Нелинейная оптика - Основные образовательные программы

ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ
от 21.10.2015
Рег. номер:
Дисциплина:
Учебный план:
Вид УМК:
Инициатор:
Автор:
Кафедра:
УМК:
Дата заседания
УМК:
Протокол заседания УМК:
3777-1 (20.07.2015)
Нелинейная оптика
03.03.03 Радиофизика/4 года ОДО
Электронное издание
Дубов Владимир Петрович
Дубов Владимир Петрович
Кафедра радиофизики
Физико-технический институт
11.06.2015
№9
Согласующие
ФИО
Дата получения
Дата согласования
Результат согласования
Комментарии
Зав. кафедрой
(Зав. кафедрой (к.н.))
Михеев Влади- 17.06.2015
мир Алексан20:55
дрович
18.06.2015
08:36
Рекомендовано
к электронному изданию
даты исправил
Председатель УМК
(Доцент (к.н.))
Креков Сергей 18.06.2015
Александрович
08:36
18.06.2015
20:46
Согласовано
1. Владимиру
Петровичу дисциплина в
тексте частенько
называется
"Нелинейные
явления".
Исправьте
пожалуйста.
Менеджер ИБЦ
(специалист по книгообеспеченности)
Беседина Ма- 18.06.2015
рина Алексан20:46
дровна
Ульянова Елена
Анатольевна
(Беседина Марина Александровна)
17.07.2015
16:34
Согласовано
Подписант:
Дата подписания:
Креков Сергей Александрович
20.07.2015
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Физико-технический институт
Кафедра радиофизики
Дубов В.П.
НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 03.03.03 Радиофизика.
Форма обучения очная
Тюменский государственный университет
2015
Дубов В.П. «Нелинейная оптика» Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 03.03.03 Радиофизика. Форма обучения очная. Тюмень, 2015, 16 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины «Нелинейная оптика» опубликована на сайте
ТюмГУ: «Нелинейная оптика» [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3
plus.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой радиофизики. Утверждено проректором по
учебной работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой радиофизики Михеев В.А., к.ф.м.н., доцент
© Тюменский государственный университет, 2015.
© Дубов В.П. 2015.
1. Пояснительная записка
Дисциплина «Нелинейная оптика» в соответствии с ФГОС ВО по направлению
подготовки 03.03.03 Радиофизика является дисциплиной профессионального цикла ОП
подготовки бакалавров. С появлением лазеров нелинейная оптика выделилась в отдельную научную отрасль, изучающую уникальные физические явления в оптике. Нелинейные
преобразования излучения позволили расширить возможности спектроскопии и физической оптики. Большая мощность лазерного излучения дает возможность открывать и изучать новые нелинейные явления и эффекты.
1.1. Цели и задачи дисциплины
Целью курса «Нелинейная оптика» является ознакомление студентов с теорией нелинейного взаимодействия электромагнитного излучения с веществом и некоторыми его практическими применениями в квантовой электронике, такими как генерация оптических гармоник лазерного излучения, параметрическая генерация света, многофотонная ионизация и
другими нелинейными явлениями, играющими важную роль в современной квантовой физике.
Задачи дисциплины - сформировать у студентов основные знания, навыки и умения, позволяющие быстро осваивать эксплуатацию экспериментальных установок и устройств с использованием лазерных источников излучения.
1.2 Место дисциплины в структуре ОП бакалавриата
Дисциплина «Нелинейная оптика» входит в вариативную часть профессионального
цикла подготовки бакалавров. Изучение её базируется на следующих дисциплинах: «Математика», «Общая физика», «Основы радиоэлектроники», «Квантовая радиофизика»,
«Прикладная радиофизика»
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
Таблица 1
№ Наименование обеспечивае- Темы дисциплины необходимые для изучения обесп/п мых (последующих) дисци- печиваемых (последующих) дисциплин
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
2.3
2.4
3.1
3.2
3.3
плин
1.
Квантовая теория
+
+
+
+
+
+
+
+
2.
Статистическая радиофизика
+
+
+
+
+
3.
