Взаимодействие излучения с веществом

Спецкурсы

Взаимодействие излучения с веществом

Введите что-нибудь для фильтрации.

Лекторы

Сергей Александрович Дьяков

Сколтех

Доцент, к.ф.-м.н.


Николай Алексеевич Гиппиус

Сколтех

Профессор, д.ф.-м.н.


Сергей Григорьевич Тиходеев

Профессор, д.ф.-м.н., член-корреспондент РАН

Аннотация

Цель курса — дать практические знания в области взаимодействия излучения с веществом. Исследование таких эффектов вылилось в последние годы в формирование отдельной области современной физики конденсированного состояния — фотоники. Задача курса — расширить кругозор студентов, познакомив их с одним из прорывных и наиболее популярных направлений современной физики, а также на примере исследований наиболее характерных явлений в современной фотонике — дать студентам необходимый теоретический аппарат для расчета структуры фотонных резонансов периодических и одиночных объектов для исследования таких оптических характеристик, как оптические спектры пропускания, отражения и поглощения, а также ближне-польные распределения электрического поля. В курсе дается представление о таких методах решения уравнений Максвелла, как метод граничных элементов, метод конечных элементов, Фурье-модальный метод, метод матриц переноса и рассеяния для слоистых систем. Последние используются в качестве обучающего инструмента для выполнения домашних заданий на языке программирования Матлаб. Помимо разбора теоретических методов электродинамики, в курсе приводится краткий обзор наиболее интересных явлений фотоники, которые могут использоваться в различных приборах.

Программа курса

  1. Поверхностные волны.
    Поверхностные плазмон-поляритоны. Поверхностные волны Дьяконова. Поверхностные волны Тамма. Длина затухания волны. Глубина проникновения волны.
  2. Взаимодействие света с веществом. Модели диэлектрической проницаемости.
    Модель Друде. Модель Лоренца. Взаимодействие света с колебаниями решетки. Фононы. Полоса остаточных лучей.
  3. Численное описание резонансов в фотонике.
    Полюс матрицы рассеяния и методы его вычисления. Метод нормы матрицы рассеяния. Метод линеаризации обратной матрицы рассеяния. Обобщенный метод Галлея. Интеграл Кощи и SVD-разложение.
  4. Тепловое излучение.
    Флуктуационно-диссипативная теорема. Ближнепольный радиационный теплоперенос. Методы расчета характеристик ближнепольного радиационного теплопереноса.
  5. Эффект Казимира.
    Энергия Казимира. Сила Казимира и момент силы Казимира. Вычисление силы Казимира в слоистых структурах. Принцип аргумента в ТФКП.
  6. Теория эффективной среды.
    Основные положения. Формула Максвелла — Гарнетта. Обобщенная формула Бруггемана. Анизотропия поглощения

Другие спецкурсы программы