Лазерные и оптико-электронные системы (12.04.05 Лазерная техника и лазерные технологии)

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯК вступительным испытаниям в магистратуру допускаются лица, имеющие документ государственного образца о высшем образовании любого уровня (диплом бакалавра или специалиста).Лица, предъявившие диплом магистра, могут быть зачислены только на договорной основе.Прием осуществляется на конкурсной основе по результатам вступительных испытаний.Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению подготовки:12.04.05 Лазерная техника и лазерные технологиикод и наименование направления подготовкисоставлена на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшегообразования подготовки бакалавра по направлению:12.03.05 Лазерная техника и лазерные технологиикод и наименование направления подготовкии охватывает базовые дисциплины подготовки бакалавров по названному направлению.Программа содержит описание формы вступительных испытаний, перечень вопросовдля вступительных испытаний и список литературы, рекомендуемой для подготовки.2.

ЦЕЛЬ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙВступительные испытания призваны определить степень готовности поступающего к освоению основной образовательной программы магистратуры по направлению:12.04.05 Лазерная техника и лазерные технологиикод и наименование направления подготовки3. ФОРМА ПРОВЕДЕНИЯ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙВступительные испытания проводятся в письменной форме в соответствии с установленным приемной комиссией МГТУ расписанием.Поступающему предлагается ответить письменно на 10 вопросов и задач билета, расположенных в порядке возрастания трудности и охватывающих содержание разделов и тем программы соответствующих вступительных испытаний.На ответы по вопросам и задачам билета отводится 210 минут.Результаты испытаний оцениваются по стобалльной шкале.Результаты испытаний оглашаются не позднее чем через три рабочих дня.4.

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙПисьменное испытание проводится по программе, базирующейся на основной образовательной программе бакалавриата по направлению12.03.05 Лазерная техника и лазерные технологиикод и наименование направления подготовкиПеречень разделов и тем дисциплины, включенные в письменное испытаниеДИСЦИПЛИНА 1. «Основы оптики»Теория излучения и поляризация светаПредставления о физической природе света.

Волновые и корпускулярные свойства света.Шкала электромагнитных волн. Система уравнений Максвелла. Интегрирование уравненийМаксвелла. Волновое уравнение. Плоские и сферические гармонические волны, комплексная и 2тригонометрическая формы представления. Вектор Пойнтинга. Реакция излучения. Естественная ширина линии излучения. Уширение спектральных линий излучения.Фотометрические величины и единицы измерения. Энергетические фотометрические величины и единицы измерения.

Закон Ламберта. Система световых величин. Поглощение, отражение и пропускание излучения. Закон Бугера. Тепловое излучение, закон Кирхгофа. Законы Вина, Стефана-Больцмана и Планка для излучения абсолютно-черного тела.Поляризация света. Вектор Джонса. Поляризационные элементы, их представление с помощью матриц Джонса.Взаимодействие света с изотропными и анизотропными средамиДисперсия света. Распространение света в диэлектриках. Дисперсия, нормальная и аномальная.Прохождение излучения через границу раздела диэлектриков. Законы отражения и преломления. Угол полного отражения.

Угол Брюстера. Отражение света при углах падения большихпредельного. Глубина проникновения. Энергетические коэффициенты отражения и пропускания.Металлооптика. Комплексная диэлектрическая проницаемость проводящей среды. Преломление и отражение на поверхности металла. Глубина проникновения.Кристаллооптика. Тензор диэлектрической проницаемости анизотропной среды. Структураплоской монохроматической волны в анизотропной среде. Лучевой и волновой эллипсоидыФренеля. Уравнение Френеля для фазовых и лучевых скоростей волн в кристалле.

Лучевая поверхность. Одноосные и двуосные кристаллы. Двойное лучепреломление, обыкновенный и необыкновенный лучи. Поляризационные и двоякопреломляющие призмы. Фазовые пластинки,поляризационные компенсаторы, кристаллические поляризаторы.Искусственная анизотропия. Использование искусственной анизотропии в оптотехнике,ячейки Керра, Поккельса, Фарадея.

Жидкие кристаллы. Типы жидких кристаллов. Управлениепропусканием жидкокристаллической ячейки. Применение жидких кристаллов.Интерференция и дифракция светаИнтерференция света. Двухлучевая интерференция плоских монохроматических волн. Метод деления волнового фронта. Метод деления амплитуды. Полосы равной толщины и кольцаравного наклона. Интерферометр Майкельсона. Многолучевая интерференция. ИнтерферометрФабри-Перо.Теория частичной когерентности.

