Disciplina Curricular
Ótica Aplicada e Lasers OAL
Mestrado Bolonha em Engenharia Física - 3_MEF 2021/22
Contextos
Grupo: 3_MEF 2021/22 > 2º Ciclo > Parte Escolar
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
A – Conhecer os principias conceitos da óptica e dos lasers (no contexto mais integrado e com vertente industrial da fotónica) relevantes para o desenvolvimento de instrumentação e de aplicações da luz, completando e tornando mais operacionais conhecimentos de ciclos anteriores de formação. B – Apresentar os conceitos e modelos relativos à luz por ordem progressiva de detalhe de modo a cobrir a compreensão do funcionamento e, ainda, a fornecer ferramentas para a respectiva optimização, passando necessariamente por aplicações computacionais e simulação. C – Apresentar diversas opções tecnológicas actuais para a implementação das diversas funcionalidades instrumentais relevantes para as tecnologias e aplicações da luz. D – Desenvolver uma clara compreensão dos níveis de interface com os sistemas de detecção, sempre que aplicável.
Programa
A – ÓTICA GEOMÉTRICA: Sistemas arbitrários. Aberrações. Análise e de desenho de sistemas. B – PROPAGAÇÃO: Difracção e Óptica de Fourier. PSF, OTF e MTF. Tratamento de aberrações. Campo próximo, aplicações. Modelação numérica. C – INTERFEROMETRIA: Duas ondas. Ondas múltiplas. Phase shifting e unwrapping da fase. D – POLARIZAÇÃO: Descrição electromagnética e elipsóide dos índices. Ótica dos meios anisótropos. Moduladores. E – RADIOMETRIA E FOTOMETRIA: Grandezas básicas e principais teoremas. Fontes, emissividade, BDRF. Irradiância no detector. F – COERÊNCIA: Funções. Propagação das funções de coerência. Radiometria generalizada. G – LASERS: Princípios de funcionamento, ganho, risca. Bombeamento. Cavidade ressonante, feixes, modos e espectro. Geração de impulsos. Tipos de lasers e operação. Segurança laser. H – ÓPTICA NÃO-LINEAR: Efeitos de 2ª e 3ª ordem. Sistemas e aplicações A ordem dos temas pode ser alterada em função das conveniências das aulas de laboratório.
Métodos de ensino e avaliação
Esta UC pressupõe o conhecimento dos conceitos de uma UC anterior (2º ano da licenciatura) em Electromagnetismo, Ondas e Óptica, sem actividade laboratorial. Neste sentido, as aulas teóricas incluirão, sempre que necessário uma revisão dos principais resultados, conceitos e equações, por serem necessários para o laboratório e para preparar conteúdos mais avançados e que têm impacto na operacionalidade dos sistemas ópticos reais. Da mesma forma, as aulas de laboratório permitem que os alunos manipulem feixes e componentes ópticos e vejam - na maior parte dos casos pela 1ª vez - os fenómenos que já foram objecto de apresentação conceptual e teórica. A escolaridade da UC e o número reduzido de alunos por turno viabiliza uma actividade laboratorial hands-on com acompanhamento muito próximo do docente que chamará a atenção para a fenomenologia e para os aspectos operacionais. As aulas de laboratório têm uma temática, objectivos, mas não têm guião e os alunos terão de ter iniciativa.