Povrchové plazmony v integrované fotonice
|
|
- Lucie Pešková
- před 4 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 Povrchové plazmony v integrované fotonice Povrchové plazmony v integrované fotonice Typické aplikace:. vlnovodné polarizátory. SPR senzory 3. povrchové plazmony pro přenos informace ( plazmonika )
2 Permitivita kovu (Drudeho model) volný elektronový plyn v elektromagnetickém poli m E Pohybová rovnice: -mx -mgx - ee = e Polarizace: Permitivita: Pro harmonické pole E E ( ) exp získáme ustálené řešení: -ee x = m + im g -ene =- e = = ec me + imeg P n ex E E e m Plazmová frequence e ( me ) e / e p en = + c = - = - + ig + ig p = e ne m e e e e e Disperze kovu (Drudeho model) p pg i em = em + iem = g ( + g ) Re{ m }, m '' = Im{ m } ' m p / '' m p / Frequency p ' = [ p - ] / p
3 Disperze kovu (experimentální data) Re{ m } Re{ m } Au Au Ag Ag Drude Im{ m } -8 Im{ m },6,8,, Wavelength (µm) Povrchová plazmová vlna (povrchový plazmon polariton, povrchový plazmon) Vzájemně vázaná elektromagnetická a nábojová povrchová vlna localizovaná na rozhraní mezi dielectrikem a kovem Pól RN ( ) N povrchové vlny TE: em ed - N + - N = neexistuje řešení TM: m d d m N e e - N + e e - = povrchový plazmon N SP = ee e ed d m d + em em ed < e m
4 H (, x z) H e y Rozložení pole povrchového plazmonu ìï -k N -ed x e, x > iknz = í ï ï k N -em x e, x < ï ïî ìï -k N -ed x e e, x > ik d Nz = ï í ï k N -em x e e, x < m E (,) x z Z NH e x x y Pro e d z e m ï ïî g =, Im{ N} = Hy Ex tok výkonu S e d e m Pro g >, Im{ N} > k N - e d = 65 nm k N - e m = 6 nm tok výkonu Disperzní vlastnosti povrchového plazmonu Pro g =, < p / ( ed + ) ksp = N c SP = light line light line p - p - d + nd c ( e ) faktor < Frequency p ( d + ) / surface plasmon Re{ N } > n SP PP je pomalá vlna nemůže být excitována zářením z dielektrika d Wave number k SP
5 Povrchové plazmony na kovové vrstvě nevázané PP Re {N } 4, 3,5 3,,5, n d Au N'.478 antisymm symmetric structure, n d =.478 asymmetric structure, n d =.3,5 vázané PP N' symm, 5 5 Metal thickness (nm) symetrický (vůči H x ) antisymetrický PP Loss b (db/µm) 3 N'' asym asymmetric structure, n d =.3 symmetric structure, n d =.478 long-range plasmon N'' sym 5 5 Metal thickness (nm) H (a.u.),,5,,5 Antisymmetric surface plasmon Re{n eff } = b = 76 db/cm Symmetric surface plasmon Re{n eff } =.6594 b = 7373 db/cm Rozložení polí PP na kovových vrstvách Závislost na tloušťce kovové vrstvy n =.478 Au, n =.97+i3.446 n =.478 Au thickness nm H (a.u.),,5,,5 Antisymmetric surface plasmon Re{n eff } =.7359 b = 7546 db/cm Symmetric surface plasmon Re{n eff } = b = 43 db/cm Au thickness 6 nm H (a.u.), ,,5,,5 Antisymmetric surface plasmon Re{n eff } = b = 95 db/cm Symmetric surface plasmon Re{n eff } =.5448 b = 85 db/cm Position x, nm Au thickness 4 nm H (a.u.), ,,5,,5 Symmetric surface plasmon Re{n eff } = b = 396 db/cm Position x, nm Antiymmetric surface plasmon Re{n eff } = b = db/cm Au thickness nm, Position x, nm, Position x, nm
6 Vidy planárních vlnovodů s kovovou vrstvou.,8,7 'antisymmetric SP' d Au = 5 nm Re {N eff },54,5,5 'symmetric' SP radiation guided H (a.u.),,5,,5 radiation 'antisymmetric' SP guiding layer 5 nm Au layer guided superstrate n super =.35, x coordinate (µm) Mode attenuation (db/cm),48 guided,46 radiation,3,35,4,45 4x 4 x 4 8x 6x 4x x Superstrate refractive index 'antisymmetric' SP guided 'symmetric' SP radiation guided radiation,3,35,4,45 Superstrate refractive index Vidy planárních vlnovodů s kovovou vrstvou.,,8 'antisymmetric' SP d Au = 3 nm Re { N eff },5,49 'symmetric' SP,,48 'radiation' guided,47 radiation,3,35,4,45 Superstrate refractive index H (a.u.),5,,5 3 nm Au layer 'antisymmetric' SP guiding layer guided 'symmetric' SP 'guided' superstrate n super =.4, x coordinate (µm) Mode attenuation (db/cm) x 5 8x 4 6x 4 x 3 x 3 x 3 5x radiation 'antisymmetric' SP 'symmetric' SP guided radiation guided,3,35,4,45 Superstrate refractive index
7 Vlnovodný polarizátor založený na rezonanční excitaci PP MgF buffer layer Al SP TM BK7 glass substrate TM K + Na + ion-exchanged aveguide Attenuation b (db) TE TM -5,5,6,7,8,9, Wavelength (µm) Metal (Al, Ag) Lo-n buffer layer Core of a fiber Cladding Silica block Průchod optického záření senzorem s PP. závislost na indexu lomu analytu (zkoumaného prostředí) Relative output poer (db) D (planární) model = 8 nm = 85 nm = 85 nm -6,34,36,38,4,4 Refractive index of analyte Relative ouput poer [db] nm Ta O 5 nm 5 nm ithout Ta O 5-8,3,34,36,38,4,4 Refractive index of analyte měření laditelným Ti:safírovým laserem
8 Rozložení optického záření ve vlnovodu s úsekem, na němž se může šířit PP "analyte" n a = nm Au.5 mm SiO "substrate" 5.6 µm doped SiO guide H y field (a.u.),5,,5 = 9 nm 3 z (mm) 4,5 = 8 nm x (µm) H y field (a.u.),,9,6, z (mm) 3 y (µm) Experimentální uspořádání integrovaně optického senzoru s PP Resonant avelength [nm] Time [min] Refractive index Rozlišení změn indexu lomu menších než. 6
9 Objemové senzory s PP Input light Photodetector Rozlišení změn indexu lomu menších než 5 7 prism metal analyte ` optical poer PLAZMONICKÉ VLNOVODY Metal dielectric interface IMI (metal film) structure MIM structures Re(E y ) Re(H x ) Symmetric Asymmetric Dielectrically supported Metal stripe SLOT (gap) (=LOADED) Lo index hybrid Wedge Channel (groove)
10 Přechod mezi vlnovodem SOI a plazmonovým vlnovodem Účinnost vazby cca 64% Účinnost vazby cca 9% G. Veronis, S. Fan, OWTNM 6, p. (Stanford university) Zlatý nanodrát jako vlnovod pro povrchové plazmony Průřez nanodrátu nm, útlum 4.3 db/cm (T. Rosenzveig, ECIO 7) polymer Au polymer Si Rozložení blízkého pole plazmonů dalekého dosahu