Пространственная и временная когерентность. Степеньпространственно-временной когерентности. Теорема Ван Циттерта-Цернике. Фурьеспектроскопия. Зависимость интерферограммы от формы спектральной линии.Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Зонная теория дифракцииФренеля. Интеграл Френеля-Кирхгофа.

Приближении Френеля и Фраунгофера. ДифракцияФраунгофера на прямоугольном отверстии и щели. Дифракция на круглом отверстии. Дифракционная решетка.Перечень вопросов1. Уравнения Максвелла. Физический смысл уравнений.2. Волновое уравнение. Его решение.3. Плоские монохроматические волны.4. Сферические монохроматические волны.5. Законы излучения нагретых тел.6. Распространение электромагнитного поля в пространстве. Вектор Пойнтинга.7.

Ширина спектральных линий. Однородное и неоднородное уширение.8. Основные фотометрические величины. Определение и размерность.9. Световые фотометрические величины. Определение и размерность.10. Поляризация света. Определение параметров эллипса поляризации.11. Матричные методы в поляризационной оптике. Вектор Джонса.12.

Кристаллооптика. Одноосные и двухосные кристаллы. 313. Искусственная анизотропия. Ячейки Керра, Поккельса, Фарадея.14. Интерференция излучения. Интерференционная картина.15. Интерференция плоских волн. Методы деления амплитуды и волнового фронта.16. Двухлучевая и многолучевая интерференция.17. Интерферометр Фабри-Перо.18. Интерферометр Майкельсона.19. Дифракция излучения.

Оптическое приближение.20. Дифракционный интеграл Кирхгофа. Приближение Френеля и Фраунгофера.21. Дифракция на прямоугольном и круглом отверстиях.22. Дифракционная решетка. Основное уравнение дифракционной решетки.23. Пространственная и временная когерентность излучения. Функция когерентности.24. Фурье спектроскопия.25. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия.Основная учебная литература:1. Саржевский А.М.

Оптика. Полный курс: учеб. пособие/ - 4-е изд. - М. : URSS : Едиториал УРСС, 2011. - 607 с.2. Стафеев С.К., Боярский К.К., Башнина Г.Л. Основы оптики: учеб. пособие для вузов / 2-е изд., испр. и доп. - СПб. : Лань, 2013. - 328 с.Дополнительная учебная литература:3. Борн М., Вольф Э.

Основы оптики. - М.: Мир, 1970. – 720с.4. Матвеев А.Н. Оптика. - М.: Высшая школа, 1985. – 350с.5. Горелов А.М. Пахомов И.И., Хорохоров А.М. Элементы электромагнитной теории излучения. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. – 40с.6. Пахомов И.И. Хорохоров А.М., Горелов А.М. Поляризация света. Кристаллооптика. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.

– 50с.7. Пахомов И.И. Хорохоров А.М., Уткин Г.И. Дифракция света. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 40с.8. Пахомов И.И., Комраков Б.М., Хорохоров А.М. Сборник задач по физической оптике. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана,1992. – 110с9. Пахомов И.И., Хорохоров А.М. Интерференция света: электронное учебное издание.Электронный журнал «Наука и образование» Гос. Регистрация 7730569/0321002453,ФГУП НТЦ, 2010г – 32с10. Пахомов И.И., Хорохоров А.М.

Прохождение излучения через границу раздела однородных изотропных сред. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 40с.ДИСЦИПЛИНА 2. «Прикладная оптика»Идеальная оптическая система и ее свойстваКардинальные элементы. Линейное увеличение. Зависимости между положением и размерами предмета и изображения.Угловое увеличение, узловые точки. Продольное увеличение. Связь между линейным, угловым и продольным увеличениями.Формула отрезков; формула Ньютона.Способы построения хода лучей через идеальную оптическую систему.Расчет хода лучей через сложную идеальную оптическую систему. Фокусное расстояниесложной идеальной оптической системы.Понятие о параксиальной области. Основные формулы параксиальной оптики.

ИнвариантГюйгенса-Гельмгольца. Формулы нулевых лучей. Определение размера и положения изображения, фокальных отрезков и фокусных расстояний методом расчета нулевого луча.Оптические детали и ограничение пучков в оптических системахМатериалы, применяемые при изготовлении оптических деталей. Линза: фокусное расстояние и положение кардинальных элементов. Виды линз. Плоскопараллельная пластина. 4Плоские и сферические зеркала.

Отражательные призмы. Преломляющая призма и клин.Градиентные элементы. Световоды и элементы волоконной оптики. Голографические оптические элементы.Диафрагмы: назначение, виды и их влияние на основные характеристики оптических систем.Апертурная диафрагма, входной и выходной зрачки. Телецентрический ход лучей.