Физическая электроника
+
+
+
+
+
+
+
4.
Квантовая радиофизика
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5
Распространение электромаг+
+
+
+
нитных волн
1.3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения настоящей образовательной программы.
В соответствии с ФГОС ВО настоящая дисциплина направлена на формирование следующих компетенций:
 способность к овладению базовыми знаниями в области математики и естественных наук, их использованию в профессиональной деятельности (ОПК-1);
 способность понимать принципы работы и методы эксплуатации современной
радиоэлектронной и оптической аппаратуры и оборудования (ПК-1).
1.4 Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):
В результате изучения дисциплины «Нелинейная оптика» студенты должны
знать:
 основные физические принципы и критерии нелинейного взаимодействия излучения с
веществом;
 теорию и принципы реализации основных нелинейных взаимодействий;
 основные типы нелинейных взаимодействий второго и третьего порядка нелинейности;
 основные принципы многофотонной спектроскопии;
уметь:
 рассчитывать простейшие нелинейные оптические устройства;
 практически использовать нелинейные оптические устройства;
 пользоваться профессиональной терминологией;
владеть:
 навыками практической работы с квантовыми генераторами различных типов;
 навыками работы с высоковольтным оборудованием;
 навыками работы с оптическими устройствами, спектральными приборами, измерительной техникой.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Дисциплина «Нелинейная оптика» читается в седьмом семестре. Форма
промежуточной аттестации - экзамен. Общая трудоемкость дисциплины составляет
3
зачетные единицы (з.е.), 108 часов, из них 58,65 часа, составляет контактная работа с
преподавателем (36 часов лекций, 18-практических занятий, 4,65-иные виды работ), 49,35
часа, выделено на самостоятельную работу.
3. Тематический план дисциплины
Таблица 2
2.1
2.2
Самостоятельная работа*
Итого часов по теме
Итого количество
баллов
1.1
1.2
1.3
2
3
Модуль 1
1-5
Нелинейные явления в оптике.
Нелинейная восприимчивость.
Фазовый синхронизм.
Всего по 1-му модулю
Модуль 2
6-12
Волновые уравнения для ГВГ плоской монохроматической волны.
Ограничения для ГВГ в реальных
из них в интерактив
ной форме
1
4
5
6
7
8
9
2
4
4
10
1
1
2
4
4
4
6
14
7
9
12
28
1
1
1
3
0-5
0-5
0-21
0-31
4
2
6
12
0,5
0-5
2
2
4
8
0,5
0-5
Практические занятия
Недели семестра
Темы
Виды учебной работы и самостоятельная работа, в
час.
Лекции
№
2.3
2.4
3.1
3.2
3.3
кристаллах.
Нелинейные кристаллы для ГВГ.
Параметрические генераторы света.
Всего по 2-му модулю
Модуль 3
13-18
Явления третьего порядка нелинейности.
Многофотонные процессы в веществе.
Нелинейные явления с мощными
ультракороткими лазерными импульсами (УКИ).
Всего по 3-му модулю
Итого за семестр (часов, баллов):
2
6
14
2
2
8
4
8
22
8
16
44
1
1
3
0-5
0-22
0-37
2
2
6
10
1
0-5
4
2
6
12
1
0-5
6
2
6
14
1
0-22
12
36
6
18
18
54
36
108
3
9
0-32
0100
Из них в интерактивной форме
9
* Самостоятельная работа студента (включая иные виды контактной работы).
Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
2.3
2.4
3.1
3.2
3.3
Модуль 1
Нелинейные явления в оптике.
Нелинейная восприимчивость.
Фазовый синхронизм.
Всего по 1-му модулю
Модуль 2
Волновые уравнения для ГВГ плоской монохроматической волны.
Ограничения для ГВГ в реальных кристаллах.
Нелинейные кристаллы для ГВГ.
Параметрические генераторы света.
Всего по 2-му модулю
Модуль 3
Явления третьего порядка нелинейности.
Многофотонные процессы в веществе.
