Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Липецкий государственный технический университет»
Физико-технологический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФТФ
И.А. Коваленко
__________________
«____» ____________ 20__ г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА»
___________________________________________________________
Специальность: 28.03.02 «Наноинженерия»
Специализация: «Нанотехнологии и наноматериалы»
Квалификация
(степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Липецк – 2020
1. Характеристики, структура и содержание
1.1. Цели и задачи изучения
Целями освоения дисциплины «Квантовая электроника»
являются:
- ознакомление с физическими принципами и
теоретическими основами создания источников когерентного электромагнитного
излучения оптического диапазона спектра;
- ознакомление с конкретными конструкциями генераторов
когерентного излучения – лазерами, наиболее распространенными в современной
нанотехнике.
В задачи дисциплины входит формирование:
- современного научного мировоззрения;
- навыков владения основными приемами и методами
решения прикладных проблем физики с использованием законов квантового мира и
современного математического аппарата;
- навыков проведения научных исследований в области
квантовой и оптической электроники.
1.2. Язык обучения
Русский
1.3. Требование к
подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины
Дисциплина «Квантовая электроника» относится к
вариативной части профессионального цикла Б.3, опирается на знание ряда
разделов дисциплин «Математика», «Физика», «Электротехника и электроника» и
является платформой для изучения курсов «Технологические системы в
нанотехнологии», «Технология и оборудование для производства наноматериалов»,
«Физические основы микро- и наноструктурной техники».
Для изучения дисциплины «Квантовая электроника»
студент должен знать следующие разделы в качестве «входных»: общая и
экспериментальная физика в рамках РУП ООП, высшая математика (дифференциальное,
интегральное, матричное исчисление, векторная алгебра, теория операторов,
теория вероятностей).
1.4. Результаты изучения дисциплины
Учебный материал данной дисциплины способствует
(совместно с другими дисциплинами) формированию следующей компетенции:
- способности использовать основные законы
естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы
математического анализа и экспериментального исследования (ОПК-1).
1.5. Знания, умения, навыки, приобретаемые обучающимся
при изучении дисциплины
В результате
изучения дисциплины «Квантовая электроника» студент должен:
1) знать:
- основные понятия и определения
квантовой электроники;
- теоретические основы работы и
принципы построения промышленных генераторов когерентного излучения.
2) уметь:
- рассчитывать оптические (в том
числе лазерные) системы;
- рассчитывать влияние
когерентного излучения высокой интенсивности на поверхности твердых тел и
жидкостей.
3) владеть:
- практическими навыками работы с
лазерными устройствами;
- способностью в составе
коллектива исполнителей участвовать в проведении расчетных работ (по
существующим методикам) при проектировании нанообъектов и формируемых на их
основе изделий (включая электронные, механические, оптические) (ПК-6);
- способностью в составе
коллектива исполнителей участвовать в проектных работах по созданию и
производству нанообъектов, модулей и изделий на их основе (ПК-7).
1.6. Перечень и объем активных форм учебной
работы по дисциплине
В учебном процессе широко используются как
традиционные, так и интерактивные формы проведения аудиторных занятий. В
сочетании с внеаудиторной работой это способствует более успешному формированию
и развитию у обучающихся соответствующих компетенций. Все запланированные
лабораторные занятия являются интерактивными, что составляет 50% объема
аудиторной работы.
Наиболее эффективна при проведении лабораторных занятий
работа в малых группах (побригадное обсуждение) – практика показала, что
это не только помогает осваивать изучаемый материал, но и значительно
сокращает временные затраты как на выполнение лабораторных работ, так и на их
защиту.
При эксплуатации лазерного оборудования постоянно
возникают те или иные проблемные ситуации, что можно использовать и в учебном
процессе. Разбор конкретных ситуаций (ситуационный анализ) сопровождает
изучение всех тем, выносимых на лабораторные занятия.