11 Vlnovod tvořený řadou kovových nanočástic vázané lokalizované plazmony Řetízek Au krychliček o straně 45 nm vzdálených od sebe nm Excitační vlnová délka (S.A.Maier, ECIO 7) 5 nm 49 nm 39 nm Na vlnové délce 49 je překlenutelná vzdálenost pro pokles výkonu na /e celkem, mm (útlum cca 4 db/cm) Nové typy plazmonických vlnovodů SOI slot aveguide air SiO TE Si 4 nm C. Koos & al., Nat. Photonics 3(4), 6 9 (9) nonlinear polymer 6 nm PIROW plasmonic inverted rib optical aveguide H. Benisty and M. Besbes, J. Appl. Phys. 8(6), 638 ().?? H. S. Chu & al., J. Opt. Soc. Am. B 8(), 895 () (others, too) Hybrid dielectric plasmonic slot aveguide (HDPSW) SiO Au (Ag) Si d h R. F. Oulton & al., Ne J. Phys., 58 (8) TE E y E x TM E x R. F. Oulton & al., Nat. Photonics, 496 (8); P z
12 Hybrid dielectric plasmonic slot aveguide Influence of basic geometric parameters Re{N eff } 3 5 h = 3 nm = 3 nm = 5 nm 5 A B C D Si bar height d (nm) L prop (µm) Re {N eff } TM TM h = 3 nm d = nm 5 5 Si bar idth (nm) L prop (µm) SiO = 5 nm l = 55. µm E x A: d = nm B: d = nm C: d = 3 nm D: d = 4 nm Ex Ex Ex Au Si d h HDPSW DEVICES HDPSW sharp S bend d = nm = 5 nm HDPSW smooth S bend d = nm = 3 nm S S»-5. db»- db E x S S»-65. db»-9. db H y
13 DIRECTIONAL COUPLER d = nm = 3 nm Re {N eff } N eff,s N eff h = 3 nm d = nm = 3 nm l =. 55 µm, S3 = db 4.5 N eff,a E x 3 n SiO Gap g (µm) coupling region SiO nm 3 nm Au Si nm 3 nm nm l = 55. µm, S3 = -94. db 4 3 RING MICRORESONATOR H.S. Chu et al., JOSA B 8, 895 () Present ork Off-resonance: l =. 55 µm, S = - db 3 µm E x??» On-resonance: l =. 57 µm, S = -4 db coupling region SiO nm 5 nm Au Si nm 3 nm nm E x
14 VAZBA MEZI SOI NANODRÁTEM A HDPSW R. Mote et al., Optics Communications 85 () MULTIMODE INTERFERENCE COUPLER x MMI simple configuration x MMI improved configuration 3 E x 3 S S =-4 db, =-6 db S S =-5 db, =-55. db
15 MACH ZEHNDER INTERFEROMETER SiO Si Si d h Au D n» 5. D n»-5. On state Off state S S =-37 db =-6 db S S =-5 db =- db Koncept plazmonového polovodičového laseru (M. Hill, ECIO 7) Rozměry aktivní oblasti laseru nm
16 Fotonické krystaly a integrovaná fotonika Fotonické krystaly D, D nebo 3D periodické struktury s velkým kontrastem permitivity E. Yablonovitch: Inhibited spontaneous emission in solid state physics and electronics, Phys. Rev. Lett., vol. 58, pp. 59 6, 987 J. D. Joannopoulos et al.: Photonic Crystals: molding the flo of light, Princeton University Press 995 S. G. Johnson, J. D. Joannopoulos: Photonic Crystals, The road from theory to practice, Kluer Academic Publishers 3 J. M. Lourtioz et al.: Photonic Crystals : Toards Nanoscale Photonic Devices, Springer 5
17 Fotony se v periodickém dielektrickém prostředí pohybují podobně jako elektrony v periodickém potenciálovém poli Za jistých podmínek existuje zakázaný pás energií fotonů. Fotony s energií uvnitř zakázaného pásu se v periodickém prostředí nemohou šířit, záření se tudíž totálně odráží zpět Z pohledu vlnové optiky jde o braggovský odraz vlny od periodického prostředí. Totální odraz je možno využít k vytvoření optických vlnovodů ve fotonických krystalech Vytvořit trojrozměrné periodické prostředí je však technologicky obtížné. Pohybové rovnice pro elektrony a fotony v krystalech Schrödingerova rovnice pro elektron v periodickém potenciálu: é ù p - () () () e * D+ V y = Ey ê m r ú r r V ( r+ a) = V ( r) K = a ë û y() u () im Kr r = å m r e periodický potenciál vlnová funkce energie fotonu Aproximativní (jednočásticové) přiblížení m (Floquetova) Blochova vlna, Vlnová rovnice pro fotony v periodické permitivitě E = im H H = - r E æ ö æö () =ç () ç H r è e() ø çèc H r r ø, ie ( ) e, Rovnice pro vlastní hodnoty energie fotonů a F B funkce Přesná ( mnohočásticová ) teorie Tento přístup je jednoduchý a průzračný, ale standardně nebere v úvahu disperzi permitivity e(r,)
18 Periodická vrstevnatá struktura jako jednorozměrný fotonický krystal TM E x H y E y TE H H z x E z x n n Jednorozměrný fotonický krystal Existence zakázaného pásu odvozená metodou přenosové matice (fotonická analogie Kronigova Penneyova modelu krystalu) L L L n l z Normalizace vln. vektorů: ( g ) k = k x + N z, l =, l l ìï n + N = e l l =í ï ïïî n g norm. konst. šíření k = p/ l g příčná konst. šíření stejná æ Z ö æ E ( ) y xl Ll ö cosj sin y( l) y( l) l i j æ E x ö æ E x ö + - l TE g l H ( ) l x xl L = l H ( ) ( ) sin cos z x = A l Hz x èç + ø ç ç ç - iy g l l jl j è ø è ø çè j ø æ n ö cosjl iy sin j l y l + l g l y l TM y l = = Al x l + l g l z l z l ç sinj cos l j l æh ( x L) ö æh ( x ) ö æh ( x ) ö ç E ( x L) E ( x ) E ( x ) è ø çè ø èç ø iz çè n ø j l = knl l l Z Y = = m e e m,
19 Elektromagnetické Floquetovy Blochovy vidy Průchod l tou vrstvou je popsán přenosovou maticí A l, přenosová matice jedné celé periody je L A = A A. Floquetův Blochův vid (vlna) je definován pomocí vlastní funkce matice, L L æ F F E ö æe ö y y F F F A s =, s = exp ( ij ), j = k L, resp. F F H H ç è ç xø è xø je konstanta šíření F B vidu. æh ö æ ö A =, E çè ø è ø F F y H s y F F çe x x k F Je třeba rozlišovat TE a TM vidy. k F je určen až na aditivní konstantu / : exp( F F K ik ) exp i( k K) L A = p L L = é + Lù êë úû Proto stačí určit k F v intervalu - K/ < k F K/ první Brillouinova zóna. Vlastní hodnoty a fotonický zakázaný pás Označme matice L A má pak vlastní čísla L= L + L, j = k N L, j = k N L, æ ö é æ ö ù ç ê ç ú s = cos j cos j - r + sin j sin j cos j cos j - r + sin j sin j - çè r ø ê çè r ø ú. ë û FB vid se šíří, jen pokud s =, t.j.,pokud Normovaná konstanta šíření je pak cos cos æ ö j j - r + sin j sin j ç è r ø. F F k é æ ö ù k æ ö æ ö æ ö æ ö = = arccos cos N L cos N L - r + sin N L sin N L. K/ p ê ç è c ø çè c ø ç è r ø çèc ø çèc øú ë û Pokud cos cos æ ö j j - r + sin j sin j > ç è r ø, k F je komplexní, a vlna se nemůže šířit podél nekonečně dlouhého krystalu. Tak vzniká fotonický zakázaný pás.