Нелинейные явления с мощными ультракороткими лазерными импульсами (УКИ).
Всего по 3-му модулю
Итого за семестр баллов:
0-5
0-5
0-5
0-15
0-10
0-10
Подготовка
презентации
Письменные
работы
Контрольная
работа
Устный
опрос
Ответ на
практ. занятии
№ темы
0-6
0-6
Таблица 3
Итого количество
баллов
0-5
0-5
0-21
0-31
0-5
0-5
0-5
0-5
0-5
0-5
0-20
0-10
0-10
0-7
0-7
0-5
0-22
0-37
0-5
0-5
0-5
0-10
0-7
0-5
0-5
0-22
0-15
0-50
0-10
0-30
0-7
0-20
0-32
0-100
5 . Содержание дисциплины.
Модуль 1
Тема 1.1. Нелинейные явления в оптике. Введение. Нелинейная поляризация. Критерий нелинейного взаимодействия излучения с веществом. Нелинейные явления долазерного
периода. Основные нелинейные явления с участием лазерного излучения.
Тема 1.2. Нелинейная восприимчивость. Нелинейные индексы. Условие синхронной
подкачки энергии. Нелинейные двулучепреломляющие кристаллы. Метод аномальной дисперсии. Индикатриса показателей преломления.
Тема 1.3. Фазовый синхронизм. Фазовое согласование в одноосных кристаллах. Фазовый синхронизм для генерации второй гармоники (ГВГ). Диаграммы для показателей преломления и волновых векторов взаимодействующих волн.
Модуль 2
Тема 2.1. Волновые уравнения для ГВГ плоской монохроматической волны. Метод медленно меняющихся амплитуд. Приближение заданного поля. Нелинейная длина. Общее решение волновых уравнений в случае ГВГ. Фазовый синхронизм в кварце.
Тема 2.2. Ограничения для ГВГ в реальных кристаллах. Методы увеличения эффективности ГВГ. Внутрирезонаторное преобразование во вторую гармонику. Стопроцентное преобразование.
Тема 2.3. Нелинейные кристаллы для ГВГ. Два типа нелинейных кристаллов. Методы реализации фазового синхронизма. Кристаллы для девяностоградусного синхронизма.
Тема 2.4. Параметрические генераторы света. Решение волновых уравнений в случае параметрического взаимодействия света с веществом. Условие самовозбуждения. Параметрическая люминесценция. Порог генерации ПГС. Практические схемы ПГС. Эффект нелинейного зеркала.
Модуль 3
Тема 3.1. Явления третьего порядка нелинейности. Зависимость показателя преломления нелинейной среды от величины поля. Эффекты самофокусировки и самодефокусировки. Примеры использования нелинейных явлений.
Тема 3.2. Многофотонные процессы в веществе. Многофотонные и многоступенчатые процессы взаимодействия излучения с веществом. Многофотонная ионизация.
Тема 3.3. Нелинейные явления с мощными ультракороткими лазерными импульсами (УКИ). Получение УКИ. Нелинейное взаимодействие петаваттных и фемтосекундных
лазерных импульсов с веществом. Нелинейные явления с УКИ. Новая оптика.
6. Планы семинарских занятий
Примерные темы практических занятий
Тема 1. Общие закономерности нелинейных взаимодействий. (2часа).
Тема 2. Нелинейные явления в оптике на разных этапах развития физики. (2часа).
Тема 3. Приближённые методы описания нелинейных явлений. (4часа).
Тема 4. Симметрия вещества и нелинейные эффекты. (2часа).
Тема 5. Параметрические устройства. (4часа).
Тема 6. Нелинейные эффекты высшего порядка. (2часа).
Тема 7. Вещество в сильном электромагнитном поле. (2часа).
7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).
Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены
8. Примерная тематика курсовых работ.
Курсовые работы учебным планом не предусмотрены
9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной
студентов.
работы
Модули и темы
Виды СРС
Обязательные
Дополнительные
Таблица 4
Кол
-во
бал
лов
Объем
часов
№
Неделя
семестра
Планирование самостоятельной работы студентов
Модуль 1
Нелинейные явления Подготовка к практическим занятиям,
в оптике.
