Modern optik, 6 hp (TFYA97)

Modern Optics, 6 credits

Huvudområde

Teknisk fysik Fysik

Nivå

Avancerad nivå

Kurstyp

Programkurs

Examinator

Kenneth Järrendahl

Studierektor eller motsvarande

Magnus Boman

Tillgänglig för utbytesstudenter

Ja
Kursen ges för Termin Period Block Språk Ort VOF
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Fotonik och kvantteknologi) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping o
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska (Fotonik och kvantteknologi) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping o
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska (Fotonik och kvantteknologi) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping o
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska (Fotonik och kvantteknologi) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping o
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska (Fotonik och kvantteknologi) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping o
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska (Fotonik och kvantteknologi) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping o
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 7 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping v
6MMNQ Materials Physics for Nano and Quantum Technology, masterprogram 1 (HT 2022) 1 4 Engelska Linköping o
VOF = Valbar / Obligatorisk / Frivillig

Huvudområde

Teknisk fysik, Fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Fördjupningsnivå

A1X

Kursen ges för

  • Civilingenjörsprogram i teknisk fysik och elektroteknik
  • Civilingenjörsprogram i teknisk fysik och elektroteknik - internationell
  • Masterprogram i materialfysik för nano- och kvantteknologi

Rekommenderade förkunskaper

Matematik på grundläggande nivå. Fysik på grundläggande nivå framför allt elektromagnetism, vågfysik och optik.

Lärandemål

Kursen syftar till att ge fördjupade kunskaper inom samtliga av optikens huvudgrenar inklusive beskrivningar av materials optiska egenskaper. Syftet är också att vara en länk mellan grundläggande optikkurser och det innehåll som behandlas i mer specialiserade optikkurser samt att förmedla kunskaper i optik för att förbereda för industriella tillämpningar och för att på en övergripande nivå förstå resultat från pågående internationell optikforskning. Ambitionen är att beskriva hela vägen från fysik/optik till tillämpning och samtidigt tillhandahålla modeller, metodologi och verktyg som är praktiskt användbara. För ingenjören ingår studier av matematiska modeller för analys med syfte att tillhandahålla fysikaliska/matematiska verktyg som är användbara för att utveckla och beskriva de optiska system, metoder och komponenter som finns i olika miljöer i samhället och som behöver utvecklas vidare. För den nyfikne fysikern ingår grundläggande teori med förankring i fysik med syfte att ge en förståelse för den optik som är relevant i aktuell forskning. Kursens verklighetsförankring sker genom tillämpningsexempel för att visa att det är ett kort steg mellan universitetsstudierna och den kunskap och de metoder som används inom industriell utveckling och forskning. I laborationer och beräkningsmoment testas teorier och modeller för att belysa deras användbarhet och begränsningar.

Efter fullgjord kurs ska studenten kunna behandla optiska problem som kräver kunskaper bortom de grundläggande approximationer och enkla samband som studeras på grundläggande nivå. Detta uppdelas i att kunna begrepp och fysikaliska samband för att lösa avancerade problem relaterade till områdena;

  • vågoptik
  • materialoptik
  • polarisationsoptik
  • stråloptik
  • partikeloptik

Vidare ska studenten kunna;

  • relatera teorin till tillämpningar baserade på optiska fenomen
  • kunna mäta optiska storheter inom några av ovan nämnda områden
  • redovisa mätningar, resultat och slutsatser

Kursinnehåll

Kursen behandlar optik inom områdena vågoptik (fysikalisk optik), materialoptik, polarisationsoptik, stråloptik (geometrisk optik) samt partikeloptik (fotoner, elektroner, neutroner). Kursen är indelad i fyra delar (I-IV) som är vidare indelade enligt,
I. Vågoptik: - Koherensteori, - Fourieroptik, - Närfältsoptik
II. Materialoptik: - Optisk respons, - Dispersionsmodeller, - Inhomogena material, - Lagrade strukturer
III. Polarisationsoptik: - Polariserat ljus, - Polariserande komponenter, - Polarisationsmetoder
IV. Stråloptik och partikeloptik: - Variationsanalys, - Transformationsoptik, - Fotonoptik, - Elektron- och neutronoptik

Föreläsningarna inleds med kortfattade repetitioner av grundläggande optik och utvecklas sedan vidare till de mer avancerade koncepten. I kursen läggs också stor vikt på materials optiska egenskaper och i många fall kompletteras teorin med tillämpningsexempel.
I kursens kapitel behandlas många begrepp och samband inklusive,
Koherens, Dopplerskift, Gauss-strålar, Fourieroptik, Laseroptik, Fiberoptik och optiska vågledare, Dispersionsmodeller, Kramers/Kronig-samband, Polariserande material, Heterogena media, Effektiv media-koncept, Jonesformalism, Stokes/Mueller-formalism, Spektrofotometri, Polarimetri, Ellipsometri, Matrisformalism för optiska system, Strålspårningsmetoder.