Моделирование аварии, реально имевшей место, можно
предложить и в качестве деловой игры. Соответственно студент должен
выработать систему адекватных мер, призванных ликвидировать неисправность,
причем оценивать можно не только правильность предлагаемых действий, но и
скорость принятия решений, а также умение принимать их коллективно.
|
№
п/п
|
Раздел дисциплины,
общая трудо-емкость в часах
|
Виды учебной
работы, трудо-емкость каждого вида в часах
|
Активные, интерактивные и другие инновационные
технологии
|
|
Вид, тема занятия,
используемые технологии
|
Продолжительность
занятия, час
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
1
|
Физические основы
квантовой электроники, 47 часов (16 аудиторных)
|
Лекции, 8 часов
|
-
|
-
|
|
Лабораторные занятия,
8 часов
|
Лабораторное
занятие 1 (неделя 2) – «Физические основы квантовой электроники - 1»:
- работа в малых группах;
- ситуационный анализ;
- деловая игра.
|
2
|
|
Лабораторное занятие 2 (неделя 4) – «Физические основы
квантовой электроники - 2»:
- работа в малых группах;
- ситуационный анализ;
- деловая игра.
|
2
|
|
Лабораторное занятие 3 (неделя 6) – «Физические основы квантовой
электроники - 3»:
- работа в малых группах;
- ситуационный анализ;
- деловая игра.
|
2
|
|
Лабораторное занятие 4 (неделя 8) – «Устройство лазера -
1»:
- работа в малых группах;
- ситуационный анализ;
- деловая игра.
|
2
|
|
2
|
Лазер – источник
когерентного электромагнитного излучения, 40 часов (12 аудиторных)
|
Лекции, 6 часов
|
-
|
-
|
|
Лабораторные занятия,
6 часов
|
Лабораторное занятие 5 (неделя 10) – «Устройство лазера -
2»:
- работа в малых группах;
- ситуационный анализ;
- деловая игра.
|
2
|
|
Лабораторное занятие 6 (неделя 12) – «Устройство лазера -
3»:
- работа в малых группах;
- ситуационный анализ;
- деловая игра.
|
2
|
|
Лабораторное занятие 7 (неделя 14) – «Применение лазеров
- 1»:
- работа в малых группах;
- ситуационный анализ;
- деловая игра.
|
2
|
|
3
|
Применение лазеров,
21 час (8 аудиторных)
|
Лекции, 4 часа
|
-
|
-
|
|
Лабораторные занятия,
4 часа
|
Лабораторное занятие 8 (неделя 16) – «Применение лазеров
- 2»:
- работа в малых группах;
- ситуационный анализ;
- деловая игра.
|
2
|
|
Лабораторное занятие 9 (неделя 18) – «Применение лазеров
- 3»:
- работа в малых группах;
- ситуационный анализ;
- деловая игра.
|
2
|
|
Всего часов, с
указанием доли занятий с применением активных технологий
|
18 часов (50%
от аудиторных)
|
1.7. Структура и организация изучения
дисциплины, текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
Общая трудоемкость дисциплины
составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
|
Курс
|
Семестр
|
Кол. нед.
|
В зач. един.
|
Объем учебной дисциплины
в часах
|
Ауд., часов в неделю
|
Зачет
|
Зад.
|
|
Всего
|
С преп.
|
СРС
|
Пром. контр.
|
Лек.
|
Л.р.
|
|
ауд.
|
конс.
|
|
3
|
5
|
18
|
3
|
108
|
48
|
14
|
40
|
6
|
0,5
|
0,5
|
1
|
1
|
Виды, формы и сроки текущего контроля
успеваемости и промежуточной аттестации
|
№
п/п
|
Раздел
дисциплины
|
Семестр
|
Неделя семестра
|
Виды учебной работы,
включая самостоятельную работу студентов
и трудоемкость (в часах)
|
Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)
Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
|
|
Всего
|
Лекции
|
Лаб.
|
Практ.
|
ИРС
|
СРС
|
Промеж.