20 Pásová struktura jednorozměrného krystalu n = n = 35. q = º n = n = 5. q = º vodivostní pás valenční TE q = 74º TM q = 74º vzduchový pás dielektrický Elektromagnetické Floquetovy Blochovy vidy B n = n = 35. l / l = 6. l / l =. B dielektr. pás uvnitř zakázaného pásu l / l = 5. B l / l = 75. B vzduch. pás blízko okraje Brillouinovy zóny
21 Spektrální reflektance n = n = 5. n = 5 per nízký kontrast, málo period n = n = 5. n = per nízký kontrast, víc period n = n = 35. n = 5 per velký kontrast, málo period n = n = 35. n = per velký kontrast, více period Fotonické krystaly odpovídají často spíše nanokrystalům Dvojrozměrné fotonické krystaly a a b b a d e e Elementární vektory prostorové mřížky a = (, a ); a = ( a/, 3a/ ) Elementární vektory reciproké mřížky (, ), b (, ) b = = a a 3 a 3 Periodické uspořádání otvorů; Blochův Floquetův teorém E z üï ik r ig r ý = u ( r ), k e e Hz ï ïþ u( r ) = u( r + a) = u( r + a) k k k G = mb + nb ; m, n celé
22 Pásový diagram energií fotonů D krystalu s trojúhelníkovou mřížkou první Brillouinova zóna prostoru vlnových vektorů k y M zakázaný pás Γ K k x a k y Γ Pásový diagram energií fotonů D krystalu se čtvercovou mřížkou M X k x frequency (πc/a) = a / l Photonic Band Gap TE band TM bands G X M G
23 Odraz rovinné vlny od D fotonického krystalu s trojúhelníkovou mřížkou otvorů v InP Uvnitř zakázaného pásu Vně zakázaného pásu (Ing. Jiří Petráček, Dr., VUT Brno) Trojrozměrné fotonické krystaly
24 .5 dimenzionální fotonické krystaly Fotonické krystaly a vlnovody. D fotonický krystal + vertikální vlnovod Vysoký kontrast indexu lomu Nízký kontrast indexu lomu Oxide Silicon. Čárový D dielektrický vlnovod s D fotonickým krystalem otvory Al. Ga.8 As GaAs Al.8 Ga. As 5 µm
25 Vlnovody v D fotonickém krystalu } } D fotonický krystal vlnovod jako porucha fotonického krystalu D fotonický krystal Princip znám od 8. let jako braggovský vlnovod (antiresonant reflecting optical aveguide, ARROW) Rozdíly ARROW vlnovodu vůči konvenčnímu vlnovodu:. pro přílušný úhel dopadu vlny musí existovat zakázaný pás. počet period musí být dostatečný, jinak vzniká útlum vytékáním ( tunelováním ); v krystalu konečných rozměrů existují pouze vytékající vidy s komplexní konstantou šíření Vlnovod ve fotonickém krystalu Braggovský vlnovod (ARROW aveguide) Čárový defekt jako vlnovod D periodicita k z FB ln s kz i m a a Anti Reflecting Resonant Optical Waveguide FB z k a = j mp fázový posun při šíření o jednu periodu
26 3D kanálkový vlnovod Realizace D fotonických krystalů: D krystal v planárním vlnovodu periodická struktura vyleptaných otvorů planární vlnovod vlastní vid planárního vlnovodu (PICCO) vlastní vid kanálkového vlnovodu ve fotonickém krystalu Zásadní problém: ztráty vyzařováním z roviny vlnovodu Numerické modelování šíření vln ve fotonických krystalech Buzení mikrodutiny ve fotonickém krystalu femtosekundovým impulsem (FDTD, Uni Tente, NL) Šíření femtosekundového impulzu vlnovodným ohybem ve fotonickém krystalu (F. Lederer et al., Friedrich Schiller Universität Jena, D)
27 Ztráty vyzařováním z roviny krystalu Vysoký vertikální kontrast indexu lomu vnitřní ztráty Malý vertikální kontrast indexu lomu vnitřní ztráty ztráty vlivem drsnosti.6 ztráty vlivem drsnosti n clad Potlačení ztrát vyzařováním do substrátu. Leptání hlubokých otvorů: záření nevnímá substrát (kromě vlnovodu??) ø 8 nm. Úplné odstranění substrátu (technologicky náročné) Membrána s otvory InP GaInAsP vlnovod InP substrát 3 µm
28 Vazba s vlnovodem ve fotonickém krystalu CNRS LPN, Anne Talneau, Ph. Lalanne CNRS French patent () D fotonické krystaly jako zrcadla polovodičových laserů (Alcatel, 3)
29 PC Add Drop Layout KTH Stockholm, Min Qiu a=53nm, f=38nm (after etching!) f=47% Width:.6mm Width:.7mm mm mm Width:.6mm.mm input.mm mm mm output mm ros, >5 mm 4 ros (4a) drop.mm Photonic Crystals: Periodic Surprises in Electromagnetism Steven G. Johnson MIT initio.mit.edu/photons/tutorial/
30 Vlnovodné struktury se ztrátami a ziskem jako analogie kvantově mechanických struktur s (porušenou) symetrií parita čas.34: C. E. Rüter et al., Nat. Phys. 6, 9 95 ()..6: L. Feng et al., Science 346, (4)..74: L. Feng et al., Science 333, ()..: L. Chang et al., Nat. Photonics 8, (4)..58: H. Hodaei et al., Science 346, (4).
31 FORMAL ANALOGY BETWEEN A PHOTONIC WAVEGUIDE AND A POTENTIAL WELL IN QUANTUM MECHANICS Eigenmode equation for TE modes of a planar aveguide Schrödinger equation for a particle in a D potential ell dex ( ) d ( x) ( x) Ex ( ) NEx ( ) Vx ( ) ( x) E( x) k dx m dx mode field distribution ave number relative permittivity profile effective refractive index ( x) N s Loss/gain structure: N a E( x) ( x) m k ( x) V( x) N E ave function mass; Planck constant potential particle energy V( x) x V( x) V ( x) * ( x) ( x) symmetry : complex potential(!), E s E a x * WAVEGUIDE STRUCTURE WITH LOSS/GAIN: HISTORICAL REMARKS 995: COST 4 Action: Loss/gain aveguide modelling task by H. P. Nolting (HHI) (aimed at benchmarking of BPM methods) x µm, ns n n n in G L n n in n k 4.55 µm, [exp( it)] 4 [ ; µm, cm ], "loss/gain coefficient" [cm ] z Re{N eff } n S = n L = in'' n G = in'' = 4n'' / TE 3. Single-mode To-mode region, To-mode 3.9 region, region, N TE = (NTE )* real N 3.8 TE real N TE, NTE TE 3.7 branch x 3 4x 3 6x 3 8x 3 x 4 Loss/gain coefficient cm. H. P. Nolting, G. Sztefka, J. Čtyroký, "Wave Propagation in a Waveguide ith a Balance of Gain and Loss," Integrated Photonics Research '96, Boston, USA, 996, pp G. Guekos, Ed., Photonic Devices for telecommunications: ho to model and measure. Berlin: Springer, 998, pp gain loss Mode loss m [cm - ]
32 DISPERSION EQUATION (TE modes) k k k k ( N, ) G S cos( k G) Gsin( k G) S sin( k L) Lcos( k L) cos( ) sin( ) sin( ) cos( ) L S L L L S G G G S N ns, L nl N, G ng N, k dn Exceptional point:. d N N Since ( N, ),. N N N Exceptional point is given by the simultaneous solution of the folloing to equations: d( NB, B) ( N B, B), N dn Taylor expansion of ( N, ) in the vicinity of NB, B sounds! ( N, ) a( B) N N NB Im{ N eff } from hich it follos N NB ic ( B), C. N Re{ N eff } D ANALYSIS (PLANAR WAVEGUIDES) guided aves surface ave guided aves surface ave (TM) mode fields
33 WAVEGUIDE STRUCTURE WITH LOSS/GAIN: SURFACE WAVE Non attenuated TM surface ave n s n n in G L n n in N SW nn n G L G nl guided aves surface ave guided aves surface ave J. Čtyroký et al., "Waveguide structures ith antisymmetric gain/loss profile," Optics Express, vol. 8, pp ,. COUPLED WAVEGUIDES WITH LOSS/GAIN Balanced loss/gain s.89, g.56 g g i g g g i g h sitching:.5 µm, h.75 µm, s * ( x, y) ( x, y) g g µm,.55 µm. Re{N eff } Belo critical point TE TM g " Im{N eff } Above critical point gain channel TE TM g " loss channel C. E. Rüter et al. "Observation of parity time symmetry in optics," Nature Physics, vol. 6, pp. 9 95,.