контрольным работам и презентациям
1. Работа с дополнительной
учебной литературой.
4
0-2
воспри- Подготовка к практическим занятиям,
контрольным работам и презентациям
1. Работа с дополнительной
учебной литературой.
4
0-2
Подготовка к практическим занятиям,
контрольным работам и презентациям
1. Работа с дополнительной
учебной литературой.
6
0-2
14
0-6
1. Работа с дополнительной
учебной литературой.
6
0-2
2.2
Ограничения для ГВГ Подготовка к прак- 1. Работа с дов реальных кристал- тическим занятиям, полнительной
контрольным рабо- учебной литералах.
там и презентациям турой.
4
0-2
2.3
Нелинейные кристал- Подготовка к праклы для ГВГ.
тическим занятиям,
контрольным работам и презентациям
1. Работа с дополнительной
учебной литературой.
4
0-2
2.4
Параметрические ге- Подготовка к практическим занятиям,
нераторы света.
контрольным работам и презентациям
1. Работа с дополнительной
учебной литературой.
8
0-4
1.1
1.2
Нелинейная
имчивость.
1.3
Фазовый синхронизм.
2.1
Всего по 1-му модулю
Модуль 2
Волновые уравнения
для ГВГ плоской монохроматической
волны.
1-5
6-12
Подготовка к практическим занятиям,
контрольным работам и презентациям
3.1
3.2
Всего по 2-му модулю
Модуль 3
Явления третьего по- Подготовка
и написание
рядка нелинейности.
тестов
Многофотонные про- Подготовка
и написание
цессы в веществе.
тестов
22
0-8
6
0-2
6
0-2
13-18
1. Работа с учебной
литературой.
2. Подготовка к контрольным работам
1. Работа с учебной
литературой.
2. Подготовка к контрольным работам
1. Работа с учебной
литературой.
2. Подготовка к контрольным работам
6
0-2
Нелинейные явления Подготовка
с мощными ультра- и написание
короткими лазерны- тестов
ми
импульсами
(УКИ).
Всего по 3-му модулю
18
0-6
Итого за семестр (часов, баллов):
54
0-20
*Самостоятельная работа (включая иные виды контактной работы).
Для самостоятельного изучения теоретического материала студентами используются
учебники и учебные пособия, приведённые в списке литературы (п. 12.1 и п. 12.2). Трудоёмкость самостоятельного изучения теоретического материала составляет 39,35 часа.
3.3
10. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам
освоения дисциплины.
10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):
ОПК-1: Способность к овладению базовыми знаниями в области математики и естественных наук, их использованию в профессиональной деятельности;
Б1.Б.11
Б1.Б.12.1
Б1.Б.12.2
Б1.Б.12.3
Б1.Б.12.4
Б1.Б.12.5
Б1.Б.12.6
Б1.Б.13.1
Б1.Б.13.2
Б1.Б.13.3
Б1.Б.13.4
Б1.Б.13.5
Б1.Б.14.1
Б1.Б.14.2
Б1.Б.14.3
Б1.Б.14.4
Б1.Б.14.5
Б1.Б.15.1
Б1.Б.16.1
Б1.Б.16.2
Б1.Б.16.3
Б1.Б.16.4
Б1.Б.16.5
Б1.Б.17.1
Б1.Б.17.2
Б1.Б.17.3
Б1.Б.17.4
Б1.Б.17.5
Б1.Б.17.6
Б1.Б.19.1
Б1.Б.19.2
Б1.Б.19.3
Б1.Б.19.4
Б1.В.ОД.1.1
Б1.В.ОД.1.2
Б1.В.ОД.1.3
Б1.В.ОД.1.4
Б1.В.ОД.1.5
Б1.В.ДВ.3.1
Б1.В.ДВ.3.2
Б1.В.ДВ.4.1
Б1.В.ДВ.4.2
Б1.В.ДВ.5.1
Б1.В.ДВ.5.2
Б1.В.ДВ.6.1
Б1.В.ДВ.6.2
Экология (3 семестр)
Математический анализ (1-3 семестр)
