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Fotónica

Código

10940

Unidade Orgânica

Faculdade de Ciências e Tecnologia

Departamento

Departamento de Física

Créditos

3.0

Professor responsável

Paulo António Martins Ferreira Ribeiro

Horas semanais

3

Total de horas

45

Língua de ensino

Português

Objectivos

Pretende-se abordar os princípios fundamentais da óptica relevantes para aplicações em Fotónica, nomeadamente aqueles que dizem respeito à detecção de luz, telecomunicações, processamento de sinal óptico e dispositivos ópticos. Em aulas de laboratório pretende-se verificar experimentalmente princípios relevantes da òptica, e medir constantes ópticas dos materiais, com o envolvimento do aluno no planeamento da actividade experimental e o manuseamento de instrumentação óptica.

Pré-requisitos

Não existem precedências obrigatórias, noentanto a disciplina pressupões o seguinte:

•  Conhecimentos de Mecânica Clássica
• Conhecimentos de Eletromagnetismo
• Conhecimentos de Matemática:
  • Trigonometria
  • Diferenciação e Integração
  •  Equações diferenciais
  •  Álgebra de Complexos

Conteúdo

Fotónica

1. Introdução: Fotónica, Optoelectrónica, Biofotónica, e Nanofotónica. Aplicações e estado da arte da investigação no campo da Fotónica.

2. Produção e deteção de luz: Introdução; IGNOREes de luz, detetores térmicos, detetores quânticos, deteção de imagem, resposta espectral, ruído e sensibilidade e tempo de resposta.

3. Óptica de Cristais: Introdução; propagação em cristais anisótropicos uniaxiais e biaxiais, quartzo, niobato de lítio, calcite, KDP e KTP, cristais orgânicos; birrefringência; a superfície normal; classificação dos meios; o elipsóide dos índices; atividade óptica.

4. Fibras Ópticas: Introdução, modos, atenuação, distorção; aplicações.

5. Refletometria, Polarimetria e Elipsometria: Introdução, reflexão de luz numa interface e em múltiplas interfaces; refletometria, polarimetria e elipsometria; instrumentos; aplicações.

6. Interferometria Óptica: Introdução; o interferómetro de Michelson, Fizeau, Mach-Zehnder, Fabry-Perot, Sagnac, Twyman–Green, espelho de Lloyd, espelho duplo de Fresnel, interferência de duas e IGNOREes múltiplas; interferência; filtros de interferência, interferência por múltipla reflexão; aplicações.

7. Holografia: Introdução; Holograma de uma IGNOREe pontual; holograma de um objeto; aplicações

8. Modulação comutação e amplificação de luz: Introdução; efeito eletróptico linear e quadrático; modulador eletróptico, modulação de fase e amplitude, efeito fotorefrativo, efeito de Faraday; efeito acusto-óptico; conjugação de fase; medição de propriedades eletrópticas; aplicações.

9. Componentes e Instrumentação Óptica: Introdução; espelhos lentes e prismas, polarizadores, placas retardadoras, filtros espaciais, expansores, separadores de feixe, óptica de desvio de feixe, stops, filtros ópticos, redes de difracção, montagens e bancadas ópticas, espectrómetros, metrologia óptica.

Bibliografia

Método de ensino

Métodos de ensino

A disciplina de Fotónica comtempla aulas presenciais de apresentação e exposição de matéria e aulas de atividades experimentais em laboratório. É adotada uma metodologia de ensino centrada na atividade contínua do aluno, nomeadamente através da realização de lições online e atividades experimentais e participação na apresentação dos temas programáticos e resolução de questões. As apresentações são apoiadas por vídeo projeção e demonstrações e simulações sendo sempre enfatizada a componente tecnológica e aplicações. O processo de ensino-aprendizagem apoia-se em plataforma de E-Learning onde são colocadas todas as informações da disciplina, as unidades de aprendizagem, enunciados de atividades experimentais lições no âmbito das unidades de aprendizagem e questionários, vídeos, informações sobre conferências relevantes na área Fotónica, catálogos de fabricantes de componentes e dispositivos para Fotónica e artigos científicos.

Método de avaliação

Elementos de Avaliação  

•Teste final com consulta (T)

Classificações 

• Actividades Online: AO
• N Actividades Experimentais: AE=1/N∑AE_i
• Teste final com consulta: T
• Exame final com consulta: E
• Classificação Final:

CF=0,1xAO+0,4xAE+0,5x(T ou E) 

 Escalas e Arredondamentos

• Todas as classificações serão dadas na escala de 0 a 20 valores as classificações das componentes são arredondadas até às décimas e a classificação final às unidades.

Cursos

• Engenharia Física