34 COUPLED WAVEGUIDES WITH LOSS/GAIN Fixed loss/variable gain sitching: * ( x, y) ( x, y) i g g g s i g g g g s.89, g.56 h.5 µm, h.75 µm, g µm,.55 µm " g =. Re{N eff } Belo critical point TE, " g =.8 TM g " TE TM Im{N eff } Above critical point gain channel TE TM g " loss channel COUPLED WAVEGUIDES WITH LOSS/GAIN Un/balanced loss/gain: i i g b l g i i g b g h i s b.89,.56 s.5 µm, h.75 µm, g µm,.55 µm. g Structure ith uniform background loss, b. Output poer increase (from both aveguides!) by increasing loss of the lossy channel: Belo critical point.75 g.5 l Loer loss, subcritical regime Above critical point g.75 gain channel l.5 loss channel Higher loss, supercritical regime A. Guo et al., Observation of PT Symmetry Breaking in Complex Optical Potentials, Physical Revie Letters, vol. 3, no. 9, pp , 9.
35 PLASMONIC LOSS/GAIN STRUCTURES A hypothetic canonic (balanced) plasmonic loss/gain structure: Hybrid dielectric plasmonic slot aveguide directional coupler ith tunable metal Passive structure: SiO s Si Si d h Au.67 "Symmetric".67 * ( x, y) ( x, y) Au ith tunable loss / Au* ith tunable gain 3 nm, SiO d nm, s h 3 nm, s nm, Si Si d h.55 µm Au Au *.6 "Loss".4 Au* * Au.668. Re{N eff } Im{N eff } "Antisymmetric" Au " -.4 "Gain" Au " H. Benisty et al., "Implementation of PT symmetric devices using plasmonics: principle and applications," Optics Express, vol. 9, pp ,. PLASMONIC LOSS/GAIN STRUCTURES A more realistic model of an unbalanced plasmonic loss/gain structure: Hybrid dielectric plasmonic slot aveguide directional coupler ith gain section SiO s Si Au gain section Si d h 3 nm, d nm, h 3 nm, s nm * ( x, y) ( x, y) Only gain (ε g ) in the gain section is no tuned: gain SiO i g "Symmetric".. "Symmetric" Re{N eff } "Antisymmetric" Im{N eff } "Antisymmetric" g " g "
36 MORE COMPLEX GAIN LOSS STRUCTURES Linear arrays of coupled aveguides ith loss and gain 4 coupled channel aveguides h * ( x, y) ( x, y) s.5 µm, h.75 µm, s µm 6 coupled channel aveguides Im{N eff } Re{N eff } g " (quasi TE polarization) Re{N eff } Im{N eff } g ".56 i,.56 i,.89 g g g 8 coupled channel aveguides g s Re{N eff } g " Im{N eff } g " g " g " LINEAR ARRAY WITH UNBALANCED LOSS/GAIN Coupled aveguides ith fixed loss and variable gain * ( x, y) ( x, y) 6 coupled channel aveguides g.56.i, g.56 i g, s.89 8 coupled channel aveguides Re{N eff } g " Im{N eff } g ".56.9i,.56 i g,.89 g g s Re{N eff } g " g " Sitching by pure gain modulation is feasible also in loss/gain aveguide arrays Im{N eff }
37 MORE COMPLEX GAIN LOSS STRUCTURES Circular arrays of coupled aveguides ith loss and gain 4 aveguides µm r.5.56 i, g.56 i, g.89 s 6 aveguides r g g y r r x (TE like) Re { N eff } Re{N eff } g " Im { N eff } Im{N eff } g " aveguides g " g " r.55 r Re{N eff } Im{N eff } x y x y * (, ) (, ) x y x y * (, ) (, ) g " g " CIRCULAR ARRAYS WITH UNBALANCED LOSS/GAIN Coupled aveguides ith fixed loss and variable gain 6 aveguides µm r.89 S.56.7i, g.56 i g g r Re{N eff } g " Im{N eff } g " 8 aveguides r r Re{N eff } Im{N eff } i, g.56 i g g g " g " Sitching by pure gain modulation is feasible also in loss/gain aveguide arrays
38 RESONANT FREQUENCIES OF A PAIR OF COUPLED PT SYMMETRIC RING RESONATORS Re( f/fsr) Im( f/fsr) Relative gain, g/n Relative gain, g/n -3 SOME RELEVANT REFERENCES. J. Zenneck, "Über die Fortpflanzung ebener elektromagnetischer Wellen längs einer ebenen Leiterfläche und ihre Beziehung zur drahtlosen Telegraphie," Annalen der Physik, vol. 38, pp , 97.. H. P. Nolting, G. Sztefka, M. Graert, and J. Čtyroký, "Wave Propagation in a Waveguide ith a Balance of Gain and Loss," in Integrated Photonics Research '96, Boston, USA, 996, pp G. Guekos, Ed., Photonic Devices for telecommunications: ho to model and measure. Berlin: Springer, R. El Ganainy, K. G. Makris, D. N. Chrisodoulides, and Z. H. Musslimani, "Theory of coupled optical PT symmetric structures," Optics Letters, vol. 3, pp , K. G. Makris, R. El Ganainy, and D. N. Chrisodoulides, "Beam Dynamics in PT Symmetric Optical Lattices," Physical Revie Letters, vol., pp. 394() 394(4), J. Čtyroký, V. Kuzmiak, and S. Eyderman, "Waveguide structures ith antisymmetric gain/loss profile," Optics Express, vol. 8, pp ,. 7. C. E. Rüter, K. G. Makris, R. E Ganainy, D. N. Christoulides, M. Segev, and D. Kip, "Observation of parity time symmetry in optics," Nature Physics, vol. 6, pp. 9 95,. 8. H. Benisty, A. Degiron, A. Lupu, A. De Lustrac, S. Chenais, S. Forget, et al., "Implementation of PT symmetric devices using plasmonics: principle and applications," Optics Express, vol. 9, pp , Sep. 9. J. Čtyroký, "3 D Bidirectional Propagation Algorithm Based on Fourier Series," Journal of Lightave Technology, vol. 3, pp ,.. A. A. Sukhorukov, S. V. Dmitriev, S. V. suchkov, and Y. S. Kivshar, "Nonlocality in PT symmetric aveguide arrays ith gain and loss," Optics Letters, vol. 37, pp. 48 5,.. Sendy Phang, Theory and Numerical Modelling of Parity Time Symmetric Structures for Photonics, PhD thesis, University of Nottingham, 6. and many others
Povrchové plazmony v integrované optice
Povrchové plazmony v integrované optice Typické aplikace:. vlnovodné polarizátory. SPR senzory 3. vlnovodné struktury využívající povrchové plazmony (plazmonika) Permitivita kovu (Drudeho model) volný
VíceOptoelektronika. Katedra fyzikální elektroniky FJFI ČVUT
Optoelektronika Katedra fyzikální elektroniky FJFI ČVUT Letní semestr 2017-2018, 26. února - 18. května 2018, 2 (z+zk), pro bakalářské obory FE, LASE a magisterský obor 2IT Pondělí 11.0 1.15 přednášky:
VíceFotonické nanostruktury (nanofotonika)
Základy nanotechnologií KEF/ZANAN Fotonické nanostruktury (nanofotonika) Jan Soubusta 4.11. 2015 Obsah 1. ÚVOD 2. POHLED DO MIKROSVĚTA 3. OD ELEKTRONIKY K FOTONICE 4. FYZIKA PRO NANOFOTONIKU 5. PERIODICKÉ
VíceFotonické nanostruktury (alias nanofotonika)
Základy nanotechnologií KEF/ZANAN Fotonické nanostruktury (alias nanofotonika) Jan Soubusta 27.10. 2017 Obsah 1. ÚVOD 2. POHLED DO MIKROSVĚTA 3. OD ELEKTRONIKY K FOTONICE 4. FYZIKA PRO NANOFOTONIKU 5.
