Encabezado Facultad de Ciencias
Presentación

Física (plan 2002) 2013-1

Optativas, Temas Selectos de Óptica III

Grupo 8231 8 alumnos.
Introducción a la fotónica
Profesor Mathieu Hautefeuille lu 13 a 14 P113
mi 12 a 14 P113
Ayudante Reinher Rolando Pimentel Domínguez

 

REUNIÓN DE PRESENTACIÓN EL MIÉRCOLES 30 DE ENERO DE 12:00 A 13:00 EN EL TALLER DE ÓPTICA LÁSER (SOTANO DEL EDIFICIO TLAHUIZCALPAN)

EL HORARIO DEFINITIVO SE DETERMINARÁ ESE DÍA

La Fotónica agrupa a la óptica clásica y la óptica moderna para estudiar la generación, manipulación y detección de la luz. La interacción de la luz con la materia origina un cambio en alguna de sus propiedades, por ejemplo, en índice de refracción (birrefringencia, efecto foto-refractivo), absorción, o número de electrones libres (semiconductores).

Los sistemas fotónicos presentan diversas soluciones tecnológicas presentes y futuras. Sus aplicaciones tienen gran impacto en varios campos que van desde las comunicaciones (sistemas inalámbricos y de fibra óptica), almacenamiento de información (dispositivos de almacenamiento, DVD), captura de imágenes (CCD), procesamiento de materiales (ablación, cambio estructural de un material), medicina (cirugía laser, sensores biológicos), monitoreo por sensores ópticos (en laboratorios de investigación y en la industria), así como en la conversión de energía fotoeléctrica, que ha encontrado un interés renovado recientemente debido a las demandas mundiales de ahorro de energía y de nueva producción de energía (celdas solares).

El objetivo primordial del presente curso es de exponer las bases y herramientas actuales de la óptica avanzada para entender las aplicaciones recientes de la fotónica en ciencias básicas, ingeniería y ciencias de la salud a nivel mundial, así como en nuestra Universidad. Por lo tanto, el plan de estudio que se detalla a continuación aspira a preparar los estudiantes a entender la física detrás de la fotónica para poder responder a la constante necesidad de profesionales y nuevos desarrollos innovadores basados en la ingeniería fotónica.

Después de completar este curso, se espera que el estudiante conozca la física de los diferentes dispositivos de emisión (LEDs, láseres), detección (sensores) y manipulación (guías de onda, rejillas, haces estructurados, moduladores) de la luz para su aplicación en el desarrollo y la caracterización de equipos más complejos con objetivos muy específicos. Gracias a este amplio conocimiento general en uno de los sectores de alta tecnología actual más importante, el estudiante tendrá una visión más precisa de lo que permite la fotónica hoy en día.

TEMARIO:

1. Introducción

1.1. Fotónica y optoelectrónica

1.2. Campos de aplicación

2. Fuentes de luz (9)

2.1. Clasificación y principios de operación

2.2. Diodos luminosos (LEDs)

2.2.1. Física básica de semiconductores

2.2.2. Generación de luz en semiconductores

2.3. Láseres

2.3.1. Interacción de materiales con radiación electromagnética

2.3.1.1. Absorción, emisión espontanea y emisión estimulada

2.3.2. Resonadores ópticos

2.3.2.1. Características espectrales

2.3.2.2. Condiciones de oscilación láser

2.3.3. Sistemas láser

2.3.4. Diodo láser

2.3.5. Láser aleatorio

3. Detectores ópticos (9 horas)

3.1. Clasificación y principios de operación

3.2. Sensibilidad espectral

3.3. Fotodetectores

3.3.1. Fotodiodos

3.3.2. Fototransistores

3.4. Detectores CCD

3.5. Principios básicos de la celda solar

4. Guías de onda(6 horas)

4.1. Guías de onda planas

4.2. Fibras ópticas

4.3. Estructuras fotónicas

4.3.1. Cristalesfotónicos

4.3.2. Fibrasópticasmicroestructuradas

5. Dispositivos y Sensores(9 horas)

5.1. Moduladores (electro-ópticos, acusto-ópticos)

5.2. Controladores de polarización, aisladores

5.3. Rejillas de difracción

5.4. Dispositivos de óptica integrada y fibra óptica

5.5. Amplificadores ópticos

5.6. Sensores

5.6.1. Parámetros físicos

5.6.2. Biológicos

6. Haces Estructurados (4.5 horas)

6.1. Haces Gaussianos

6.1.1. Caracteristícas y su propagación en sistemas ópticos

6.1.2. Haces Hermite-Gauss y Laguerre-Gauss.

Seminarios en clases (9 horas)

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BIBLIOGRAFIA:

[1] B. E. A. Saleh y M. C. Teich, Fundamnetals of Photonics, Wiley-Interscience (2007).

[2] K. Iizuka, Elements of Photonics, Volumen I, Wiley-Interscience (2002).

[3] K. Iizuka, Elements of Photonics, Volumen II, Wiley-Interscience (2002).

[4] J. Crisp, Introduction to Fiber Optics, Newnes (2001).

[5] K. A. Jones, Introduction to optical electronics, John Wiley & Sons, 1991.

[6] J. Hecht, Óptica, Addison Wesley, 2000.

También se utilizarán varios artículos recientes de revistas indexadas para complementar el curso.

Profesor

Mathieu Hautefeuille

Facultad de Ciencias

Tel: 56-22-53-93 (lab)

mathieu_h@ciencias.unam.mx

Ayudante

Reinher Pimentel Domínguez

pdreinher@hotmail.com

 


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