контроль
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
|
1
|
Физические основы квантовой электроники
|
5
|
1-8
|
47
|
8
|
8
|
-
|
8
|
18
|
5
|
РГЗ «Схемы
интерференционных устройств» - 7 неделя
Лабораторные работы
1,2 –
8 неделя
|
|
2
|
Лазер – источник когерентного электромагнитного
излучения
|
5
|
9-12
|
40
|
6
|
6
|
-
|
5
|
19
|
4
|
Реферат – 10 неделя
Контрольная работа
–
12 неделя
Лабораторная работа
3 –
12 неделя
|
|
3
|
Применение лазеров
|
5
|
13-18
|
21
|
4
|
4
|
-
|
2
|
9
|
2
|
РГЗ
«Распространение гауссового пучка» -
18 неделя
Лабораторная работа
4 –
18 неделя
Зачет
|
1.8. Структура и содержание учебной
дисциплины
1.8.1. Структура лекционного курса
|
Раздел дисциплины
|
Часы
|
|
ТЕМА 1. Физические основы квантовой электроники
|
8
|
|
Основные понятия и определения; историческая справка
Взаимодействие электромагнитного излучения с
атомными системами
Усиление и генерация электромагнитного излучения
Распространение и преобразование лазерных пучков
Оптические и фотоэлектрические явления в
полупроводниках
Нелинейные оптические эффекты
|
|
|
ТЕМА 2. Лазер – источник когерентного излучения
|
6
|
|
Мазеры
Газовые лазеры
Твердотельные и жидкостные лазеры
Полупроводниковые лазеры
|
|
|
ТЕМА 3. Применение лазеров
|
4
|
|
Приборы управления лазерным излучением
Оптические методы передачи и обработки информации
Обзор применения лазеров в различных областях
нанотехники
|
|
|
ВСЕГО
|
18
|
1.8.2. План лабораторных занятий
|
№ п/п
|
Тема лабораторного занятия
|
Кол-во часов
|
Неделя
|
Рейтинг
|
|
1
|
Выполнение
лабораторной работы 1 «Изучение интерференции света с помощью бипризмы
Френеля»
|
2
|
1-2
|
-
|
|
2
|
Сдача
лабораторной работы 1 «Изучение интерференции света с помощью бипризмы
Френеля»
|
2
|
3-4
|
10
|
|
3
|
Выполнение
лабораторной работы 2 «Изучение дифракции на плоской дифракционной решетке»
|
2
|
5-6
|
-
|
|
4
|
Сдача
лабораторной работы 2 «Изучение дифракции на плоской дифракционной решетке»
|
2
|
7-8
|
10
|
|
5
|
Выполнение
лабораторной работы 3 «Использование лазера для изучения интерференции и
дифракции света»
|
2
|
9-10
|
-
|
|
6
|
Сдача
лабораторной работы 3 «Использование лазера для изучения интерференции и
дифракции света»
|
2
|
11-12
|
10
|
|
7
|
Выполнение
лабораторной работы 4 «Изучение оптического квантового генератора»
|
2
|
13-14
|
-
|
|
8
|
Сдача
лабораторной работы 4 «Изучение оптического квантового генератора»
|
2
|
15-16
|
10
|
|
9
|
Выполнение и
сдача лабораторной работы 5 «Технологические применение лазера»
|
2
|
17-18
|
10
|
Примечания:
- лабораторные
работы выполняются побригадно, порядок их выполнения для различных бригад не
совпадает, поэтому в таблице приведен пример календарный плана для одной из
бригад;
- одна лабораторная
работа выполняется в течение 1-2 занятий в зависимости от сложности;
- список может
дополняться по мере постановки новых работ.
1.8.3.
Распределение бюджета времени на выполнение самостоятельной работы
Самостоятельная работа студентов (СРС) включает:
- изучение и конспектирование литературы в
соответствии с программой курса;
- подготовку к лабораторным занятиям в соответствии с программой
курса;
- выполнение расчетного задания по тематике разделов
семестра согласно индивидуальному варианту;
- работу с Internet -источниками;
- подготовку к текущему контролю (контрольным работам),
проводимому в течение семестра.
Все формы самостоятельной работы студентов
обеспечиваются наличием вычислительной техники компьютерного класса ФТФ с Internet-подключением и лицензионным программным обеспечением, а также
учебно-методической и справочной литературой по изучаемой дисциплине. Для
обеспечения выполнения студентами самостоятельного изучения теоретических
вопросов предложена рекомендуемая литература и перечень источников в сети Internet.
При подготовке к лекциям студенты используют
справочную и периодическую литературу по соответствующей тематике раздела
дисциплины.
Индивидуальная работа включает в себя
консультации по выполнению индивидуальных заданий, расчету лабораторных работ,
а также анализ выполнения контрольных работ.