Víceelektrony v pevné látce verze 1. prosince 2016
F6122 Základy fyziky pevných látek seminář elektrony v pevné látce verze 1. prosince 2016 1 Drudeho model volných elektronů 1 1.1 Mathiessenovo pravidlo............................................... 1
VíceFyzika IV. -ezv -e(z-zv) kov: valenční elektrony vodivostní elektrony. Elektronová struktura pevných látek model volných elektronů
Elektronová struktura pevných látek model volných elektronů 1897: J.J. Thomson - elektron jako částice 1900: P. Drude: kinetická teorie plynů - kov jako plyn elektronů Drudeho model elektrony se mezi srážkami
VíceVlnovody s velkým kontrastem indexu lomu
Vlnovody s velkým kontrastem indexu lomu Fotonický drát (vlnovod s velkým kontrastem indexu lomu) Rozložení elektromagnetického pole základního vidu TE E x H y 1 Vazba do nanofotonických vlnovodů 1mm SOI
VíceOptika. Nobelovy ceny za fyziku 2005 a 2009. Petr Malý Katedra chemické fyziky a optiky Matematicko fyzikální fakulta UK
Optika Nobelovy ceny za fyziku 2005 a 2009 Petr Malý Katedra chemické fyziky a optiky Matematicko fyzikální fakulta UK Optika zobrazování aplikace základní fyzikální otázky např. test kvantové teorie
VíceSOUČÁSTKY INTEGROVANÉ FOTONIKY
SOUČÁSTKY INTEGROVANÉ FOTONIKY Jiří Čtyroký ctyroky@ufe.cz Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i. www.ufe.cz/~ctyroky/fel/int_fotonika-fel.pdf 1 PŘÍKLADY FOTONICKÝCH VLNOVODNÝCH STRUKTUR Optické vlákno
VíceVYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FOTONICKÁ KRYSTALICKÁ VLÁKNA DIPLOMOVÁ PRÁCE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV TELEKOMUNIKACÍ
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV TELEKOMUNIKACÍ FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF TELECOMMUNICATIONS
VíceLEED (Low-Energy Electron Diffraction difrakce elektronů s nízkou energií)
LEED (Low-Energy Electron Diffraction difrakce elektronů s nízkou energií) RHEED (Reflection High-Energy Electron Diffraction difrakce elektronů s vysokou energií na odraz) Úvod Zkoumání povrchů pevných
VíceMikrorezonátory v integrované fotonice
Mikrorezonátory v integrované fotonice Vlnovodné struktury s mikrorezonátory ( 99, B. E. Little et al., MIT, Cambridge, USA) in through V rezonanci out in through Mimo rezonanci mikrorezonátor out Spektrální
VíceRovinná harmonická elektromagnetická vlna
Rovinná harmonická elektromagnetická vlna ---- 1. příklad -------------------------------- 2 GHz prochází prostředím s parametry: r 5, r 1, 0.005 S / m. Amplituda intenzity magnetického pole je H m 0.25
VíceGlass temperature history
Glass Glass temperature history Crystallization and nucleation Nucleation on temperature Crystallization on temperature New Applications of Glass Anorganické nanomateriály se skelnou matricí Martin Míka
VíceSvětlo jako elektromagnetické záření
Světlo jako elektromagnetické záření Základní pojmy: Homogenní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti jsou ve všech místech v prostředí stejné. Izotropní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti
VíceStojaté a částečně stojaté vlny
Stojaté a částečně stojaté vlny Interference 2 postupných vln Dokonalá stojatá vlna: interference 2 vln stejné amplitudy a antiparalelních vlnových vektorů Problém s radiometrickou definicí intensity pomocí
VíceJiří Oswald. Fyzikální ústav AV ČR v.v.i.
Jiří Oswald Fyzikální ústav AV ČR v.v.i. I. Úvod Polovodiče Zákládní pojmy Kvantově-rozměrový jev II. Luminiscence Si nanokrystalů III. Luminiscence polovodičových nanostruktur A III B V IV. Aplikace Pásová
VíceMikrorezonátory v integrované fotonice
Mikrorezonátory v integrované fotonice Vlnovodné struktury s mikrorezonátory ( 990, B. E. Little et al., MIT, Cambridge, USA) in through V rezonanci out in through Mimo rezonanci mikrorezonátor out Spektrální
VíceLasery optické rezonátory
Lasery optické rezonátory Optické rezonátory Optickým rezonátorem se rozumí dutina obklopená odrazovými plochami, v níž je pasivní dielektrické prostředí. Rezonátor je nezbytnou součástí laseru, protože
VíceVLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník
VLNOVÁ OPTIKA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník Vlnová optika Světlo lze chápat také jako elektromagnetické vlnění. Průkopníkem této teorie byl Christian Huyghens. Některé jevy se dají
VíceIntegrovaná fotonika
Integrovaná fotonika Doc. Ing. Jiří Čtyroký, DrSc. Ústav radiotechniky a elektroniky Akademie věd ČR HTTctyroky@ure.cas.czTTH Úvod V r. 1969 vyšlo v časopise Bellových laboratoří v USA několik článků poukazujících
VíceModelování světla v mikro- či nanostrukturách
Modelování světla v mikro- či nanostrukturách Jiří Beran, Miroslav Hanzelka, David Roesel VOŠ a SPŠE Olomouc, Gymnázium Česká Lípa, PORG Libeň mr.beba@gmail.com, mirdahanzelka@seznam.cz, roesel@gmail.com
VíceCharakteristiky optického záření
Fyzika III - Optika Charakteristiky optického záření / 1 Charakteristiky optického záření 1. Spektrální charakteristika vychází se z rovinné harmonické vlny jako elementu elektromagnetického pole : primární
VíceOTDR Optical time domain reflection
OTDR Optical time domain reflection Úvod Co je OTDR Jak měří trasu OTDR Události na trase Nastavení parametrů OTDR Jak vybrat OTDR Co je OTDR? Netopýr vysílá krátké akustické signály a na základě jejich
VíceZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ
ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ (c) -2008, ACH/IM BLOKOVÉ SCHÉMA: (a) emisní metody (b) absorpční metody (c) luminiscenční metody U (b) monochromátor často umístěn před kyvetou se vzorkem. Části
VíceFyzika IV. g( ) Vibrace jader atomů v krystalové mříži
Vibrace jader atomů v krystalové mříži v krystalu máme N základních buněk, v každé buňce s atomů, které kmitají kolem rovnovážných poloh výchylky kmitů jsou malé (Taylorův rozvoj): harmonická aproximace
VíceFyzika II. Marek Procházka Vlnová optika II
Fyzika II Marek Procházka Vlnová optika II Základní pojmy Reflexe (odraz) Refrakce (lom) jevy na rozhraní dvou prostředí o různém indexu lomu. Disperze (rozklad) prostorové oddělení složek vlnění s různou
VíceJaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.
Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením. Na čem závisí účinnost vedení? účinnost vedení závisí na činiteli útlumu β a na činiteli odrazu
VíceLaserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.
