De cursus behandelt de grondbeginselen van de nano-optica, d.w.z. hoe licht op schalen kleiner dan de golflengte ervan kan worden gestuurd, waarbij zowel theoretische als experimentele uitdagingen aan bod komen. Er wordt bijzondere nadruk gelegd op de interactie tussen licht en materie, bijvoorbeeld sterke koppeling tussen licht en materie.
Inleiding (overzicht, achtergrond, geschiedenis)
Focussering van licht I (basisprincipes, spectrum van vlakke golven)
Focussering van licht II (volledige vectortheorie van focussering, Gauss-stralen)
Confocale microscopie, puntverspreidingsfunctie, focale engineering, verre veld,
Superresolutie: gestimuleerde emissie-uitputting, gestructureerde verlichting, niet-lineaire gestructureerde verlichting
Optische nabijveldmicroscopie
Grondbeginselen van detectie van afzonderlijke emitters I (grondbeginselen, kwantumemitters)
Grondbeginselen van detectie van afzonderlijke emitters II (meetmethoden, fotonstatistiek, niet-onderscheidbare fotonen)
Plasmonen I (bulk- en oppervlakteplasmonen)
Plasmonen II (oppervlakteplasmonen, excitatie en 2D-optica)
Plasmonen III (draad- en deeltjesplasmonen)
Antennes voor licht I (motivering, RF-antennes, basisprincipes van antennes voor licht)
Lichtemissie in nano-omgevingen I (spontane emissie in inhomogene omgevingen, toestandsdichtheid, Green-functie)
Lichtemissie in nano-omgevingen II (superemitter, reciprociteit, Greffet-formalisme)
Fotonenkristallen, metamaterialen, metavlakken I
Fotonenkristallen, metamaterialen, metavlakken II
Theorie van gekoppelde modi I (mechanisch model, sterke koppeling)
Theorie van gekoppelde modi II (Jaynes-Cummings-model, Tavis-Cummings-model)
Theorie van gekoppelde modi III (niet-hermitische dynamica & uitzonderlijke punten)
Optische krachten I (Maxwell-spanningstensor, lichtdruk, optische pincetten)
Optische krachten II (plasmone nanomotoren, microdrones)
Speciale onderwerpen I
Speciale onderwerpen II
De studenten zullen klaar zijn om een vooraanstaande rol te spelen in het onderzoek op het gebied van nano-optica en zullen in staat zijn om recent gepubliceerde literatuur op dit gebied te lezen, te begrijpen en te beoordelen.
Elektrodynamica, basisprincipes van de kwantumtheorie
Principles of Nano-Optics, 3e druk. Cambridge University Press, 2025
colleges en huiswerkopdrachten die door de studenten tijdens de werkcolleges moeten worden besproken en gepresenteerd.
Cijferlijst