%

Trabalho Escrito    40%

Apresentação de trabalho cientifico 40%

Observações

Juri: Pedro Alberto da Silva Jorge
       Manuel Joaquim B. Marques
      José Luís Santos