Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии

Издание представляет собой учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных работ по курсу общей физики (раздел «Прикладная оптика»). В пособии уделяется внимание корректному определению понятий и явлений, их взаимосвязям, возникающим при изучении различных оптических явлений. При выборе тематики лабораторных работ предпочтение было отдано наиболее простым физическим моделям, допускающим количественное описание при минимальном знакомстве с математическим аппаратом. Учебное пособие поможет студентам сформировать представление об оптических явлениях, лежащих в основе работы современных оптических систем и приборов. Сборник содержит описания лабораторных работ и необходимый теоретический материал для их выполнения. Материал представлен в форме, удобной для самостоятельной работы студентов.

В книге изложены методы анализа лазерных резонаторов — матричный, геометрической оптики и интегрального уравнения. Рассмотрены резонаторы различных типов, обсуждены вопросы построения их схем, обеспечивающих требуемые свойства лазерного излучения. Описаны методы измерений параметров лазерных излучателей и пучков. Издание предназначено для специалистов, занимающихся разработкой, конструированием и применением лазеров, а также для преподавателей и студентов соответствующих специальностей технических вузов.

Учебное пособие содержит изложение разделов курса физики, касающихся квантовых свойств излучения и корпускулярно-волнового дуализма.

Изложены основные теоретические и практические сведения об интерференции света от двух когерентных источников и интерференции на тонкой воздушной прослойке между выпуклой поверхностью плоско-выпуклой линзы и плоской стеклянной пластинкой. Приведены необходимые рекомендации к выполнению лабораторной работы. Описана лабораторная установка, даны указания по выполнению измерений и обработке их результатов.

Издание предназначено для самостоятельного выполнения студентами двух домашних заданий по учебной дисциплине «Прикладная оптика». В домашнем задании № 1 требуется построить ход лучей через линзу и двухкомпонентную оптическую систему, заданную кардинальными элементами, в задании № 2 — выполнить аналитический расчет положения и диаметров диафрагм в двухкомпонентном телеобъективе. Приведены краткие теоретические сведения, исходные данные, последовательность выполнения домашних заданий, требования к оформлению.

Настоящее пособие подготовлено к изданию на основе конспекта лекций профессора Г.М. Мосягина по дисциплине «Теория оптико-электронных систем», которые он читал студентам кафедры «Лазерные и оптико-электронные системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Целью дисциплины является эффективное освоение методов математического моделирования оптико-электронных приборов, используемых при выполнении базовых проектных процедур анализа и параметрической оптимизации.

Представлены современные подходы к модернизации существующих производств в различных секторах экономики на конкретных примерах компоновки средств доставки лазерного излучения (портальных, роботизированных, орбитальных). Приведены лучшие мировые практики производства лазерных технологических комплексов, компонентов интеллектуальной оснастки и реализации на их основе гибких производственных ячеек. Пособие призвано сформировать базовые компетенции у специалистов, участвующих в принятии решений по модернизации производства посредством создания на предприятии безлюдных зон, построенных на базе лазерных технологий.

Рассмотрены сварка композиционных материалов и гибридные лазерные технологии сварки. Особое внимание уделено сварке концентрированными источниками энергии металлических композиционных материалов, упрочненных частицами, а также гибридной лазерно-дуговой и лазерно-плазменной сварке.

Рассмотрены вопросы создания голографических брэгговских решеток и характеристики фототерморефрактивных стекол. Представлены методика и результаты расчета дифракции света на объемных брэгговских решетках с применением метода связанных волн Когельника. Основное внимание уделено спектрально-угловой селективности брэгговских дифракционных решеток. Описаны основные направления применения брэгговских элементов в фототерморефрактивных стеклах и особенности их реализации в виде голографических элементов. Изложенный материал используется при создании голографических брэгговских решеток.

Рассмотрены методы расчета пространственных параметров гауссова пучка, формируемого устойчивыми зеркальными и зеркально-линзовыми резонаторами и оптической системой. Дан пример выполнения расчета. Приведены условие и варианты домашнего задания по дисциплине «Лазерная оптика», критерии его оценки и вопросы для защиты домашнего задания.

Рассмотрено моделирование двухлинзового склеенного объектива в программе ZEMAX, выполнен аберрационный расчет объектива. Показано формирование таблиц и графиков оптического выпуска на основании данных расчета. Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельного выполнения студентами домашнего задания по учебной дисциплине «Прикладная оптика».