Laserová technika 1 Aktivní prostředí Šíření rezonančního záření dvouhladinovým prostředím Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz 22. prosince 2016 Program
VíceVYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ ANTÉNY S KRYTY Z METAMATERIÁLŮ DIPLOMOVÁ PRÁCE
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF
VíceATOM VODÍKU MODEL : STOJÍCÍ BODOVÉ JÁDRO A ELEKTRON VZÁJEMNĚ ELEKTROSTATICKY INTERAGUJÍCÍ SCHRÖDINGEROVA ROVNICE PRO PŘÍPAD POTENCIÁLNÍ ENERGIE.
ATOMY + MOLEKULY ATOM VODÍKU MODEL : STOJÍCÍ BODOVÉ JÁDRO A ELEKTRON VZÁJEMNĚ ELEKTROSTATICKY INTERAGUJÍCÍ SCHRÖDINGEROVA ROVNICE H ˆψ = Eψ PRO PŘÍPAD POTENCIÁLNÍ ENERGIE Vˆ = Ze 2 4πε o r ŘEŠENÍ HLEDÁME
VíceMODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5
MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5 Ondřej Votava J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry AS ČR Opakování z minula Light Amplifier by Stimulated
VíceIntegrovaná fotonika POČÁTKY INTEGROVANÉ OPTIKY
Integrovaná fotonika POČÁTKY INTEGROVANÉ OPTIKY ZÁKLADNÍ SOUČÁSTKY 3 4 Základy technologie fotonických vlnovodných struktur 5 Některé významnější technologie Ti:LiNbO 3, APE LiNbO 3 (annealed proton exchange)
VíceFázové přechody Isingův model
Fázové přechody Isingův model Fázové přechody prvního druhu: diskontinuita v první derivaci volné energie Fázové přechody druhého druhu: diskontinuita v druhých derivacích A Může statistická mechanika
Víceλ hc Optoelektronické součástky Fotorezistor, Laserová dioda
Optoelektronické součástky Fotorezistor, Laserová dioda Úvod Optoelektronické součástky jsou založeny na interakci optického záření s elektricky nabitými částicemi v polovodičích. Vztah mezi energií fotonů
VíceKvantová mechanika - model téměř volných elektronů. model těsné vazby
Kvantová mechanika - model téměř volných elektronů model těsné vazby Částice (elektron) v periodickém potenciálu- Blochův teorém Dále už nebudeme považovat elektron za zcela volný (Sommerfeld), ale připustíme
VíceIdeální krystalová mřížka periodický potenciál v krystalu. pásová struktura polovodiče
Cvičení 3 Ideální krystalová mřížka periodický potenciál v krystalu Aplikace kvantové mechaniky pásová struktura polovodiče Nosiče náboje v polovodiči hustota stavů obsazovací funkce, Fermiho hladina koncentrace
VíceSpektrální interferometrie v bílém světle využitá k disperzní charakterizaci vysoce dvojlomných optických vláken
Spektrální interferometrie v bílém světle využitá k disperzní charakterizaci vysoce dvojlomných optických vláken Petr Hlubina 1, Tadeusz Martynkien 2, Waclaw Urbańczyk 2. petr.hlubina@fpf.slu.cz http://www.fpf.slu.cz/
VíceFTTX - pasivní infrastruktura. František Tejkl 17.09.2014
FTTX - pasivní infrastruktura František Tejkl 17.09.2014 Náplň prezentace Optické vlákno - teorie, struktura a druhy vláken (SM,MM), šíření světla vláknem, přenos opt. signálů Vložný útlum a zpětný odraz
VíceFyzikální vlastnosti materiálů FX001
Fyzikální vlastnosti materiálů FX001 Ondřej Caha 1. Vazba v pevné látce, elastické a tepelné vlastnosti materiálů 2. Elektrické vlastnosti materiálů 3. Optické vlastnosti materiálů 4. Magnetické vlastnosti
VíceFyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO
1. Jednotky a veličiny soustava SI odvozené jednotky násobky a díly jednotek skalární a vektorové fyzikální veličiny rozměrová analýza 2. Kinematika hmotného bodu základní pojmy kinematiky hmotného bodu
VícePostupné, rovinné, monochromatické vlny v lineárním izotropním nemagnetickém prostředí
Postupné, rovinné, monochromatické vlny v lineárním izotropním nemagnetickém prostředí Rovinné vlny 1 Při diskusi o řadě jevů je výhodné vycházet z rovinných vln. Vlny musí splňovat Maxwellovy rovnice
Více1. Kvantové jámy. Tabulka 1: Efektivní hmotnosti nosičů v krystalech GaAs, AlAs, v jednotkách hmotnosti volného elektronu m o.
. Kvantové jámy Pokročilé metody růstu krystalů po jednotlivých vrstvách (jako MBE) dovolují vytvořit si v krystalu libovolný potenciál. Jeden z hojně používaných materiálů je: GaAs, AlAs a jejich ternární
VíceCHAPTER 5 MODIFIED MINKOWSKI FRACTAL ANTENNA
CHAPTER 5 MODIFIED MINKOWSKI FRACTAL ANTENNA &KDSWHUSUHVHQWVWKHGHVLJQDQGIDEULFDW LRQRIPRGLILHG0LQNRZVNLIUDFWDODQWHQQD IRUZLUHOHVVFRPPXQLFDWLRQ7KHVLPXODWHG DQGPHDVXUHGUHVXOWVRIWKLVDQWHQQDDUH DOVRSUHVHQWHG
VíceÚloha č.6 Dvouvlnové směšování ve fotorefraktivním materiálu a fázová
Úloha č.6 Dvouvlnové směšování ve fotorefraktivním materiálu a fázová konjugace 1 Teoretický úvod Dvouvlnové směšování neboli dvouvlnová interference ve fotorefraktivním (FRV) materiálu je proces, který
Víceí ž š š í ě ž é ý č řé í ž ě š ř ě é ř ř ž ž í ž ř ý ě ží ř ž ý é ě š é é ří š ř ě é ř Ž ř š čé ú í é ř č ě ř í ý é ě ř ží ř é ě í ž ž ý č ř ž ě é ž ý
Ýž ž č ě č é ř ž ž ž ž ž ý ě ě ž ž ůž šé í š í ě ěč š ž ř ř é ž ž ě ě ě ě ř ý í í í ř š ř ší ž č č č ý éž ž é š ě ě ě úč č ý ě é č ý í í š ří č é í í ří é ř ě ň ě ř ý ě í ý ý úč č ň č č č č í č š ž žž
Více13. Spektroskopie základní pojmy
základní pojmy Spektroskopicky významné OPTICKÉ JEVY absorpce absorpční spektrometrie emise emisní spektrometrie rozptyl rozptylové metody Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
VíceDaniel Franta. jaro Ústav fyzikální elektroniky, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita
Pokročilé disperzní modely v optice tenkých vrstev Lekce 4: Univerzální disperzní model amorfních pevných látek aplikace na elipsometrická a spektrofotometrická měření HfO 2 vrstvy v rozsahu.86-.8 ev Daniel
Vícenano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL
Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL nano.tul.cz Tyto materiály byly vytvořeny v rámci projektu ESF OP VK: Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci Optické vlastnosti
Více6 Potenciály s δ funkcemi II
6 Potenciály s δ funkcemi II 6.1 Periodická δ funkce (Diracův hřeben) Částice o hmotnosti M se pohybuje v jednorozměrné mřížce popsané periodickým potenciálem V(x) = c δ(x na), (6.1.1) n= kde a je vzdálenost
VíceFyzikální vlastnosti materiálů FX001
Fyzikální vlastnosti materiálů FX001 1. Vazba v pevné látce, elastické a tepelné vlastnosti materiálů 2. Elektrické vlastnosti materiálů 3. Optické vlastnosti materiálů 4. Magnetické vlastnosti materiálů
VíceAnalýza a ověření metody měření indexu lomu vzduchu pro laserovou interferometrii
Analýza a ověření metody měření indexu lomu vzduchu pro laserovou interferometrii Vedoucí práce: Ing. Zdeněk Buchta, Ph.D. Bc. Tomáš Pikálek 21. června 216 Obsah 1. Cíle práce 2. Motivace 3. Metody měření
VíceChování látek v nanorozměrech
Univerzita J.E. Purkyně v Ústí nad Labem Chování látek v nanorozměrech Pavla Čapková Přírodovědecká fakulta Univerzita J.E. Purkyně v Ústí nad Labem Březen 2014 Chování látek v nanorozměrech: Co se děje
VíceKrátká teorie. Monochromatická elektromagnetická vlna Intenzita světla Superpozice elektrických polí. Intenzita interferenčního obrazce.