Аналитическая геометрия (1 семестр)
Линейная алгебра (2 семестр)
Векторный и тензорный анализ (3 семестр)
Дифференциальные уравнения (3 семестр)
Теория вероятностей и математическая статистика (4 семестр)
Механика (1 семестр)
Молекулярная физика (2 семестр)
Электричество и магнетизм (3 семестр)
Оптика (4 семестр)
Физика атома, ядра и элементарных частиц (5 семестр)
Практикум по механике (1 семестр)
Практикум по молекулярной физике (2 семестр)
Практикум по электричеству и магнетизму (3 семестр)
Практикум по оптике (4 семестр)
Практикум по атомной и ядерной физике (5 семестр)
Линейные и нелинейные уравнения физики (5 семестр)
Теория колебаний (3 семестр)
Физика сплошных сред (4 семестр)
Распространение электромагнитных волн (6 семестр)
Статистическая радиофизика (7 семестр)
Физика и техника СВЧ (6 семестр)
Электротехника (5 семестр)
Микропроцессоры (6 семестр)
Радиоэлектроника (6 семестр)
Физическая электроника (7 семестр)
Полупроводниковая электроника (7 семестр)
Квантовая радиофизика (8 семестр)
Методы модуляции и приема электромагнитных излучений (7
семестр)
Атомная спектроскопия (7 семестр)
Основы молекулярной спектроскопии (8 семестр)
Мультисервисные сети (8 семестр)
Теоретическая механика (4 семестр)
Электродинамика (5 семестр)
Квантовая механика (6 семестр)
Термодинамика (7 семестр)
Статистическая физика. Физическая кинетика (8 семестр)
Основы построения систем передачи (2 семестр)
Цифровые системы передачи (2 семестр)
Объектно-ориентированное программирование (3 семестр)
Радиофизические методы исследования вещества (3 семестр)
Теория функций комплексного переменного (4 семестр)
Интегральные уравнения и вариационное исчисление (4 семестр)
Технические средства и методы защиты информации (4 семестр)
Электронные методы защиты информации (4 семестр)
Б1.В.ДВ.7.1
Б1.В.ДВ.7.2
Б1.В.ДВ.8.1
Б1.В.ДВ.8.2
Б1.В.ДВ.9.1
Б1.В.ДВ.9.2
Б1.В.ДВ.10.1
Б1.В.ДВ.10.2
Б1.В.ДВ.11.1
Б1.В.ДВ.11.2
Б1.В.ДВ.13.1
Б1.В.ДВ.13.2
ИГА
Основы сетевых технологий (часть 1) (5 семестр)
Фотомикрофлюидика (часть 1) (5 семестр)
Основы сетевых технологий (часть 2) (6 семестр)
Фотомикрофлюидика (часть 2) (6 семестр)
Астрофизика (7 семестр)
Астрономия (7 семестр)
Нелинейная оптика (7 семестр)
Теория оптических приборов (7 семестр)
Радиотехнические цепи и сигналы (7 семестр)
Теория обработки сигналов и сообщений (7 семестр)
Управление телекоммуникационными сетями (8 семестр)
Волоконно-оптические системы передачи (8 семестр)
Итоговая государственная аттестация (8 семестр)
ПК-1: Способность понимать принципы работы и методы эксплуатации современной радиоэлектронной и оптической аппаратуры и оборудования
Б1.Б.14.3
Практикум по электричеству и магнетизму (3 семестр)
Б1.Б.14.4
Практикум по оптике (4 семестр)
Б1.Б.16.3
Распространение электромагнитных волн (6 семестр)
Б1.Б.16.4
Статистическая радиофизика (7 семестр)
Б1.Б.16.5
Физика и техника СВЧ (6 семестр)
Б1.Б.17.1