Undervisnings- och arbetsformer

Inför föreläsningarna finns förberedelsematerial tillgängligt där de mest grundläggande delarna av ämnet behandlas. På föreläsningarna läggs istället fokus på mer avancerade delar där också en interaktivitet med klassen eftersträvas. Kunskaperna fördjupas och tillämpas genom problemlösning på lektioner och vid laborationer och/eller grupparbeten. En kontinuerlig examination uppmuntrar aktivt deltagande genom hela kursen.

Examination

KTR1Frivilliga kursmomentU, G0 hp
UPG1Inlämningsuppgifter och/eller gruppuppgifterU, G1.5 hp
LAB1LaborationerU, G1.5 hp
TEN1En skriftlig tentamenU, 3, 4, 53 hp
KTR2Delmoment på skriftlig tentamenU, G0 hp

Frivilliga moment under kursens gång kan ge poäng som får tillgodoräknas på den skriftliga tentamen.

Betygsskala

Fyrgradig skala, LiU, U, 3, 4, 5

Övrig information

Påbyggnadskurser: Kursens avser bland annat vara en länk mellan grundläggande optikkurser och mer specialiserade såsom Experimentell fysik, Avancerad elektromagnetism, Kvantelektronik och kvantoptik, Optoelektronik, Projektlaborationer i fysik, Kaos och icke-linjära fenomen, Projektkurs i teknisk fysik (CDIO), Kvantstrukturer: fotonik och transport samt Biomedicinsk optik.

 

Institution

Institutionen för fysik, kemi och biologi

Studierektor eller motsvarande

Magnus Boman

Examinator

Kenneth Järrendahl

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 52 h
Rekommenderad självstudietid: 108 h

Kurslitteratur

Böcker
Arwin, Hans, (2016) Thin Film Optics and Polarized Light Edition 6 (the viridis edition)
Kompendier
Järrendahl, Kenneth, Compendium for the course Modern Optics

Finns i kursrummet för nedladdning (*.pdf)

Böcker

Arwin, Hans, (2016) Thin Film Optics and Polarized Light Edition 6 (the viridis edition)

Kompendier

Järrendahl, Kenneth, Compendium for the course Modern Optics

Finns i kursrummet för nedladdning (*.pdf)

KTR1 Frivilliga kursmoment U, G 0 hp
UPG1 Inlämningsuppgifter och/eller gruppuppgifter U, G 1.5 hp
LAB1 Laborationer U, G 1.5 hp
TEN1 En skriftlig tentamen U, 3, 4, 5 3 hp
KTR2 Delmoment på skriftlig tentamen U, G 0 hp

Frivilliga moment under kursens gång kan ge poäng som får tillgodoräknas på den skriftliga tentamen.

Kursplan

För varje kurs ska en kursplan finnas. I kursplanen anges kursens mål och innehåll samt de särskilda förkunskaper som erfordras för att den studerande skall kunna tillgodogöra sig undervisningen.

Schemaläggning

Schemaläggning av kurser görs enligt, för kursen, beslutad blockindelning. 

Avbrott och avanmälan på kurs

Enligt beslut vid Linköpings universitet om Riktlinjer och rutiner för bekräftelse av deltagande i utbildning med mera på grund- och avancerad nivå (Dnr LiU-2020-02256) skall avbrott i studier registreras i Ladok. Alla studenter som inte deltar i kurs man registrerat sig på är alltså skyldiga att anmäla avbrottet så att kursregistreringen kan 
tas bort. Avanmälan eller avbrott från kurs görs via webbformulär, www.lith.liu.se/for-studenter/kurskomplettering?l=sv

Inställd kurs eller avvikelse från kursplanen

Kurser med få deltagare (< 10) kan ställas in eller organiseras på annat sätt än vad som är angivet i kursplanen. Om kurs skall ställas in eller avvikelse från kursplanen skall ske prövas och beslutas detta av dekanus. 

Riktlinjer rörande examination och examinator 

Se Beslut om Riktlinjer för utbildning och examination på grundnivå och avancerad nivå vid Linköpings universitet Dnr LiU-2020-04501, (http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592). 