Interference 1 Krátká teorie Monochromatická elektromagnetická vlna Intenzita světla Superpozice elektrických polí Intenzita interferenčního obrazce 2 ), ( ), ( t r E t r I 2 E r E p I r p r p E E E E
VíceZdroje optického záření
Metody optické spektroskopie v biofyzice Zdroje optického záření / 1 Zdroje optického záření tepelné výbojky polovodičové lasery synchrotronové záření Obvykle se charakterizují zářivostí (zářivý výkon
VíceElektrické vlastnosti pevných látek
Elektrické vlastnosti pevných látek elektrická vodivost gradient vnějšího elektrického pole vyvolá přenos náboje volnými nositeli (elektrony, díry, ionty) měrná vodivost = e n n e p p [ -1 m -1 ] Kovy
VíceSvětlo v multimódových optických vláknech
Světlo v multimódových optických vláknech Tomáš Tyc Ústav teoretické fyziky a astrofyziky, Masarykova univerzita, Kotlářská 2, 61137 Brno Úvod Optické vlákno je pozoruhodný fyzikální systém: téměř dokonalý
VíceLaserové technologie v praxi I. Přednáška č.1. Fyzikální princip činnosti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011
Laserové technologie v praxi I. Přednáška č. Fyzikální princip činnosti laserů Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 0 LASER kvantový generátor světla Fyzikální princip činnosti laserů LASER zkratka
Víceλ, (20.1) 3.10-6 infračervené záření ultrafialové γ a kosmické mikrovlny
Elektromagnetické vlny Optika, část fyziky zabývající se světlem, patří spolu s mechanikou k nejstarším fyzikálním oborům. Podle jedné ze starověkých teorií je světlo vyzařováno z oka a oko si jím ohmatává
VíceF7030 Rentgenový rozptyl na tenkých vrstvách
F7030 Rentgenový rozptyl na tenkých vrstvách O. Caha PřF MU Prezentace k přednášce Numerické simulace Příklady experimentů Vybrané vztahy Sylabus Elementární popis vlnového pole: Rtg vlna ve vakuu; Greenova
VíceModelování optických vlnovodných struktur metodou sešívání vidů. Modelling of optical waveguide structures using mode matching method
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta strojního inženýrství Ústav fyzikálního inženýrství RNDr. Jiří Petráček, Dr. Modelování optických vlnovodných struktur metodou sešívání vidů Modelling of optical waveguide
VícePolovodičové detektory
Polovodičové detektory vodivostní pás záchytové nebo rekombinační centrum valenční pás Polovodičové detektory pn přechod díry p typ n typ elektrony + + + depleted layer ~ 100 m Polovodičové detektory pn
VíceElektromagnetické pole je generováno elektrickými náboji a jejich pohybem. Je-li zdroj charakterizován nábojovou hustotou ( r r
Záření Hertzova dipólu, kulové vlny, Rovnice elektromagnetického pole jsou vektorové diferenciální rovnice a podle symetrie bývá vhodné je řešit v křivočarých souřadnicích. Základní diferenciální operátory
VíceHistorie vláknové optiky
Historie vláknové optiky datuje se zpět 200 let, kde postupně: 1790 - franc. inženýr Claude Chappe vynalezl optický telegraf 1840 - Daniel Collodon a Jacque Babinet prokázali, že světlo může být vedeno
VíceATOMOVÁ SPEKTROMETRIE
ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE doc. Ing. David MILDE, Ph.D. tel.: 585634443 E-mail: david.milde@upol.cz (c) -017 Doporučená literatura Černohorský T., Jandera P.: Atomová spektrometrie. Univerzita Pardubice 1997.
VíceTECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI
TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Polovodičové zdroje fotonů Přehledový učební text Roman Doleček Liberec 2010 Materiál vznikl v rámci projektu ESF
VíceVLIV GEOMETRICKÉ DISPERZE
VLIV GEOMETRICKÉ DISPERZE NA ŠÍŘENÍ NAPĚŤOVÝCH VLN Petr Hora Centrum diagnostiky materiálu, Ústav termomechaniky AV ČR, Veleslavínova, 3 4 Plzeň, e-mail: hora@cdm.it.cas.cz Abstrakt The effect geometrical
VíceSPEKTROMETRIE. aneb co jsem se dozvěděla. autor: Zdeňka Baxová
SPEKTROMETRIE aneb co jsem se dozvěděla autor: Zdeňka Baxová FTIR spektrometrie analytická metoda identifikace látek (organických i anorganických) všech skupenství měříme pohlcení IČ záření (o různé vlnové
VíceChemické senzory Principy senzorů Elektrochemické senzory Gravimetrické senzory Teplotní senzory Optické senzory Fluorescenční senzory Gravimetrické chemické senzory senzory - ovlivňov ování tuhosti pevného
VíceOptoelektronika. elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD. Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)
Optoelektronika elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD Elektro-optické převodníky žárovka - nejzákladnější EO převodník nevhodné pro optiku široké spektrum vlnových délek vhodnost pro EO
Více10/21/2013. K. Záruba. Chování a vlastnosti nanočástic ovlivňuje. velikost a tvar (distribuce) povrchové atomy, funkční skupiny porozita stabilita
Chování a vlastnosti nanočástic ovlivňuje velikost a tvar (distribuce) povrchové atomy, funkční skupiny porozita stabilita K. Záruba Optická mikroskopie Elektronová mikroskopie (SEM, TEM) Fotoelektronová
VíceTepelná vodivost pevných látek
Tepelná vodivost pevných látek Přenos tepla vedení mřížková část tepelné vodivosti Dvouatomový lineární řetězec přiblížení např. NaCl (1) u -1 (A) u s-1 (B) u (A) u s (B) u s+1 (B) u +1 (A) Např. = příčné
VíceIntegrovaná fotonika POČÁTKY INTEGROVANÉ OPTIKY
Integrovaná fotonika POČÁTKY INTEGROVANÉ OPTIKY ZÁKLADNÍ SOUČÁSTKY 3 4 Základy technologie fotonických vlnovodných struktur 5 Některé významnější technologie Ti:LiNbO 3, APE LiNbO 3 (annealed proton exchange)
VíceČeské vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská OKRUHY. ke státním zkouškám DOKTORSKÉ STUDIUM
OKRUHY ke státním zkouškám DOKTORSKÉ STUDIUM Obor: Zaměření: Studijní program: Fyzikální inženýrství Inženýrství pevných látek Aplikace přírodních věd Předmět SDZk Aplikace přírodních věd doktorské studium
VíceVznik a šíření elektromagnetických vln
Vznik a šíření elektromagnetických vln Hlavní body Rozšířený Coulombův zákon lektromagnetická vlna ve vakuu Zdroje elektromagnetických vln Přehled elektromagnetických vln Foton vlna nebo částice Fermatův
VíceSpolečná laboratoř optiky. Skupina nelineární a kvantové optiky. Představení vypisovaných témat. bakalářských prací. prosinec 2011
Společná laboratoř optiky Skupina nelineární a kvantové optiky Představení vypisovaných témat bakalářských prací prosinec 2011 O naší skupině... Zařazení: UP PřF Společná laboratoř optiky skupina nelin.