Электротехника (5 семестр)
Б1.Б.17.2
Микропроцессоры (6 семестр)
Б1.Б.17.3
Радиоэлектроника (6 семестр)
Б1.Б.17.6
Квантовая радиофизика (8 семестр)
Б1.Б.18.1
Практикум по электротехнике (5 семестр)
Б1.Б.18.2
Практикум по электронике и схемотехнике(6 семестр)
Б1.Б.18.3
Практикум по СВЧ (6 семестр)
Б1.Б.18.4
Практикум по методам модуляции и приема электромагнитных излучений (7 семестр)
Б1.Б.18.5
Практикум по квантовой радиофизике (8 семестр)
Б1.В.ДВ.3.1
Основы построения систем передачи (2 семестр)
Б1.В.ДВ.3.2
Цифровые системы передачи (2 семестр)
Б1.В.ДВ.4.2
Радиофизические методы исследования вещества (3 семестр)
Б1.В.ДВ.7.1
Основы сетевых технологий (часть 1) (5 семестр)
Б1.В.ДВ.7.2
Фотомикрофлюидика (часть 1) (5 семестр)
Б1.В.ДВ.8.1
Основы сетевых технологий (часть 2) (6 семестр)
Б1.В.ДВ.8.2
Фотомикрофлюидика (часть 2) (6 семестр)
Б1.В.ДВ.10.1
Нелинейная оптика (7 семестр)
Б1.В.ДВ.10.2
Теория оптических приборов (7 семестр)
Б1.В.ДВ.11.1
Радиотехнические цепи и сигналы (7 семестр)
Б1.В.ДВ.11.2
Теория обработки сигналов и сообщений (7 семестр)
Б1.В.ДВ.13.1
Управление телекоммуникационными сетями (8 семестр)
Б1.В.ДВ.13.2
Волоконно-оптические системы передачи (8 семестр)
Б2.У.1
Учебная практика (2 семестр)
Б2.П.1
Производственная практика (4 семестр)
Б2.П.2
Производственная практика (6 семестр)
Б2.П.3
Преддипломная практика (8 семестр)
Б2.Н.1
Курсовая работа (5 семестр)
Б2.Н.2
Курсовая работа (6семестр)
ИГА
Итоговая государственная аттестация (8 семестр)
Коды компетенции
10.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал
оценивания:
Таблица 6
Карта критериев оценивания компетенций
ОПК
-1
Результаты обучения по уровням освоения материала
минимальный
(удовл.)
61-75 баллов
основные формулы
математики, основные
принципы естественных наук на минимальном уровне и методы их использования в профессиональной деятельности
применять на минимальном уровне основные формулы математики, принципы
естественных наук и
методы их использования в профессиональной деятельности
базовый (хор.)
76-90 баллов
повышенный
(отл.)
91-100 баллов
основные формулы
основные формулы
математики, основные математики, основпринципы и законы
ные принципы и заестественных наук на коны естественных
базовом уровне и ос- наук на повышенном
новные методы их
уровне, а также знакорректного испольет на высоком
зования в профессио- уровне основные менальной деятельности тоды их корректного
использования в
профессиональной
деятельности
применять на базовом применять на повыуровне основные
шенном уровне осформулы математики, новные формулы мапринципы и понятия тематики, принципы
естественных наук
и понятия естествени современные метоных наук, а также
ды их использования
современные методы
в профессиональной
их использования в
деятельности
профессиональной
деятельности
Виды занятий
Оценочные
средства
Лекции,
Практические занятия.
Контрольные работы.
Экзамены.