Представлены лабораторные работы, которые содержат технологические процессы управления формообразованием плоских оптических поверхностей и интерференционные методы контроля их статистических параметров, методики контроля параметров форм и радиуса кривизны сферических оптических поверхностей, а также методики контроля двойного лучепреломления и оптической однородности в плоских оптических заготовках из бесцветного стекла. Подробно рассмотрены процессы обработки на стадиях шлифования и полирования плоских оптических деталей и факторы, влияющие на эффективность формообразования. Приведены особенности технологии склеивания поверхностей сферических линз, оптические функциональные схемы и реализованные на их основе методики контроля децентричности, возникающей в процессе сборки блока (склейки из двух оптических линз).

Представлены основные понятия и выражения, необходимые для расчета пространственных параметров гауссова пучка, формируемого устойчивыми двухзеркальными резонаторами и оптической системой. Рассмотрен пример выполнения домашнего задания по дисциплинам «Основы квантовой электроники», «Физические основы лазеров» и «Лазеры», приведены критерии его оценки, а также условия и варианты домашнего задания.

Рассмотрены особенности интерференции и дифракции света от полихроматических источников. Введены понятия о пространственной и временной когерентности света, и определены комплексные функции, описывающие величины и степени когерентности. Особое внимание уделено практическому использованию теории частичной когерентности в фурье-спектроскопии, исследовании небесных тел и других научных и технических приложениях. Приведены примеры, иллюстрирующие особенности расчета интерференции и дифракции от частично когерентных источников.

Кратко рассмотрены основные механизмы испарения вещества под действием импульсов лазерного излучения на непрозрачные среды. Приведено описание методики экспериментального определения порога лазерной абляции.

Кратко рассмотрены основные механизмы разрушения прозрачных сред под действием импульсов лазерного излучения. Приведено описание методики экспериментального определения порога пробоя прозрачных диэлектриков.

Издание содержит материалы для изучения явления дифракции на препятствиях различного вида. Изложены краткие теоретические сведения о дифракции света на круглом отверстии, непрозрачном диске и на щели. Представлено описание лабораторной установки, приведены указания по выполнению лабораторной работы О-87 и обработке результатов измерений.

Издание подготовлено в помощь студентам, выполняющим курсовую работу по учебной дисциплине «Прикладная оптика». На конкретном примере рассмотрен габаритный, аберрационный и светоэнергетический расчет оптической системы призменного монокуляра. Дана оценка качества изображения полученной оптической системы.

Кратко рассмотрены основные механизмы разрушения прозрачных сред под действием импульсов лазерного излучения. Приведено описание методики экспериментального определения порога пробоя прозрачных диэлектриков.

Пособие содержит материалы для углубленного изучения принципов работы спектральных приборов с плоской дифракционной решеткой в рамках курса «Оптический спектральный анализ», а также закрепления полученных знаний в процессе выполнения лабораторной работы на спектрографе PGS-2.

Пособие посвящено изучению отражающих и пропускающих свойств тонких диэлектрических пленок с единых позиций волновой теории электромагнитного поля. Моделью пленки является трехслойная диэлектрическая структура: «подложка–пленка–защитный слой». Изложены физические основы работы такой структуры в режимах прохождения ТЕ- и ТМ-поляризованных световых волн, в том числе и с полным внутренним отражением на нижней границе раздела диэлектрических сред. Получены формулы для нахождения амплитудных и энергетических коэффициентов отражения и пропускания диэлектрических пленок. Исследованы зависимости таких коэффициентов от длины волны, углов наклона и состояния поляризации световых волн, а также от оптической толщины пленок. Включены вопросы, задачи и расчетно-графические задания, способствующие более глубокому пониманию физических процессов распространения и преобразования световых волн в тонких диэлектрических пленках и методов их компьютерного моделирования.

Пособие содержит материалы для углубленного изучения принципов определения цвета по оптическому спектру в рамках курса «Оптический спектральный анализ», а также закрепления полученных знаний в процессе выполнения лабораторной работы по определению координат цвета различных источников излучения с использованием малогабаритного спектрометра «Колибри-2».

Теоретический анализ оптических явлений, таких как интерференция, дифракция и поляризация, предваряет их экспериментальные исследования. Использование в экспериментах когерентного лазерного излучения дает возможность получить оптические явления в явной и наглядной форме.

В пособии содержится набор тестовых заданий по разделам волновой и квантовой оптики. Кроме того, в нем изложен краткий теоретический материал по указанным разделам, приведены примеры решения тестовых заданий, а также варианты тестов с ответами. Пособие может быть использовано студентами и преподавателями при изучении раздела «Волновая и квантовая оптика» в курсе общей физики и для контроля знаний студентов при промежуточной или итоговой аттестации.