1.8.4.1. Нормирование часов по самостоятельной работе
студентов по дисциплине
|
№
|
Вид
самостоятельной работы
|
Запланированный
объем
|
Норма
времени
|
Требуемые
часы на обеспечение СРС
|
|
1. Обязательная
часть СРС
|
|
1.1
|
Переработка материала лекций
|
18
часов
|
0,15 часа/ 1 час лекций
|
2,7
|
|
1.2
|
Подготовка к лабораторным занятиям
|
18
часов
|
1 час/1 час аудиторных занятий
|
18
|
|
2. Вариативная
часть СРС
|
|
2.1
|
Подготовка к контрольным работам
|
1
к.р.
|
2 часа /1 к.р.
|
2
|
|
2.2
|
Выполнение РГЗ
|
2 РГЗ
|
8 часов /1 РГЗ
|
16
|
|
2.3
|
Подготовка реферата
|
1
реферат (10 п.с.)
|
1 час/ 3 п.с.А4
|
3
|
|
2.4
|
Подготовка к зачету
|
Зачет
|
4 часа/зачет
|
4
|
|
Всего за семестр
|
45,7
|
|
Запланировано согласно учебному плану
|
46
|
2. Обеспечение учебной дисциплины
2.1.1.
Методическое обеспечение аудиторной работы
Для методического обеспечения аудиторной
работы по дисциплине используются следующие материалы и технологии:
- раздаточный материал (в т.ч. тестовые
задания) на бумажных и электронных носителях;
- демонстрационные модели для лекционных
занятий;
- наглядные пособия;
- электронные конспекты лекций.
2.1.2.
Методические материалы для проведения текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации
Текущий контроль
Текущий контроль освоения дисциплины контингентом
студентов осуществляется посредством аттестации (1-я аттестация, в соответствии
с Положением о балльно-рейтинговой системе) на основании защиты лабораторных
работ, выполнения контрольных работ и промежуточных итогов выполнения ИДЗ или
реферата.
Каждая из пяти лабораторных работ оценивается в 10
баллов. Перед выполнением каждой из них обучающийся должен рассказывает
преподавателю порядок выполнения предстоящей работы и получает к ней допуск. К
защите представляются работы, оформленные в полном соответствии с СТО-12-2012
и СТО-13-2016, содержащие физически и математически верные расчеты с
правильным представлением результатов и обоснованными выводами. При защитах
лабораторных работ используется целостная схема оценивания ответов на
контрольные вопросы:
|
Баллы
|
Содержание
замечаний
|
|
9-10
|
Правильный ответ в целостном изложении без
недочетов.
|
|
7-8
|
Правильный ответ, содержащий недочеты
непринципиального характера, которые были устранены в ходе собеседования.
|
|
5-6
|
Ответ с ошибками принципиального характера,
которые были устранены в ходе собеседования.
|
|
3-4
|
Ответ с ошибками принципиального характера,
которые не были устранены в ходе собеседования; студент взял «тайм-аут»,
чтобы исправить ошибки.
|
|
1-2
|
Имеются отдельные фрагменты правильного
ответа, не образующие целостной картины; студент взял «тайм-аут», чтобы
заново подготовиться к ответу.
|
Контрольная работа оценивается в 15 баллов. При проверке
используется целостная схема оценивания представленных решений:
|
Количество задач
|
Тип задач
|
Максимальный балл за одну задачу
|
Критерии оценки
|
|
6
|
С выбором ответа
|
2
|
Верный ответ – 2
Неверный ответ - 0
|
|
1
|
С развер- нутым ответом
|
3
|
Решение с верным ответом – 3
Решение с математической ошибкой – 2
Решение с физической ошибкой – 1
Все остальные случаи - 0
|
Реферат объемом 10-15 печатных страниц представляет
собой краткий доклад по заданной теме, в котором собрана информация из одного
или нескольких источников. При проверке используется целостная схема оценивания
представленных работ:
|
Критерии оценки
|
Максимальный балл
|
|
Целостного авторского текста
|
1-5
|
|
Новизна авторского текста
|
1-5
|
|
Обоснованность выбора источника
|
1-5
|
|
Степень раскрытия сущности вопроса
|
1-5
|
|
Соблюдение требований к оформлению
|
1-5
|
Расчетное задание содержит 5 традиционных физических
задач по квантовой электронике и оценивается в 15 баллов. При проверке
используется целостная схема оценивания представленных решений:
|
Количество задач
|
Тип задач
|
Максимальный балл за одну задачу
|
Критерии оценки
|
|
5
|
С развер- нутым ответом
|
3
|
Решение с верным ответом – 3
Решение с математической ошибкой – 2
Решение с физической ошибкой – 1
Все остальные случаи - 0
|
Примеры заданий для текущего контроля знаний
Билеты для контрольной работы
БИЛЕТ №1
1.