на минимальном
уровне знаниями в
области математики и
естественных наук и
их использования в
профессиональной
деятельности
ПК-1
на базовом уровне
знаниями в области
математики и естественных наук и современными методами их использования
в профессиональной
деятельности
на повышенном
уровне знаниями в
области математики
и естественных наук,
а также современными методами их
корректного использования в профессиональной деятельности
на пороговом уровне
на базовом уровне ос- на повышенном
основные принципы
новные принципы ра- уровне принципы
работы и методы экс- боты и методы эксработы и методы
плуатации современплуатации современэксплуатации совреной радиоэлектронной ной радиоэлектронной менной радиоэлеки оптической аппара- и оптической аппара- тронной, теплотехтуры и оборудования
туры и оборудования
нической и оптической аппаратуры и
оборудования
на минимальном
на базовом уровне
на повышенном
уровне применять ос- применять основные
уровне применять
новные принципы ра- принципы работы и
основные принципы
боты и методы эксметоды эксплуатации работы и методы
плуатации современсовременной радиоэксплуатации совреной радиоэлектронной электронной, тепломенной радиоэлеки оптической аппара- технической и оптитронной, теплотехтуры и оборудования
ческой аппаратуры и
нической и оптичедругого физического
ской аппаратуры и
оборудования
другого физического
оборудования
на минимальном
на базовом уровне
на повышенном
уровне навыками
навыками применения уровне навыками
применения основных основных принципов
применения основ-
Лекции,
Практические занятия.
Контрольные работы.
Экзамены.
принципов работы и
методов эксплуатации
современной радиоэлектронной и оптической аппаратуры
работы и методов
эксплуатации современной радиоэлектронной и оптической
аппаратуры и оборудования
ных принципов работы и методов эксплуатации современной радиоэлектронной, теплотехнической и оптической аппаратуры и
другого физического
оборудования
10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки
знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы
формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.
Примерный перечень вопросов к экзамену
1. Нелинейные явления долазерного периода.
2. Критерий нелинейности при взаимодействии излучения с веществом.
3. Критерий используемый при поиске веществ с большой нелинейностью.
4. Модель Лоренца, нелинейная поляризация.
5. Краткая характеристика квадратичных нелинейных эффектов.
6. Краткая характеристика кубических нелинейных эффектов.
7. Принцип Неймана и примеры его проявления.
8. Основное условие реализации нелинейных явлений второго порядка.
9. ГВГ в одноосных двулучепреломляющих кристаллах.
10. ГВГ плоской монохроматической волны в приближении заданного
11. поля.
12. ГВГ плоской монохроматической волны при наличии фазового синх13. ронизма.
14. Влияние расходимости лазерного пучка на эффективность ГВГ.
15. Влияние конечной апертуры лазерного пучка на эффективность ГВГ.
16. Влияние спектральной ширины лазерного пучка на эффективность ГВГ.
17. Способы повышения эффективности ГВГ.
18. Внутрирезонаторная ГВГ и её преимущества.
19. Параметрическая генерация света.
20. Условия возбуждения ПГС. Схемы ПГС.
21. Кубические нелинейные эффекты.
22. Самофокусировка.
23. Основные методы нелинейного возбуждения атомов и молекул.
24. Нелинейные эффекты с использованием лазеров тера- и петаваттной
25. мощности.
Примерный перечень тем презентаций
1. Нелинейное взаимодействие излучения с веществом.
2. Обзор материалов, обладающих нелинейностью второго порядка.
3. Обзор материалов, обладающих кубической нелинейностью.
4. Квадратичные нелинейные эффекты.
5. Генерация второй гармоники и её применение.
6. Нелинейные эффекты третьего порядка.
7. Нелинейные эффекты высших порядков.
8. Лазеры с ГВГ.
9. Параметрические генераторы света.
10. Многофотонные процессы в веществе.
11. Многофотонная спектроскопия.
12. Эффект обращения волнового фронта.
13. Пондеромоторное действие лазерного излучения.
10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений,
навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования
компетенций.
К экзамену допускаются студенты, набравшие за семестр 35 баллов. Экзамен
проходит в традиционной форме, по билетам. В билете – 2 вопроса. Для получения оценки
«удовлетворительно» студент должен сдать не менее 4-х тем практических занятий и дать
ответы на вопросы билета в общем раскрывающие тему и не содержащие грубых ошибок.
Ответ студента должен показывать, что он знает и понимает смысл и суть описываемой
темы.
