Theoretische Aspekte der modernen Photonik und Optoelektronik - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau
Die Interaktiven Studienpläne sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.
Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).
Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.
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| Modulinformationen zu Modulnummer 201166 - allgemeine Informationen | |
|---|---|
| Modulnummer | 201166 |
| Fakultät | Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften |
| Fachgebietsnummer | 2426 (Theoretische Physik II/ Computational Physics) |
| Modulverantwortliche(r) | Prof. Dr. Kathy Lüdge |
| Sprache | Deutsch |
| Turnus | Sommersemester |
| Vorkenntnisse | Bachelor, Theoretische Physik, Festkörperphysik, Quantenmechanik |
| Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen | Die Studierenden sind in der Lage theoretische Kenntnisse zur modernen Optik im allgemeinen, Quantenoptik, Laserphysik und nicht-linearen Optik und Spektroskopie bzw. zu nicht-linearen Systemen anzuwenden. Sie sind damit befähigt, ihre Kenntnisse zum Entwurf und Design sowie zur Charakterisierung moderner photonischer Systeme einzusetzen. Sie sind weiterhin befähigt Licht-Materie Wechselwirkungen im generellen und speziell auf ultra-kurzen Zeitskalen sowie bei hohen optischen Dichten grundlagenphysikalisch zu untersuchen. Die Studierenden können Grundlagen der nichtlinearen Optik auf Probleme wie Frequenzvervielfachung und -mischung, Selbstfokussierung und Photon-Echo anwenden. Sie kennen die theoretischen Grundlagen der Fluoreszenz-, Raman- und Pump-Probe-Spektroskopie. Sie können Methoden der nichtlinearen Dynamik sowohl auf Probleme der Laserphysik, wie Erzeugung kurzer Pulse, Modenkopplung, Rückkopplung und Stabilität von Lasersystemen, als auch auf allgemeinere moderne Probleme, z.B. Computing und nicht-lineare Systeme, anwenden. Die Studierenden besitzen die Fähigkeit der faktenbasierten Bewertung physikalisch-technischer Prozesse, auch in Hinblick auf deren gesellschaftlichen Einflüsse; sowie ausgebaute Kompetenz bei der Kommunikation wissenschaftlicher Zusammenhänge mit Experten und Laien. |
| Inhalt | Das Modul umfasst die Vorlesung "Theorie der nichtlinearen Optik" (2 SWS) und die Vorlesung "Nichtlineare Dynamik in Lasernetzwerken" (2 SWS) plus eine Übung dazu (1 SWS). Inhalt Vorlesung und Übung "Theorie der nichtlinearen Optik": (Ausrichtung: theoretische Physik)Es werden folgende Themen behandelt: Maxwell- und Materialgleichungen, Wellengleichung; Lineare und nichtlineare Suszeptibilität; Frequenzvervielfachung und -mischung; Dichtematrixformalismus; Redfieldgleichung; Brownsches Multimodenoszillatormodell; Fluoreszenz- und Ramanspektroskopie; Pump-Probe-Spektroskopie; Parametrische Prozesse; Photon-Echo. Inhalt Vorlesung und Übung "Nichtlineare Dynamik in Lasernetzwerken": (Ausrichtung: theoretische Physik) Es werden folgende Themen behandelt: Einführung in theoretische Methoden zur Beschreibung nichtlinearer Dynamik, zum Beispiel der zeitlichen Emissionsdynamik von gekoppelten Lasernetzwerken; asymptotische Methoden; Methoden der Stabilitätsanalyse in Delay-Differentialgleichungen; Bifurkationstheorie; semiklassische Beschreibung mit Modellen zur Erzeugung kurzer Pulse, z.B. in komplexen Laser Systemen durch Modenkopplung; dynamische Phänomene durch Rückkopplung oder optische Injektion in Halbleiterlasern, z.B. Selbstpulsation und Chaos; Anwendungen im Bereich des Reservoir Computings. |
| Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form | Vorlesung: Beamer, Tafel, kompletter Satz der Folien als PDF |
| Literatur | u.a.
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| Lehrevaluation | |
| Spezifik Referenzmodul | |
|---|---|
| Modulname | Theoretische Aspekte der modernen Photonik und Optoelektronik |
| Prüfungsnummer | 2400890 |
| Leistungspunkte | 5 |
| SWS | 5 (4 V, 1 Ü, 0 P) |
| Präsenzstudium (h) | 56.25 |
| Selbststudium (h) | 93.75 |
| Verpflichtung | Pflichtmodul |
| Abschluss | mündliche Prüfungsleistung, 30 Minuten |
| Details zum Abschluss | |
| Link zum Moodle-Kurs | |
| Lehrende | Prof. Dr. Kathy Lüdge, Dr. habil. Wichard Beenken |
| Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL | |
| max. Teilnehmerzahl | |
| Spezifik im Studiengang Master Technische Physik 2023 | |
|---|---|
| Modulname | Theoretische Aspekte der modernen Photonik und Optoelektronik |
| Prüfungsnummer | 2400890 |
| Leistungspunkte | 5 |
| Präsenzstudium (h) | 56 |
| Selbststudium (h) | 94 |
| Verpflichtung | Wahlmodul |
| Abschluss | mündliche Prüfungsleistung, 30 Minuten |
| Details zum Abschluss | |
| Link zum Moodle-Kurs | |
| Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL | |
| max. Teilnehmerzahl | |