Faculdade de Ciências e Tecnologia

Fotónica e Lasers

Código

12122

Unidade Orgânica

Faculdade de Ciências e Tecnologia

Departamento

Departamento de Física

Créditos

6.0

Professor responsável

Dawei Liang, Paulo António Martins Ferreira Ribeiro

Horas semanais

Total de horas

Língua de ensino

Português

Objectivos

Lasers

A disciplina de lasers tem por objectivo fazer uma cobertura global sobre os lasers(principalmente os lasers de estado sólido), abordando os conceitos mais importantes destas áreas de modo a que os alunos entendam os seus conceitos fundamentais e seguidamente apliquem esses conhecimentos nos trabalhos práticos de ensaio de laser de estado sólido, o que proporciona aos alunos outra dimensão desta disciplina. Através do trabalho de simulação computacional com os software'''' ZEMAX e LASCAD, e através da apresentação e discussão de tópicos sobre uma área específica de tecnologia dos lasers, os alunos devem adquirir os conhecimentos mais actualizados sobre essa área. A disciplina pretende assim despertar o interesse dos alunos pelo mundo fantástico de lasers e fazê-los entender a importância desta disciplina para a renovação da indústria e para a formação completa de um(a) licenciado(a) em engenharia física e outra áreas.

Photonics

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.

Conteúdo

1. Lasers

Aulas Teóricas

1. Laser de Estado Sólido

Introdução à História e Aplicações de Lasers
Bases Físicas dos Lasers
Absorção e Ganho Óptico, Criação da Inversão Populacional
Oscilador Laser
Configurações e Estabilidade (Ressoadores Ópticos)
Propriedades de Materiais Activos para Laser de Estado Sólido
Cavidades de Bombeamento, Características Principais dos Componentes do Laser
Amplificador de Laser
Lasers Bombeados por Laser Díodo
Lasers de Fibras Ópticas, Laser de Disco-fino
Lasers Solares
Explicações dos Software´s ZEMAX, LASCAD e AUTOCAD
Explicações dos Trabalhos das Monografias, Discussão e Avaliações das Monografias

Aulas Práticas

Componentes de Laser de Estado Sólido

Laser Bombeado por Sol 1-2

Qualidade do feixe de laser

Simulação Computacional de Laser de estado sólido usando ZEMAX, LASCAD e AUTOCAD

2. Fotónica

Aulas Teóricas

Introdução: fotónica, optoeletrónica, biofotónica, nanofotónica. Aplicações e estado da arte no campo da fotónica.
Materiais e Dispositivos para Fotónica: equações de propagação de luz em um meio, propriedades ópticas dos materiais
Óptica de Cristais: propagação em cristais anisotrópicos, birefringência; superfície normal; elipsóide dos índices; actividade óptica.
Componentes Ópticos e Instrumentação: componentes ópticos. Refletometria, polarimetria e elipsometria, interferómetros e interferometria, espetrómetros.
Fibra Óptica e Amplificadores Ópticos: modos de propagação, atenuação, distorção. Princípios da amplificação de luz, amplificadores de fibra dopada, amplificadores de Raman, amplificadores de semicondutor.
Modulação e Comutação de Luz: efeitos eletrópticos; modulação de fase e amplitude, efeitos fotorrefrativo, Faraday e acústo-óptico.

Aulas Práticas de Laboratório

Caracterização de Placas de Onda
Caracterização da Birrefringência dum Meio
Medição dos Efeitos Eletrópticos
Caracterização de Fibras Ópticas
Caracterização duma Cavidade de Fabry-Pêrot

Bibliografia

Solid-State Laser Engineering, Sixth Revised and Updated Edition, W Koechner

http://icole.mut.ac.ir/downloads/SC/W06/Solid%20State%20Laser%20Engineering.pdf

Publications in Solar-Pumped Lasers by D Liang http://www.cefitec.fct.unl.pt/node/195

Nonimaging Optics, Roland W,J uan Minano,Pablo G. B, contr. by N Shatz and J.C. Bortz

Optical Electronics in Modern Communications; A Yariv, P Yeh; O. Univ press; 2007

Optics and Photonics An Introduction; F. G Smith, T.A. King, John Wiley&Sons, Ltd; 2000

Fundamental of Photonics; BEA Saleh, M.C. Teich; John Wiley&Sons, Inc.; 1991

Cursos

Engenharia Física