Fotónica
Código
9558
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Física
Créditos
6.0
Professor responsável
Paulo António Martins Ferreira Ribeiro
Total de horas
33
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.
Conteúdo
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
6.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.
7.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
2- Métodos de ensino
2.1. Ensino centrado na actividade contínua do aluno. Actividades com carga horária prevista distribuída de acordo com o que se indica na tabela I.
Tabela I- Distribuição horária prevista para diferentes actividades pedagógicas.
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Carga Horária |
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Actividade |
Semanal |
Semestral |
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Aulas Teórico-Práticas |
2 |
28 |
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Horas de contacto |
Aulas Práticas de Experimentação |
2 |
10 |
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Relatórios e preparação de Experiências |
2 |
28 |
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Resolução de Questões |
1 |
14 |
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Horas de trabalho do estudante |
Actividades online |
1 |
14 |
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Estudo |
5 |
70 |
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Avaliação |
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3 |
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Total de horas |
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13 |
167 |
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Créditos ECTS |
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6,0 |
2.2. Visão da Óptica aplicada à Fotónica, englobando teoria, experimentação e simulação (aquisição e medida).
2.3. Envolvimento contínuo dos alunos através de:
2.3.1. Realização em-linha, através da plataforma Moodle, de auto-avaliações sobre os temas leccionados.
2.3.2. Actividades quinzenais (questões, problemas, simulações), para estudo individual, com base em lições construídas para a plataforma de apoio ao ensino Moodle.
2.4. Preparação prévia, para as aulas laboratoriais e exames, verificada por:
2.4.1. Preparação completa da actividade experimental com elaboração de protocolo experimental.
2.4.2. Resposta às actividades referidas em 2.3. com avaliação positiva.
Método de avaliação
•Actividades online: fóruns; questionários e lições
•Monografia temática individual com apresentação (MTI)