Пособие посвящено проектированию системы квантового распределения ключа по протоколу B92 с интерферометрами Маха - Цендера. Система содержит оптический однофотонный передатчик на станции Алиса и оптический однофотонный приёмник на станции Боб. Оптические передатчик и приёмник соединены волоконно-оптической линией связи на основе одномодового оптического волокна Corning®SMF-28e®ULL. В проектируемой системе для формирования и приёма квантового импульса используется ослабленный лазерный импульс. Учебное пособие готовит студента к разработке нормативной, технической и отчётной документации, представлять результаты профессиональной деятельности с использованием стандартов, норм и правил. Проектирование системы квантового распределения ключа по протоколу B92 с интерферометрами Маха - Цендера требует от студента анализа и учёта текущего состояния и тенденций развития технических средств защиты информации, сетей и систем передачи информации при решении задач профессиональной деятельности.

Рассмотрены основные типы сенсоров, применяемые в многоспектральных системах технического зрения. Поясняется конструкция оптических сенсоров. Приведено описание параметров элементов сенсора и влияние их значений на получаемое изображение. Отмечены сильные и слабые стороны применения сенсоров в зависимости от целей системы технического зрения и условий, в которых система технического зрения выполняет поставленную задачу. Также рассмотрены принцип функционирования и основные особенности работы лазерной локационной системы (лидара) и радиолокационной станции.

Методические указания содержат теоретические сведения о причинах изменения электрических свойств материалов при переходе в наноразмерное состояние, примеры решения типовых задач, общие рекомендации для расчета электрических характеристик материалов и задачи для самостоятельного решения.

В пособии представлено краткое содержание теоретической составляющей курса оптики. Пособие состоит из 10 модулей, охватывающих все вопросы традиционного курса общей физики.

Рассматриваются вопросы организации и этапы проектирования, разработки функциональных схем систем автоматического контроля и регулирования, выбора средств измерения и регулирования, составления заказных спецификаций средств измерения и автоматизации. Приведены справочные материалы по средствам измерения и автоматизации, входящих в государственную систему приборов (ГСП).

Рассмотрены основы статистической физики и термодинамики. Даны статистическое и темродинамическое толкования параметров и законов на основе молекулярно-кинетических представлений этих законов.

Учебное пособие содержит изложение разделов волновой оптики, касающихся явлений дифракции и дисперсии световых волн.

В учебном пособии изложены основы классической теории автоматического управления, приведены сведения о методах анализа и синтеза систем автоматического управления.

Учебное пособие подготовлено на кафедре ядерной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Квантовая электроника — ведущий российский научный ежемесячный журнал в области лазеров и их применений, а также по связанным с ними тематикам. Издание основано Н.Г. Басовым в январе 1971 г. Индекcируется в базах данных Scopus и Web of Science.

Учебное пособие «Оптическое материаловедение. Материалы и технологии оптических элементов». Учебное пособие разработано в соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки бакалавров и магистров 12.03.03 - Фотоника и оптоинформатика. Предназначено для студентов 3 курса ФБТО для самостоятельной подготовки и выполнения лабораторных работ.

Учебное пособие «Оптическое материаловедение. Материалы и оптические элементы в фотонике» Учебное пособие разработано в соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки бакалавров и магистров 12.03.03 - Фотоника и оптоинформатика. Предназначено для студентов 3 курса ФБТО для самостоятельной подготовки и выполнения лабораторных работ.

Сборник задач к практическим занятиям в курсе «Оптическая физика» содержит задачи с примерами решения, разработан в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 12.03.03 «Фотоника и оптоинформатика», а также РД ПГУТИ 2.11.7 - 2016 и предназначено для студентов 2 и 3 курса факультета ФБТО при проведении практических занятий по курсу «Оптическая физика».

Книга представляет собой учебное пособие по дисциплине «Физические основы нанотехнологий, фотоники и оптоинформатики», рассматривающий основные явления, принципы и экспериментальные достижения нанофотоники. В книге на высоком физико-математическом уровне описываются вопросы распространения и взаимодействия света в пространственно-ограниченных наноструктурах, рассматриваются свойства различных наноструктурированных материалов, а также вопросы их практического использования. Учебное пособие рассчитано на магистрантов первого года обучения направления 12.04.03 «Фотоника и оптоинформатика» и разработано в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки 12.04.03 Фотоника и оптоинформатика (уровень магистратуры) от 30.11.2014.

Сборник задач рассчитан на магистрантов первого года обучения направления 12.04.03 «Фотоника и оптоинформатика» и разработан в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки 12.04.03 Фотоника и оптоинформатика (уровень магистратуры) от 30.11.2014.

Сборник задач рассчитан на магистрантов первого года обучения направления 12.04.03 «Фотоника и оптоинформатика» и разработан в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки 12.04.03 Фотоника и оптоинформатика (уровень магистратуры) от 30.11.2014.

