Física (plan 2002) 2016-1

Grupo 8368 7 alumnos.

 

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.

Calificación: Exámenes, Prácticas y Proyecto Final

TEMARIO:

1. Introducción

1.1. Introducción a la física de los semiconductores y su aplicación en optoelectrónica

1.2. La Fotónica

1.3. Campos de aplicación

2. Fuentes de luz

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

2.2.3. Materiales orgánicos para LEDs: los OLEDs

2.3. Láseres

2.3.1. Interacción de materiales con radiación electromagnética

2.3.2. Resonadores ópticos

2.3.3. Sistemas láser

2.3.4. Diodo láser

2.3.5. Láser aleatorio

3. Detectores ópticos

3.1. Clasificación y principios de operación

3.2. Sensibilidad espectral

3.3. Fotodetectores

3.3.1. Fotodiodos

3.3.2. Fototransistores

3.3.3. Detectores CCD y CMOS

3.4. Efecto fotovoltaico (celda solar)

4. Guías de onda

4.1. Guías de onda planas

4.2. Fibras ópticas

5. Dispositivos y Sensores

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 ópticos y fotónicos

6. Nanofotónica

6.1. Introducción a las Nanociencias y Nanotecnología.

6.1.1. Fundamentos.

6.1.2. Propiedades de los nanomateriales.

6.2. Propiedades ópticas de nanopartículas y sistemas nanooestructurados.

6.3. Introducción a la plasmónica.

7. Introducción a la biofotónica con estudios de casos

7.1. Presentación de los biosensores

7.2. Biosensores fotónicos

7.3. Introducción a la optogenética.

7.4 Estudios de casos recientes (artículos)

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] P. N. Prasad, Introduction to Biophotonics, Wiley-Interscience (2003).

[7] L. Pavesi y P. M. Fauchet (Eds.), Biophotonics, Springer (2008).

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