Для получения оценки «хорошо» студент должен сдать не менее 5-и тем практических
занятий дать ответы на вопросы билета. Ответы должны достаточно хорошо раскрывать
тему, и не содержать грубых ошибок. Ответы студента должны показывать, что он знает и
понимает смысл и суть описываемой темы и ее взаимосвязь с другими разделами
дисциплины и может привести пример по описываемой теме. Ответы могут содержать
небольшие недочеты,
Для получения оценки «отлично» студент должен сдать не менее 7-и тем практических
занятий ответить на вопросы билета. Ответы должны быть подробными, в полной мере
раскрывать тему, содержать схемы, рисунки и пояснения. Ответы студента должны
показывать, что он знает и понимает смысл и суть описываемой темы и ее взаимосвязь с
другими разделами дисциплины и может привести пример по описываемой теме.
11. Образовательные технологии.
В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Нелинейная оптика» используются следующие активные и интерактивные формы проведения занятий:
 лекции;
 практические занятия;
 дискуссии и обсуждения по отдельным темам курса;
 дополнительные консультации.
Кроме того используются дополнительные формы обучения по отдельным темам:
 презентации по различным разделам физики.
12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.
12.1 Основная литература
1. Элементы квантовой оптики и квантовой механики : учебное пособие / . - Новосибирск : Новосибирский государственный аграрный университет, 2012. - 89 с. ; То же
[Электронный ресурс]. - URL: http://biblioclub.ru/index.php? page=book&id =230501
(05.05.2015)
2. Кущ, Г.Г. Приборы и устройства оптического и СВЧ диапазонов : учебное пособие /
Г.Г. Кущ, Ж.М. Соколова, Л.И. Шангина. - Томск : Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2012. - 413 с. ; То же [Электронный ресурс]. - URL:http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=208585 (05.04.2015)
3. Савельев, И. В. Курс общей физики: в 4 т. : учебное пособие для вузов/ Игорь Владимирович Савельев; И. В. Савельев И.В.. - Москва: КноРус Т.
2: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика/ И. В. Савельев. - 2012. - 576 с.
12.2 Дополнительная литература
1. Волновая оптика и квантовая физика : учебное пособие / О.И. Кондратьева,
И.А. Старостина, С.А. Казанцев, Е.В. Бурдова ; Государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный
технологический университет», Федеральное агентство по образованию. - Казань :
КГТУ, 2010. - 160 с. : ил.,табл., схем. - ISBN 978-5-7882-0996-8 ; То же [Электронный
ресурс]. - URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=258948 (06.05.2015)
2. Аракелян, С. М..
Нелинейная оптика жидких кристаллов/ С. М. Аракелян, Ю. С.
Чилингарян. - Москва: Наука, 1984. - 360 с.
3. Цернике Ф., Мидвинтер Дж. Прикладная нелинейная оптика.- М.: Мир. 1996.
12.3. Программное обеспечение и интернет - ресурсы
1.
http://www.fstec.ru
2.
http://www.smersh.ru
3.
http://window.edu.ru/window/library?p_rid=63611
13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного
обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).
В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Нелинейная оптика» используются следующие активные и интерактивные формы проведения занятий:
 лекции с использованием презентаций;
 практические занятия;
 дополнительные консультации;
 демонстрации и демонстрационные материалы.
14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины.
Лекционные аудитории с мультимедийным оборудованием, компьютерные классы и
специально оборудованные аудитории для проведения лабораторных работ.

Практикум проводится в лаборатории кафедры информационной безопасности;

В лабораторном практикуме используются сертифицированные приборы, входящие в государственный реестр и предназначенные для проведения мероприятий по защите
информации.
15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).
Для подготовки к экзамену и выполнения практических занятий необходимо пользоваться конспектом лекций и [1,2] из списка основной литературы. Также для подготовки к
практическим занятиям следует пользоваться [1-3] из списка дополнительной литературы.
Для получения расширенных и углубленных знаний по тематике рекомендуется пользоваться ссылками из списка интернет-ресурсов, приведенных в настоящем УМК, а также электронными и бумажными номерами научных журналов, имеющихся в ИБЦ, областной научной библиотеке и сети интернет.