Disciplina Curricular

Óptica e Lasers OQL

Mestrado Bolonha em Engenharia Física Tecnológica - MEFT 2021

Contextos

Grupo: MEFT 2021 > 2º Ciclo > Área Principal > Opções

Período:

Peso

6.0 (para cálculo da média)

Objectivos

Fornecer formação abrangente em óptica contemporânea e lasers, com foco nas suas aplicações científicas e tecnológicas. Os alunos serão capazes de aplicar várias descrições de óptica a situações práticas e de identificar as potencialidades dos lasers para domínios emergentes da ciência e tecnologia, adquirindo um conjunto alargado de conhecimentos sobre a geração, amplificação e propagação de luz coerente. Estes conhecimentos permitirão a introdução a uma gama de tópicos de investigação actual, como a óptica ultra-rápida, os lasers de alta intensidade e as suas aplicações em diversas áreas da ciência.

Programa

Óptica geométrica e ondulatória: Matrizes. Ondas paraxiais. Função de transferência. Feixes gaussianos: Propriedades. Sistemas ópticos arbitrários. Cavidades ópticas: Fabry-Perot, espelhos esféricos, 2D/3D. Óptica de fotões: propriedades, fluxo e estatísticas. Interacção luz-matéria: fotões e átomos. Difusão. Oscilação e amplificação: coeficiente de ganho. Bombeamento, equações de taxa e saturação. Principais tipos de laser. Lasers pulsados: Q-switch e bloqueio de modos. Estrutura dos impulsos laser: impulsos no limite e com trinado. Alongamento e compressão, CPA. Óptica espaço-temporal. Dispersão: meios dispersivos. Modelo de Lorenz. Velocidade de fase, de grupo e GVD. Gestão de dispersão. Óptica não linear: SHG, efeito eletro-óptico, mistura de três ondas. OPO/A/CPA. SPM e autofocalização. Óptica ultra-rápida: Propagação, amplificação, compressão e medição. Lasers ultra-intensos: impulsos de raios X, HHG e attosegundos. Aceleração a laser. Física de altas densidades de energia.

Metodologia de avaliação

- Mini-testes realizados durante as aulas (40%) - Relatório de projecto individual / trabalho computacional ou experimental (40%) - Apresentação pública e discussão do projecto / trabalho (20%)

Componente de Competências Transversais

Pensamento crítico: na componente de projecto, caberá aos alunos a decisão das ferramentas que entendam mais adequadas à prossecução dos objectivos, salientando-se que as escolhas e eventuais aproximações deverão ser devidamente justificadas. Competências intrapessoais: os alunos terão 2-3 semanas para completarem os projectos, sendo que estes envolvem o estudo autónomo de extensões da matéria não leccionada em aula. Para isto, deverão começar por desenhar a gestão do projecto, com tarefas, metas e responsáveis, bem como previsão e mitigação de riscos. Competências interpessoais: no final do projecto, os alunos deverão realizar uma apresentação (pitch) perante os colegas, sendo incentivado o treino e a preparação para responder a questões. O projecto será também submetido num documento com características de artigo científico. Estas competências transversais poderão ter um peso até 20% na avaliação.

Componente Laboratorial

N/A

Componente de Programação e Computação

Serão apresentadas diferentes opções de projectos envolvendo quer o desenvolvimento de códigos numéricos em linguagens / ambientes de programação, quer a utilização de software para design e simulação de sistemas ópticos. Estes projectos serão de natureza avançada, implicando esforço de investigação e optimização do código por parte do aluno. Além destes, também estão previstos trabalhos de natureza experimental, suportados por computador, como por exemplo a operação e aprendizagem de um diagnóstico óptico ou uma técnica experimental avançada.

Princípios Éticos

Todos os membros de um grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.

Disciplinas Execução

2021/2022 - 1º Semestre