Найти число продольных
мод, плоскопараллельного резонатора длиной L = 1м, укладывающихся в пределах
доплеровски-уширенного контура линии Ne с длиной волны λ=632,8 нм.
Термодинамическая температура газа Т = 300 К.
2.
Резонатор лазера состоит
из двух зеркал с коэффициентами отражения R1 = 1, R2 = 0,5.
Длина активной среды l=7,5 см, а сечение перехода σ = 8,8 ∙10-19 см2.
Вычислить порог инверсной населенности.
БИЛЕТ №2
1.
С помощью собирающей линзы
получено изображение предмета на экране. Между линзой и экраном помещена
плоскопараллельная пластина толщиной d = 3 см с показателем преломления n =
1,5. В каком направлении и на сколько нужно сдвинуть экран, чтобы получить
отчетливое изображение предмета?
2.
Вычислить угловую
расходимость и диаметр гауссового пучка, выходящего из резонатора со следующими
параметрами R1 = R2 =10 м, L=1,5 м на расстоянии l = 100м
от центра резонатора. Генерация происходит на длине волны λ = 0,6328 мкм.
БИЛЕТ №3
1.
Рассчитать местоположение
минимального сечения лазерного пучка, если активная среда помещена в
несимметричный резонатор, состоящий из двух вогнутых зеркал с радиусами
кривизны R1
= 1 м; R2
= 3 м. Расстояние между зеркалами L= 0,5 м. Определить также минимальный размер пучка
и размеры пятен на зеркалах. Лазер - гелий-неоновый, генерирует излучение с
максимальной длиной волны.
2.
Предмет находится на
расстоянии 90 см от экрана. Между предметом и экраном помещают линзу, причем
при одном положении линзы на экране получается увеличенное изображение
предмета, а при другом - уменьшенное. Каково фокусное расстояние линзы, если
линейные размеры первого изображения в 4 раза больше второго?
БИЛЕТ №4
1.
Лазер на рубине излучает в
импульсе длительностью τ = 0,5 мс энергию W= 10 Дж в виде почти параллельного светового
пучка. Рабочая длина волны лазера - 643 мкм, ширина линии Δλ = 10-10
м. Определить по спектральной плотности излучаемой энергии эффективную
температуру в лазерном пучке. Эффективной температурой Тэф лазерного
излучения называется такая температура абсолютно черного тела, при которой оно
дает излучение той же удельной интенсивности I(ν) на частоте ν,что и
лазер.
2.
Во сколько раз
(приблизительно) длина когерентности излучения лазера Не – Ne лазера (λ = 632,8
нм), активная среда которого помещена в плоскопараллельный резонатор, зеркала
которого имеют одинаковый коэффициент отражения R = 0,99 и разнесены на
расстояние L = 1 м. больше длины когерентности солнечного света?
БИЛЕТ №5
1.
Рассчитать минимальный
размер лазерного пучка и размеры пятен на зеркалах, если активная среда
помещена в несимметричный резонатор, состоящий из двух вогнутых зеркал с
радиусами кривизны R1 = 1 м; R2 = 3 м. Расстояние между зеркалами L= 0,5 м. Лазер - гелий-неоновый, генерирует
излучение с максимальной длиной волны.
2.
Вычислить ширину функции
Эйри на длине волны λ=632,8 нм для интерферометра Фабри-Перо со следующими
параметрами: коэффициенты отражения зеркал r1 = r2 = 0,95,
расстояние между зеркалами L = 0,5 м. Ответ выразить в МГц.
Тематика заданий (рефератов)
1.
Эффект Доплера в оптике.
2.
Вынужденное излучение и
его свойства.
3.
Методы получения
когерентных источников света.
4.
Использование лазеров для
лечения онкологических заболеваний.
5.
Применение лазеров в
хирургии.
6.
Применение лазеров в
диагностике.
7.
Пассивные оптические
резонаторы
8.
Непрерывный и
нестационарный режимы работы лазеров
Вопросы для подготовки к зачету
1.
Монохроматичность.
2.
Когерентность.
3.
Направленность.
4.
Спектральная яркость.
5.
Спектральное разложение
как математическая операция и как физическое явление.
6.
Механизмы уширения
спектральной линии. Ударное уширение. Доплеровское уширение.
