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.

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

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.

 

		Carga Horária
	Actividadade	Semanal	Semestral
	Aulas   Teórico-Práticas	1,5	21
Horas de contato	Aulas Teórico-Práticas de Laboratório	1,5	21
	Projectos e trabalhos	1	14
	Resolução de Questões Actividades online	0,5	3
Horas de trabalho do estudante	Estudo	5	28
	Avaliação		3
Total   de horas		13	90
Créditos   ECTS			3,0

 

2.2. Visão da Óptica aplicada à Fotónica, englobando teoria, experiência e simulação (aquisição e medida).

 

2.3. Envolvimento contínuo dos alunos através de:

2.3.1. Realização em-linha, através da plataforma Moodle 2, de auto-avaliações sobre os temas leccionados.

2.3.2. Actividades mensais (questões, problemas, simulações), para estudo individual, com base em lições construídas para a plataforma de apoio ao ensino Moodle 2.

 

 

 

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: CAO=1/3(AO₁+AO₂+AO₃)

• Actividades Experimentais:CTE=1/2(CTE₁+CTE₂

• Mini Testes: MT=1/2(MT₁+MT₂)
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• Classificação Final: CF=0,1AO+0,3CMT+0,6CTE

Cursos

• Engenharia Física