MODERNÍ ASPEKTY KLASICKÉ TEORIE KOHERENCE

Miloslav Dušek

2/0 Zk

Teorie koherence v prostorově frekvenční reprezentaci, záření částečně koherentních zdrojů, šíření částečně koherentního záření, kvazihomogenní zdroje, Wolfův jev, spektroskopie a radiometrie s částečně koherentním světlem, rozptyl částečně koherentního záření na fluktuujícím prostředí...

Předpoklady: základní znalosti skalární teorie difrakce, teorie koherence a Fourierovy transformace.

• Stochastické procesy
  • Pravděpodobnostní prostor, středování, ergodicita
  • Wiener-Chinčinův teorém
• Koherence záření
  • Popis koherence záření - základní definice
  • Šíření vzájemné koherence - rovnice, zlepšování koherence při šíření
  • Koherence v prostorově-frekvenční oblasti
• Wolfův jev
  • Úvod, dva bodové zdroje
  • Plošný stacionární kvazihomogenní zdroj
  • "Scaling law"
  • Příklady změn spektra
• Wolfův jev - experimenty
  • Experiment s Fourierovým achromátem, výpočet vzájemné spektrální hustoty
  • Akustické experimenty
  • Další optické experimenty
• Zachování energie
• Radiometrie s částečně koherentním světlem
  • Definice veličin, radiometrické standarty
  • Lambertovské zdroje
• Spektrum záření šířícího se lineárním systémem
• Disperzní a nehomogenní prostředí
• Spektra kvasarů
  • Dopplerovský posuv, Hubblův zákon
  • Anomálie ve spektrech kvasarů a jejich výklady
• Případy se sférickou symetrií
  • Intuitivní představy o spektrech sféricky symetrických částečně koherentních zdrojů
  • Skalární řešení
  • Vektorové elektromagnetické řešení
• Mikroskopický popis fluktuací zdroje
• Rozptyl na fluktuujících prostředích
  • Média s optickýmy vlastnostmi fluktuujícími v čase a v prostoru
  • Změny spektra rozptýleného záření
  • Rozptyly způsobující "Doppler-like" spektrální posuvy
• Difrakční mřížka osvětlená částečně koherentním světlem - úhlové posuvy difrakčních maxim
• Neradiační zdroje
• Korelační vlastnosti záření černého tělesa

Doporučená literatura:

• L. Mandel, E. Wolf: Optical Coherence and Quantum Optics, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1995.
• J. Peřina: Teorie koherence, SNTL, Praha, 1975.
• J. Peřina: Coherence of Light, Reidel, Dordrecht, 2^nd ed. 1985.
• M. Born, E. Wolf: Principles of Optics, Pergamon Press, Oxford, 6^th ed. 1980.
• J.W. Goodman: Statistical Optics, John Wiley, New York, 1985.
• M. Dušek: The Wolf Effect, Jemná mechanika a optika 41, No. 3, p. 70 (1996).
• A. Papoulis: Probability, Random Variables and Stochastic Processes, McGraw-Hill, New York, 1965.
• J.S. Bendat: Principles and Applications of Random Noise Theory, John Wiley, New York, 1958.
• J. Anděl: Statistická analýza časových řad, SNTL, Praha, 1976.
• M. Abramovicz, I.A.Stegun: Handbook of Mathematical Functions, National Bureau of Standards, Washington, 1964.
• J.W. Goodman: Introduction to Fourier Optics, McGraw-Hill, New York, 1968.
• H. Haken, Light: Waves, Photons, Atoms, vol. 1, North-Holland, Amsterdam, 1981.
• J.A. Stratton, Electromagnetic Theory, McGraw-Hill, New York, 1941.
• M. Dušek: Diffraction grating illuminated by partially coherent beam, Optics Commun. 111, p. 203 (1994).
• M. Dušek: Spectral properties of stochastic electromagnetic fields with spherical symmetry, Physical Review E 49, p. 1671 (1994).