Fotonica

Corso di Studio:
Laurea magistrale in Scienze fisiche
Docenti:
Marco Liscidini
Anno accademico:
2016/2017 (Altri: 2015/2016 2014/2015 2013/2014)
Lingua di insegnamento:
Italiano / english friendly
Codice corso:
500610
Settore scientifico/disciplinare:
FIS/03
Crediti formativi:
6
Ore di lezione:
48

Obiettivi

Apprendimento dei concetti e fenomeni di base relativi alla fotonica.

Prerequisiti

Il corso, che si svolge nel primo semestre, non richiede altri prerequisiti oltre a conoscenze di base di elettromagnetismo e di meccanica quantistica. È complementare agli insegnamenti di Ottica, Fisica dei Semiconduttori, Nanostrutture di Semiconduttori, Fisica dei Dispositivi Elettronici a Stato Solido

Programma

Il corso si propone di illustrare i principi fisici alla base della fotonica, ossia della disciplina che tratta della generazione, propagazione e manipolazione della radiazione elettromagnetica e che presenta numerose applicazioni all’elettronica quantistica e alla comunicazione ottica. Saranno trattati i seguenti macro-argomenti: (1) Il campo elettromagnetico: propagazione nei mezzi materiali, mezzi periodici, seconda quantizzazione. (2) Propagazione guidata: principi alla base del confinamento di luce in guide d’onda dielettriche e relativi esempi (3) Risuonatori e microcavità: risuonatore Fabry-Pérot, microcavità planari, risonatori ad anello, microcavità tridimensionali. Emissione spontanea in cavità ed effetto Purcell. (4) Interazione radiazione-materia: suscettibilità atomica, emissione spontanea e stimolata, guadagno e saturazione, oscillazioni laser. (5) Ottica nonlineare: effetti legati alle nonlinearità del secondo e terzo ordine

Bibliografia

A. Yariv, "Quantum electronics", third edition (Wiley, New York, 1989)
A. Yariv and P. Yeh, "Photonics" (Oxford University Press, 2007) )
B.E.A. Saleh, M.C. Teich, "Fundamentals of Photonics", second edition (Wiley, 2007) )
E. Rosencher, B. Vinter, "Optoelectronics" (Cambridge University Press, 2002) )
R. Loudon, “The Qauntum Theory of light” (Oxford University Press 2008) )
J.D. Joannopoulos, S. G. Johnson, J. N. Winn, and R. D. Meade "Photonic Crystals: Molding the Flow of Light," second edition (Princeton, 2008) )

Modalità di esame

Il voto finale viene deciso dopo un esame orale. Le valutazioni riportate negli esercizi svolti a casa saranno considerate a seconda della scelta dello studente, che dovrà comunicarla all’inizio del corso e non prima della consegna del primo set di esercizi. Non sarà possibile cambiare idea dopo la valutazione del quarto elaborato.