DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

Óptica Quântica - F

Ano letivo: 2019-2020
Especificação técnica - ficha curricular

Elementos especificos
código da disciplinaciclo de estudossemestre lectivocréditos ECTSlíngua de ensino
2003314116en *)

*) N.B.  se houver estudantes que não falem português a língua é o inglês.

Objectivos formativos
Objetivos:
Conhecimentos aprofundados de física (óptica quântica e suas aplicações tecnológicas, com relevância para os LASERs e outras aplicações como a criptografia quântica).
Compreensão teórica dos fenómenos físicos (incluindo a descrição quântica de feixes coerentes e parcialmente coerentes de luz e a sua interacção com a matéria).
Modelação e resolução de problemas específicos da área em questão.

Importância secundária:

Capacidade para procurar e utilizar bibliografia no estudo autónomo.
Capacidade de análise crítica de dados, modelos e resultados .
Familiarizar-se com as fronteiras de investigação na área.
Programa genérico mínimo
Descrição clássica e quântica da radiação electromagnética.
Transições radiativas.
Coeficientes de Einstein, taxas de transição, regras de selecção.
Largura e forma das linhas espectrais.
Lasers e masers: oscilações, modos e propriedades.
Estatística de fotões
Bunching e antibunching de fotões.
Estados coerentes.
Interacção da luz com a matéria.
Sobreposição de estados coerentes e matriz densidade.
Modelo de dois níveis. Resolução da equação de Schrodinger dependente do tempo. Processos ressonantes.
Campo fraco e coeficientes de Einstein.
Campo forte: oscilações de Rabi, amortecimento.
Átomos em cavidades.
Cavidades ópticas. Acoplamento átomo-cavidade.
Limite fraco e emissão espontânea. O efeito de Purcell.
Electrodinâmica quântica do acoplamento forte e observações experimentais.
Aplicações.
Arrefecimento Doppler.
Armadilhas magneto-ópticas.
Criptografia clássica e quântica.
Computação quântica.
Pré-requisitos
Conhecimentos básicos de Óptica e Mecânica Quântica
Competências genéricas a atingir
. Competência em análise e síntese;
. Competência para resolver problemas;
. Competência em aprendizagem autónoma;
. Competência em aplicar na prática os conhecimentos teóricos;
. Competência em organização e planificação;
. Competência em comunicação oral e escrita;
. Competência em gestão da informação;
. Adaptabilidade a novas situações;
(por ordem decrescente de importância)
Horas lectivas semestrais
aulas teóricas30
aulas práticas laboratoriais30
total horas lectivas60

Método de avaliação
Resolução de problemas25 %
Projecto25 %
Exame50 %

Bibliografia de referência
Laser Fundamentals, W. T. Silfvast, Cambridge University Press (2003).

Quantum Optics: an introduction, M. Fox, Oxford University Press (2002).

Introductory Quantum Optics, C. Gerry, P. Knight, Cambridge University Press (2005)
Método de ensino
Alguns dos tópicos serão abordados de forma expositiva, outros serão propostos ao estudante para desenvolvimento autónomo, após uma breve introdução nas aulas. Há ainda aulas de laboratório e de resolução de problemas recorrendo a programas de modelação computacional.
Recursos específicos utilizados
Laboratório de Óptica Avançada.