Více2. Elektrotechnické materiály
. Elektrotechnické materiály Předpokladem vhodného využití elektrotechnických materiálů v konstrukci elektrotechnických součástek a zařízení je znalost jejich vlastností. Elektrické vlastnosti materiálů
VíceFyzika laserů. 4. dubna Katedra fyzikální elektroniky.
Fyzika laserů Přitahováni frekvencí. Spektrum laserového záření. Modelocking Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz 4. dubna 2013 Program přednášek 1.
VíceStrukturovaná kabeláž počítačových sítí
Strukturovaná kabeláž počítačových sítí druhy kabelů (koaxiální kabel, TWIST, optický kabel) přenosové rychlosti ztráty na přenosové cestě Koaxiální kabel Původní, první, počítačové rozvody byly postaveny
VíceNázev a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA
Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA OPTIKA ZÁKLADNÍ POJMY Optika a její dělení Světlo jako elektromagnetické vlnění Šíření světla Odraz a lom světla Disperze (rozklad) světla OPTIKA
VíceCZ.1.07/2.2.00/ AČ (RCPTM) Spektroskopie 1 / 24
MĚŘENÍ SPEKTRA SVĚTLA Antonín Černoch Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů CZ.1.07/2.2.00/15.0147 AČ (RCPTM) Spektroskopie 1 / 24 Úvod Obsah 1 Úvod 2 Zobrazovací spektrometry Disperzní
VíceOtázka č. 14 Světlovodné přenosové cesty
Fresnelův odraz: Otázka č. 4 Světlovodné přenosové cesty Princip šíření světla v optickém vlákně Odraz a lom světla: β α lom ke kolmici n n β α lom od kolmice n n Zákon lomu n sinα = n sin β Definice indexu
VíceATOMOVÁ SPEKTROMETRIE
ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE Atomová spektrometrie valenčních e - 1. OES (AES). AAS 3. AFS 1 Atomová spektra čárová spektra Tok záření P - množství zářivé energie (Q E ) přenesené od zdroje za jednotku času.
VíceŠíření rovinné vlny Cvičení č. 1
Šíření rovinné vlny Cvičení č. 1 Cílem dnešního cvičení je seznámit se s modelováním rovinné vlny v programu ANSYS HFSS. Splnit bychom měli následující úkoly: 1. Vytvořme model rovinné vlny, která se šíří
VíceÚvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv Pavel Matějka, Vadym Prokopec pavel.matejka@vscht.cz pavel.matejka@gmail.com Vadym.Prokopec@vscht.cz
VíceFyzikálně založené modely osvětlení
Fyzikálně založené modely osvětlení 1996-2015 Josef Pelikán, CGG MFF UK Praha http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ pepca@cgg.mff.cuni.cz Physical 2015 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 31 Historie
VíceÚloha č. 8 Vlastnosti optických vláken a optické senzory
Úloha č. 8 Vlastnosti optických vláken a optické senzory Optické vlákna patří k nejmodernějším přenosovým médiím. Jejich vysoká přenosová kapacita a nízký útlum jsou hlavní výhody, které je staví před
VíceFYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Mikrovlny
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE Datum měření: 25.3.2011 Jméno: Jakub Kákona Pracovní skupina: 4 Ročník a kroužek: Pa 9:30 Spolupracovníci: Jana Navrátilová Hodnocení: Mikrovlny Abstrakt V úloze je
VíceLuminiscence. emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) fluorescence, fosforescence. chemicky (chemiluminiscence)
Luminiscence Luminiscence emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) fluorescence, fosforescence chemicky (chemiluminiscence) teplem (termoluminiscence) zvukem (sonoluminiscence)
VíceLaserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.
Laserová technika 1 Aktivní prostředí Šíření optických impulsů v aktivním prostředí Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz. prosince 016 Program přednášek
VíceZákladní otázky pro teoretickou část zkoušky.
Základní otázky pro teoretickou část zkoušky. Platí shodně pro prezenční i kombinovanou formu studia. 1. Síla současně působící na elektrický náboj v elektrickém a magnetickém poli (Lorentzova síla) 2.
VíceCZ.1.07/2.3.00/
Přehled vědecko-výzkumné, výukové a další činnosti Outline of research, educational and other activities Petr Šperka Mentor: prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. Institute of Machine and Industrial Design Faculty
VíceOptika pro mikroskopii materiálů I
Optika pro mikroskopii materiálů I Jan.Machacek@vscht.cz Ústav skla a keramiky VŠCHT Praha +42-0- 22044-4151 Osnova přednášky Základní pojmy optiky Odraz a lom světla Interference, ohyb a rozlišení optických
VíceV mnoha běžných případech v optickém oboru je zanedbáváno silové působení magnetické složky elektromagnetického pole na náboje v látce str. 3 6.
Nekvantový popis interakce světla s pasivní látkou Zcela nekvantová fyzika nemůže interakci elektromagnetického záření s látkou popsat, např. atom jako soustava kladných a záporných nábojů by vůbec nebyl
VíceMikrovlny. Karolína Kopecká, Tomáš Pokorný, Jan Vondráček, Ondřej Skowronek, Ondřej Jelínek
Mikrovlny Karolína Kopecká, Tomáš Pokorný, Jan Vondráček, Ondřej Skowronek, Ondřej Jelínek Mikrovlny e le k tro m a g n e tic k é z á ře n í fre k v e n c e 3 0 0 M H z - 3 0 0 G H z v ln o v á d é lk
VíceTEORIE NETKANÝCH TEXTILIÍ. Kapky Kapilární délka. Simulace pomocí Isingova modelu. 7.přednáška
Kapky Kapilární délka Simulace pomocí Isingova modelu 7.přednáška Kapaliny vykazují poněkud zvláštní vlastnosti. Mají schopnost porazit gravitaci a vytvořit kapilární mosty, přesouvat se po šikmých rovinách,
Víceá í ý ť é ó Í č é ě é Í Í ú Ž Í é í á á ý á ý ě ť é ť á í č čť š é ť Ě í í č á á á á ě í ě ř ě Í š ů ě ř ů ú í ý Í ý é á í č á á ž é ř ř š š ý ý ú áš
ý ť é ó Í č é ě é Í Í ú Ž Í é ý ý ě ť é ť č čť š é ť Ě č ě ě ě Í š ů ě ů ú ý Í ý é č ž é š š ý ý ú š ě Í č Í Í ú ě Á Í ť Í ě Í š š ň ú č š Ů Í č ď š éí é Č ě ů ý ó ěž š ě ť Í ž ě Č Í ý é Í ÁÉ ň ů Ů ě ú
VíceVYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNíHO INŽENÝRSTVí ÚSTAV FYZIKÁLNíHO INŽENÝRSTVí FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF PHYSICAL ENGINEERING PLAZMONICKÉ REZONANČNÍ
VíceOptická vlákna a práce s nimi
Optická vlákna a práce s nimi Ing. Pavel Schlitter místnost č. 619, 605 tel.: 2435 2102, 2095 Výhody komunikace s použitím optického vlákna Enormní šířka pásma Malé rozměry a hmotnost Elektrická izolace
VíceSpektrometrické metody. Reflexní a fotoakustická spektroskopie
Spektrometrické metody Reflexní a fotoakustická spektroskopie odraz elektromagnetického záření - souvislost absorpce a reflexe Kubelka-Munk funkce fotoakustická spektroskopie Měření odrazivosti elmg záření
Více