Examinator för en kurs ska inneha en läraranställning vid LiU i enlighet med LiUs anställningsordning, Dnr LiU-2021-01204 (https://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622784). För kurser på avancerad nivå kan följande lärare vara examinator: professor (även adjungerad och gästprofessor), biträdande professor (även adjungerad), universitetslektor (även adjungerad och gästlektor), biträdande universitetslektor eller postdoktor. För kurser på grundnivå kan följande lärare vara examinator: professor (även adjungerad och gästprofessor), biträdande professor (även adjungerad), universitetslektor (även adjungerad och gästlektor), biträdande universitetslektor, universitetsadjunkt (även adjungerad och gästadjunkt) eller postdoktor. I undantagsfall kan även en Timlärare utses som examinator på både grund- och avancerad nivå, se Tekniska fakultetsstyrelsen vidaredelegationer. 

Examination

Principer för tentamina

Skriftlig och muntlig tentamen samt digital salstentamen och datortentamen ges minst tre gånger årligen; en gång omedelbart efter kursens slut, en gång i augustiperioden samt vanligtvis i en av omtentamensperioderna. Annan placering beslutas av programnämnden.

Principer för tentamensschemat för kurser som följer läsperioderna:

  • kurser som ges Vt1 förstagångstenteras i mars och omtenteras i juni och i augusti
  • kurser som ges Vt2 förstagångstenteras i maj och omtenteras i augusti och i oktober
  • kurser som ges Ht1 förstagångstenteras i oktober och omtenteras i januari och augusti
  • kurser som ges Ht2 förstagångstenteras i januari och omtenteras i mars och i augusti

Tentamensschemat utgår från blockindelningen men avvikelser kan förekomma främst för kurser som samläses/samtenteras av flera program samt i lägre årskurs.

För kurser som av programnämnden beslutats vara vartannatårskurser ges tentamina 3 gånger endast under det år kursen ges.

För kurser som flyttas eller ställs in så att de ej ges under något eller några år ges tentamina 3 gånger under det närmast följande året med tentamenstillfällen motsvarande dem som gällde före flyttningen av kursen.

När en kurs, eller ett tentamensmoment (TEN, DIT, DAT), ges för sista gången ska ordinarie tentamen och två omtentamina erbjudas. Därefter fasas examinationen ut med tre tentamina samtidigt som tentamen ges i eventuell ersättningskurs under det följande läsåret. Om ingen ersättningskurs finns ges tre tentamina i omtentamensperioder under det följande läsåret. Annan placering beslutas av programnämnden. I samtliga fall ges dessutom tentamen ytterligare en gång under det därpå följande året om inte programnämnden föreskriver annat. Totalt erbjuds alltså 6 omtentamenstillfällen, varav 2 ordinarie omtentamenstillfällen. I tentaanmälningssystemet markeras tentamina som ges för näst sista respektive sista gången.

Om en kurs ges i flera perioder under året (för program eller vid skilda tillfällen för olika program) beslutar programnämnden/programnämnderna gemensamt om placeringen av och antalet omtentamina. 

Omprov övriga examinerande moment

För riktlinjer för omprov vid andra examinerande moment än skriftliga tentamina, digital salstentamina och datortentamina hänvisas till de generella LiU-riktlinjerna för examination och examinator, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592

Anmälan till tentamen

För deltagande i skriftlig tentamen, digital salstentamen och datortentamen är anmälan obligatorisk, se beslut i regelsamlingen https://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622682. En oanmäld student kan således inte erbjudas plats. Anmälan till tentamen är öppen 30 kalenderdagar före provdatum och stänger 10 kalenderdagar innan provdatum om inget annat anges. Anmälan görs i Studentportalen eller via LiU-appen. Anvisad sal meddelas fyra dagar före tentamensdagen via e-post. 

Ordningsföreskrifter för studerande vid tentamensskrivningar

Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622682.

Plussning

Vid Tekniska högskolan vid LiU har studerande rätt att genomgå förnyad examination (s.k. plussning) för högre betyg på skriftliga tentamina, digital salstentamina och datortentamina, dvs samtliga provmoment med modulkod TEN, DIT och DAT. På övriga examinationsmoment ges inte möjlighet till plussning, om inget annat anges i kursplan.

Plussning är ej möjlig på kurser som ingår i utfärdad examen.

Betyg och examinationsformer

Företrädesvis skall betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och med beröm godkänd (5) användas. 

