Nanofotonik

• redegøre for de forudsætninger der ligger til grund for de fysiske modeller
• skitsere udledningen af de væsentligste resultater
• redegøre for forstærkning og spontan emissions spektre i homogene materialer samt lav-dimensionale halvledermaterialer såsom kvantebrønde og kvantepunkter
• opstille rateligninger for halvlederlasere og anvende dem til analyse af statiske og dynamiske egenskaber
• beskrive lys-stof vekselvirkning og dæmpningsmekanismer vha. tæthedsmatrix ligninger for to-niveau systemer og halvledere
• redegøre for Fermi’s gyldne regel samt kohærente effekter såsom Rabi oscillationer
• redegøre for den grundlæggende teori og principperne bag fotoniske krystaller og anvendelsen af defekter til at realisere optiske bølgeledere
• beskrive basale egenskaber af metamaterialer og plasmoniske strukturer
• redegøre for brugen af Greens tensor, lokal tilstandstæthed, og kvasi-normale modes til at beskrive egenskaberne af strukturerede elektromagnetiske materialer.
• analysere og forklare kavitets QED (quantum electro-dynamics) effekter involverende vekselvirkning mellem et to-niveau system og en foton, herunder vakuum Rabi oscillationer og Purcell-effekten.
• rededegøre for coupled-mode teori og anvendelser heraf

Resume af grundlæggende optisk halvlederfysik. Vekselvirkning mellem lys og stof. Bølger i periodiske strukturer; gitre og resonatorer. To- og tre-dimensionelle fotoniske båndgabsstrukturer. Optisk forstærkning i homogene og nanostrukturerede materialer, såsom kvantebrønde og kvantepunkter. Dynamiske egenskaber og støjspektre for halvlederlasere. Nanolasere. Spontan emissions kvantestøj. Tæthedsmatrix formulering af vekselvirkning mellem lys og stof. Kohærente effekter såsom Rabi oscillationer og overgangen til ratelignings modeller. Mikrokaviteter, plasmoner og metamaterialer. Kavitets QED. Kurset består af en kombination af forelæsninger og regneøvelser, kombineret med computersimuleringer og eksperimentelle øvelser.

10102/34020

2 skemamoduler pr. uge med forelæsninger, opgaveregning, computersimulering og laboratorieøvelser.