7.
Виды уширений - однородные
и неоднородные уширения.
8.
Контур спектральных линий.
9.
Виды когерентности.
10.
Интерферометры.
11.
Методы получения
когерентного излучения.
12.
Термодинамический подход
Эйнштейна. Коэффициенты Эйнштейна.
13.
Спонтанное излучение.
14.
Вынужденное излучение и
поглощение.
15.
Спектральные коэффициенты
Эйнштейна.
16.
Анализ эффективности 3-х
– 4-х –уровневых схем.
17.
Оптическая накачка.
18.
Столкновение 1-го и 2-го
рода в газовом разряде.
19.
Химическая накачка.
20.
Закон Бугера.
21.
Коэффициент усиления.
22.
Насыщенное усиление.
23.
Анализ понятия
«положительная обратная связь».
24.
Виды резонаторов.
25.
Устойчивые типы колебаний
моды резонатора.
26.
Основная мода резонатора
– Гауссов пучок.
27.
Геометрия гауссового
пучка.
28.
Конфокальный параметр.
29.
Прохождение гауссового
пучка через оптические системы.
30.
Основные сведения о
матрицах.
31.
Матрицы преобразования
лучей.
32.
Гауссов пучок и
комплексный параметр.
33.
Расчет параметров пучка,
излучаемого лазером.
34.
Применение правил АBCD для
согласования мод.
35.
Виды потерь. Добротность
резонатора.
36.
Расчет мощности выходного
излучения.
37.
Метод селекции мод.
38.
Стабилизация частоты
излучения.
39.
Режим свободной
генерации.
40.
Режим модулированной
добротности.
41.
Режим синхронизации мод.
42.
Измерение выходной
мощности.
43.
Измерение спектрального
состава излучения.
44.
Определение состояния
поляризации лазерного излучения.
45.
Основные положения
нелинейной оптики.
46.
Генерация кратных,
суммарных и разностных частот.
47.
Самофокусировка лазерного
излучения
48.
Параметрическая генерация
света.
49.
Вынужденное рассеяние
Мандештама- Бриллюэна.
50.
Вынужденное
комбинационное рассеяние.
Билеты к зачету
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 1
1.
Монохроматичность.
2.
Спонтанное излучение.
3.
Устойчивые типы колебаний
моды резонатора.
4.
Стабилизация частоты
излучения.
Заведующий кафедрой ___________
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 2
1.
Когерентность.
2.
Вынужденное излучение и
поглощение.
3.
Основная мода резонатора –
Гауссов пучок.
4.
Метод селекции мод.
Заведующий кафедрой ___________
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 3
1.
Направленность.
2.
Спектральные коэффициенты
Эйнштейна.
3.
Геометрия гауссового пучка.
4.
Режим свободной генерации.
Заведующий кафедрой ___________
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 4
1.
Спектральная яркость.
2.
Анализ эффективности 3-х –
4-х –уровневых схем.
3.
Конфокальный параметр.
4.
Режим синхронизации мод.
Заведующий кафедрой ___________
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 5
1.
Спектральное разложение
как математическая операция и как физическое явление.
2.
Оптическая накачка.
3.
Прохождение гауссового
пучка через оптические системы.
4.
Режим модулированной
добротности.
Заведующий кафедрой ___________
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 6
1.
Механизмы уширения
спектральной линии. Ударное уширение. Доплеровское уширение.
2.
Столкновение 1-го и 2-го
рода в газовом разряде.
3.
Основные сведения о
матрицах.
4.
Измерение выходной
мощности.
Заведующий кафедрой ___________
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 7
1.
Виды уширений - однородные
и неоднородные уширения.
2.
Химическая накачка.
3.
Матрицы преобразования
лучей.
4.
Измерение спектрального
состава излучения.
Заведующий кафедрой ___________
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 8
1.
Контур спектральных линий.
2.
Закон Бугера.
3.
Гауссов пучок и
комплексный параметр.
4.
Определение состояния
поляризации лазерного излучения.
Заведующий кафедрой ___________
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 9
1.
Виды когерентности.
2.
Коэффициент усиления.
3.
Расчет параметров пучка,
излучаемого лазером.
4.
Основные положения
нелинейной оптики.
Заведующий кафедрой ___________
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 10
1.
Интерферометры.
2.
Насыщенное усиление.
3.