  • Kurser med skriftlig tentamen och digital salstentamen skall ge betygen (U, 3, 4, 5).
  • Kurser med stor del tillämpningsinriktade moment såsom laborationer, projekt eller grupparbeten får ges betygen underkänd (U) eller godkänd (G).
  • Examensarbete samt självständigt arbete ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).

Examinationsmoment och modulkoder

Nedan anges vad som gäller för de examinationsmoment med tillhörande modulkod som tillämpas vid Tekniska fakulteten vid Linköpings universitet. 

  • Skriftlig tentamen (TEN) och digital salstentamen (DIT) skall ge betyg (U, 3, 4, 5).
  • Examinationsmoment som kan ge betygen underkänd (U) eller godkänd (G) är laboration (LAB), projekt (PRA), kontrollskrivning (KTR), digital kontrollskrivning (DIK), muntlig tentamen (MUN), datortentamen (DAT), uppgift (UPG), hemtentamen (HEM).
  • Övriga examinationsmoment där examinationen uppfylls framför allt genom aktivt deltagande som basgrupp (BAS) eller moment (MOM) ger betygen underkänd (U) eller godkänd (G).
  • Examinationsmomenten Opposition (OPPO) och Auskultation (AUSK) inom examensarbetet ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).

Allmänt gäller att:

  • Obligatoriska kursmoment skall vara poängsatta och ges en modulkod.
  • Examinationsmoment som ej är poängsatt får ej vara obligatoriskt. Det är frivilligt att delta på dessa moment och information om det samt tillhörande villkor skall tydligt framgå i den beskrivande texten.
  • För kurser med flera examinationsmoment med graderad betygsskala skall det anges hur slutbetyg på kursen vägs samman.

För obligatoriska moment gäller att (i enlighet med Riktlinjer för utbildning och examination på grundnivå och avancerad nivå vid Linköpings universitet, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592): 

  • Om det finns särskilda skäl, och om det med hänsyn till det obligatoriska momentets karaktär är möjligt, får examinator besluta att ersätta det obligatoriska momentet med en annan likvärdig uppgift.

För möjlighet till anpassade examinationsmoment gäller att (i enlighet med Riktlinjer för utbildning och examination på grundnivå och avancerad nivå vid Linköpings universitet, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592): 

  • Om LiU: s koordinator för studenter med funktionsnedsättning har beviljat en student rätt till anpassad examination vid salstentamen har studenten rätt till det.
  • Om koordinatorn har gett studenten en rekommendation om anpassad examination eller alternativ examinationsform, får examinator besluta om detta om examinator bedömer det möjligt utifrån kursens mål.
  • Examinator får också besluta om anpassad examination eller alternativ examinationsform om examinator bedömer att det finns synnerliga skäl och examinator bedömer det möjligt utifrån kursens mål.

Rapportering av examinationsresultat

Rapportering av den studerandes examinationsresultat sker på respektive institution.

Plagiering

Vid examination som innebär rapportskrivande och där studenten kan antas ha tillgång till andras källor (exempelvis vid självständiga arbeten, uppsatser etc) måste inlämnat material utformas i enlighet med god sed för källhänvisning (referenser eller citat med angivande av källa) vad gäller användning av andras text, bilder, idéer, data etc. Det ska även framgå ifall författaren återbrukat egen text, bilder, idéer, data etc från tidigare genomförd examination, exempelvis från kandidatarbete, projektrapporter etc. (ibland kallat självplagiering).

Underlåtelse att ange sådana källor kan betraktas som försök till vilseledande vid examination.

Försök till vilseledande

Vid grundad misstanke om att en student försökt vilseleda vid examination eller när en studieprestation ska bedömas ska enligt Högskoleförordningens 10 kapitel examinator anmäla det vidare till universitetets disciplinnämnd. Möjliga konsekvenser för den studerande är en avstängning från studierna eller en varning. För mer information se https://www.student.liu.se/studenttjanster/lagar-regler-rattigheter?l=sv.

Regler

Universitetet är en statlig myndighet vars verksamhet regleras av lagar och förordningar, exempelvis Högskolelagen och Högskoleförordningen. Förutom lagar och förordningar styrs verksamheten av ett antal styrdokument. I Linköpings universitets egna regelverk samlas gällande beslut av regelkaraktär som fattats av universitetsstyrelse, rektor samt fakultets- och områdesstyrelser. 

LiU:s regelsamling angående utbildning på grund- och avancerad nivå nås på http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/Innehall/Utbildning_pa_grund-_och_avancerad_niva

Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida. Det finns inga filer att visa.

Sidansvarig: Infocenter, infocenter@liu.se