Книга представляет собой учебное пособие по дисциплине «История и методология фотоники и оптоинформатики». Учебное пособие рассчитано на магистрантов первого года обучения направления 12.04.03 «Фотоника и оптоинформатика» и разработано в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки 12.04.03 Фотоника и оптоинформатика (уровень магистратуры) от 30.11.2014. В книге на высоком уровне рассматриваются вопросы роли науки в современном обществе, методологические проблемы конкретной отрасли науки - фотоники и оптоинформатики, практические вопросы особенностей методологии решения научных и инженерных задач в области фотоники и оптоинформатики, изучается история фотоники. Особое внимание уделяется вкладу советских и российских ученых в развитие фотоники.

Учебное пособие «Оптическая физика» соответствует Федеральному государственному стандарту, содержит ключевые понятия и дает представление об основных разделах современной оптики. Состоит из краткого лекционного материала и вопросов для самопроверки. Предназначено для направления 12.03.03 (Фотоника и оптоинформатика), а также может быть использовано студентами других специальностей вузов.

Учебное пособие соответствует государственному образовательному стандарту подготовки бакалавров по направлению 12.03.04 «Биотехнические системы и технологии». Изложены теоретические основы биофизики. Рассмотрены структура и функции биологических мембран, биофизика электровозбудимых тканей, биофизика мышечного сокращения. Приведены практические задачи и тестовые задания по биофизике мембран и биофизике клеток и органов.

Изложены базовые принципы и фундаментальные основы современной фемтонанофотоники с акцентом на перспективы практического использования ее достижений. Рассмотрены вопросы статистической физики и термодинамики наноструктур с применением методов математического моделирования их направленного конструирования. Приведены результаты по лазерному синтезу нанокластерной материи. Проанализированы структурные фазовые переходы и коррелированные макроскопические состояния при управляемом лазерном формировании наночастиц на поверхности твердых тел, в том числе в аспекте проявления размерных эффектов и их квантовых аналогов. Затронуты вопросы метрологического обеспечения нанотехнологий и наноизмерений.

Журнал Фотоника – это глубокое и подробное освещение вопросов, связанных с фотонными и оптическими технологиями, оптическими материалами и элементами, используемыми в оптических и оптико-электронных системах и комплексах, в научных исследованиях и в индустриальном оборудовании. Цель журнала ФОТОНИКА – обеспечить связь между учеными, производителями и пользователями техники и технологий различных дисциплин, которые разделяют общий интерес к оптическим и фотонным системам и технологиям, а также способствовать развитию у молодых ученых научного мышления.

Материал методического пособия представляет собой часть курса лекций для студентов очной и очно-заочной формы обучения физического факультета Воронежского госуниверситета. В разделах учебного пособия на основе монографий, учебников, научных статей, различных электронных источников рассматриваются основные современные и перспективные направления функциональной электроники.

Издание посвящено новому, стремительно развивающемуся направлению светотехники - твердотельным источникам света, светодиодам. Журнал посвящен тематике полупроводниковых источников света: от проблем роста излучающих гетероструктур и кристаллов, производства светодиодов и устройств на их основе, метрологии и измерениям параметров, до применения светодиодов в различного рода осветительных устройствах.

Изложены теория, методы расчета и проектирования линейных и нелинейных оптико-электронных систем углового пространственного сопровождения движущихся объектов (двумерных систем) и систем пространственной стабилизации движущихся объектов (трехмерных систем), широко используемых при решении различных задач в области управления, прежде всего в военной технике. Приведены методы анализа и синтеза, учитывающие специфику таких систем с модуляцией. Особое внимание уделено получению инженерных зависимостей, позволяющих обеспечить оптимальность характеристик систем. Для специалистов, занимающихся разработкой систем пространственного слежения (следящих теплопеленгаторов и др.) и систем пространственной стабилизации (инерциальных систем управления летательными аппаратами и др.). Может использоваться в учебном процессе соответствующих высших учебных заведений, подготавливающих студентов по направлению «Оптотехника» и специальности «Оптико-электронные приборы и системы».

Основан в 1946г. Авторитетное научное издание, статьи и материалы журнала отражают тематику важнейших направлений теоретических и экспериментальных исследований по всему кругу научных вопросов, изучаемых на физическом факультете МГУ

Учебное пособие написано в соответствии с программой по иностранным языкам для неязыковых вузов и рассчитано на студентов, обучающихся по специальности «Оптические и оптикоэлектронные системы». Оно может использоваться также при обучении иностранному языку по специальности «Электронные приборы». Данное учебное пособие ставит целью обучение лексике, различным видам чтения специальной литературы, развитие навыков устной речи с профессиональным уклоном, включает тексты-образцы диалогической речи. Тематика текстов определяется требованиями учебной программы. Предполагается, что работа по данному пособию подготовит студентов к переводу оригинальной литературы по основным разделам оптоэлектроники.