Применение правил АBCD для
согласования мод.
4.
Генерация кратных,
суммарных и разностных частот.
Заведующий кафедрой ___________
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 11
1.
Методы получения
когерентного излучения.
2.
Анализ понятия
«положительная обратная связь».
3.
Виды потерь. Добротность
резонатора.
4.
Самофокусировка лазерного
излучения.
Заведующий кафедрой ___________
Министерство науки и высшего образования РФ
ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
Кафедра физики и биомедицинской техники
ООП ВПО 28.03.02
Дисциплина «Квантовая электроника»
БИЛЕТ № 12
1.
Термодинамический подход
Эйнштейна. Коэффициенты Эйнштейна.
2.
Виды резонаторов.
3.
Расчет мощности выходного
излучения.
4.
Параметрическая генерация
света.
Заведующий кафедрой ___________
Рейтинговая система оценки знаний
Работа в семестре
Контрольная работа – 1 работа Х 20 баллов = 20 баллов.
РГЗ – 2 задания Х 20 баллов = 40 баллов.
Задание (реферат) – 1 реферат Х 40 баллов = 40 баллов.
Зачет
Теоретические вопросы – 4 вопроса Х 25 баллов = 100
баллов.
2.2. Кадровое
обеспечение учебной дисциплины
2.2.1. Требования к образованию и (или) квалификации
штатных преподавателей и иных лиц, допущенных к преподаванию дисциплины
К чтению лекций должны привлекаться преподаватели,
имеющие должность профессора, доцента или старшего преподавателя.
Преподаватели, привлекаемые к проведению любых видов аудиторных занятий, должны
иметь базовое образование и/или ученую степень, соответствующие дисциплине
«Квантовая электроника».
2.2.2. Требования
к обеспеченности учебно-вспомогательным и (или) иным персоналом
Для проведения лабораторных занятий необходимо
присутствие лаборанта или техника.
2.3.
Материально-техническое обеспечение дисциплины
2.3.1. Требования
к аудиториям для проведения занятий
Для реализации образовательного процесса по дисциплине
«Квантовая электроника» используются мультимедийные лекционные аудитории. Лабораторные
занятия проводятся в тематических лабораториях кафедры физики и биомедицинской
техники.
2.3.2. Требования к аудиторному оборудованию, в том
числе к неспециализированному компьютерному оборудованию и программному
обеспечению общего пользования
Для реализации образовательного процесса по дисциплине
«Квантовая электроника» используются:
- при проведении лекций: проектор и ноутбук,
демонстрационные установки;
- при проведении лабораторных работ: специализированные
лабораторные стенды, приборы и принадлежности согласно методическим указаниям к
соответствующим лабораторным работам;
- программное обеспечение общего пользования: Windows XP и
выше, Microsoft Office 2003 и выше.
2.3.3. Требования
к специализированному оборудованию
Не предусматриваются.
2.3.4. Требования
к специализированному программному обеспечению
Не предусматриваются.
2.3.5. Требования
к перечню и объему расходных материалов
Не предусматриваются.
2.3.6. Материально-техническое обеспечение дисциплины
при обучении лиц с ограниченными возможностями
Для обучения инвалидов и лиц с ограниченными
возможностями здоровья в вузе оснащены специальные аудитории для проведения
занятий (ауд. 207 – 9 корпус). На кафедральной странице сайта ЛГТУ размещены
материалы заданий по дисциплине. В локальной сети ЛГТУ размещены методические и
учебные пособия для освоения данной дисциплины.
Особенность контингента обучающихся определяет
перечень применяемое оборудование, в том числе оборудование для обучения лиц с
ограниченными возможностями здоровья. Для обучения инвалидов и лиц с
ограниченными возможностями здоровья в
ЛГТУ имеется:
1. Тифло-информационный
центр (ауд.9-207).
2. Стационарная
индукционная система для создания звукового поля для лиц с нарушениями слуха ILD 300.
3. Портативный дисплей
Брайля Fokus 40 Blue с беспроводной
технологией Bluetooth.
4. Принтер Брайля.
5. Цифровая
видеосистема для работы с текстом и управления различными компонентами
информационного пространства Videomatic.
6. Сенсорное устройство
ввода для облегчения взаимодействия с компьютерной техникой.
7. Ноутбук в комплекте 17.3" Lenovo IdeaPad G70-80
3205U – 5 шт.
