Ottica 1

A.A. 2018/2019
Insegnamento per
6
Crediti massimi
42
Ore totali
SSD
FIS/03
Lingua
Italiano

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
FIS/03 - FISICA DELLA MATERIA - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
Programma
1) Ottica Geometrica
Ottica geometrica parassiale. Propagazione della luce e formazione dell'immagine in sistemi ottici parassiali; formulazione matriciale. Fibre ottiche step-index. Propagazione dei raggi in mezzi non omogenei, e fibre graded-index

2) Interferenza
Interferenza: richiami e discussione. Interferometri a separazione del fronte d'onda (Young) e a separazione di ampiezza (Michelson, Fabry-Perot). Cavità ottiche e laser.

3) Diffrazione e Ottica di Fourier
a) Diffrazione. Teoria scalare di Kirchoff e integrale di diffrazione.
b) Approssimazione lineare e diffrazione di Fraunhofer: aperture rettangolari e circolari. Analisi di Fourier e prime applicazioni alla diffrazione: teorema dell'array, doppia fenditura.
c) Trasformazioni di Fresnel. Approssimazione parabolica e diffrazione di Fresnel.
d) Formazione dell'immagine in luce coerente.
e) Applicazioni. Filtraggio spaziale, elaborazione dell'immagine, microscopio a contrasto di fase. Ottica dei fasci gaussiani. Olografia.

4) Coerenza e Ottica Statistica
Coerenza temporale. Spettroscopia di interferenza e tempo di coerenza. Trattazione statistica e applicazione a modelli di sorgenti termiche. Coerenza spaziale. Esperienza di Young, teorema di Van Cittert e Zernike, e lunghezza di coerenza trasversale.

5) Ottica Nonlineare
a) Richiami di teoria lineare della dispersione e dell'assorbimento nei dielettrici.
b) Il modello dell'oscillatore anarmonico e la polarizzazione nonlineare. Equazioni di propagazione in mezzi dielettrici con nonlinearità quadratiche. La condizione di phase-matching. Generazione di seconda armonica. Amplificazione e oscillazione parametrica.
c) Nonlinearità cubiche: effetto Kerr ottico, self-focusing, solitoni spaziali. Four-wave-mixing e specchi a coniugazione di fase.
d) Propagazione di impulsi in mezzi dispersivi lineari, e in mezzi dispersivi Kerr: solitoni temporali.
Metodi didattici
Modalità di frequenza:
Fortemente consigliata
Modalità di erogazione:
Tradizionale
Periodo
Secondo semestre
Periodo
Secondo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i