8. Интерактивная доска в комплекте с
мультимедийнsм проектором.
В зданиях и на территории, предназначенных для реализации программ
подготовки инвалидов, имеется:
1. Кнопка на входе в
корпус для вызова сопровождающего (корпус №9).
2. Пандус на входе в
корпус (корпус №9).
3. Подъемник в корпусе
(корпус №9).
4. Широкие лифты для
маломобильных студентов в корпусе (корпус №9).
5. Туалет (корпус №9).
6.
Пандус: вход в учебно-спортивный комплекс.
7. Разметки для ориентации в
пространстве.
2.4.
Информационное обеспечение
2.4.1. Литература
|
№ п/п
|
Наименование
|
Кол-во
экз. в НТБ ЛГТУ
|
|
|
а.
Основная
|
|
|
1
|
Малышев, В. А. Основы квантовой
электроники и лазерной техники [Текст]: учеб. пособие для вузов /
В. А. Малышев. — М. : Высшая школа, 2005. — 543 c.
|
35
|
|
2
|
Киселев, Г. Л. Квантовая и
оптическая электроника [Текст]: учеб. пособие /
Г. Л. Киселев. — 2-е изд., испр. и доп. — СПб. :
Лань, 2011. — 314 с.
|
5
|
|
3
|
Путилин, И.М. Волновая оптика и квантовая
физика [Текст]: [Учеб. пособие / И.М.Путилин, С.В.Воронин, А.П.Чернышёв,
С.И.Шарапов. – Липецк: ЛГТУ, 2007. – 58 с.
|
100
|
|
|
б.
Дополнительная
|
|
|
4
|
Черняев,А.П. Взаимодействие ионизирующего
излучения с веществом [Текст]/ А.П.Черняев.— М.: Физматлит, 2004.— 152 c.
|
20
|
|
5
|
Интерференция и дифракция света [Текст]:
методические указания к лабораторным работам №43, 44, 46 / сост. Н.Е.
Васильева, В.А. Голубев, В.А. Кожевников, И.М. Путилин, В.Г. Пыльнев. –
Липецк: ЛГТУ,2007. – 31 с.
|
500
|
|
6
|
Волновая и квантовая оптика. Строение атома
[Текст]: методические указания к лабораторным работам №45, 49, 50 / сост.
Н.Е.Васильева, В.А.Голубев, В.А.Кожевников, И.М.Путилин, В.Г.Пыльнев,
Ю.Н.Батищева – Липецк:ЛГТУ,2008. – 36 с.
|
500
|
|
7
|
СТО-12-2012. Стандарт организации ФГБОУ ВПО
«Липецкий государственный технический университет». Студенческие работы:
виды, требования к структуре и содержанию. - Липецк: издательство ЛГТУ, 2012.
– 18 с.
|
100
|
|
8
|
СТО-13-2011. Стандарт организации ФГБОУ ВПО
«Липецкий государственный технический университет». Студенческие работы:
общие требования к оформлению. - Липецк: издательство ЛГТУ, 2012. – 32 с.
|
100
|
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Программное обеспечение
Представлено стандартными пакетами лицензионных
прикладных программ (текстовый редактор Word, графические AutoCAD, Paint, PowerPoint,
табличный Excel), а также программы по компьютерному моделированию
физических полей, программы статистической обработки экспериментальных данных.
Интернет-ресурсы
Научно-техническая библиотека ЛГТУ систематически
предоставляет доступ к следующим информационным ресурсам (примеры):
·
электронная библиотечная
система IPRbooks;
· электронная библиотечная система POLPRED.com;
· электронная библиотечная система «МИСиС»;
· электронная библиотечная система «Айсбук»;
· электронная библиотечная система «Лань».
2.4.2.
Профессиональные базы данных
Не требуются.
2.4.3.
Информационные справочные системы
Не требуются.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС3++ ВО с учетом
рекомендаций и ПрООП ВО по направлению подготовки 28.03.02 «Наноинженерия» и
профилю «Нанотехнологии и наноматериалы».
Авторы:
доцент
кафедры физики и биомедицинской техники ________ Г.С. Строковский
доцент
кафедры физики и биомедицинской техники ________ А.А. Заворотний
Зав.
кафедрой физики и биомедицинской техники _________С.И. Шарапов
Председатель ОПН
_________________________________ В.И.Дождиков
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.