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Name des Moduls [116300] Computational Photonics Bezeichnung des Moduls PAFMO130

Studiengang [128] - Physik ECTS Punkte 4

Arbeitsaufwand für Selbststudium 75 Häufigkeit des Angebotes (Modulturnus) jedes 2. Semester (ab Sommersemester)
Arbeitsaufwand in Präsenzstunden 45 Dauer des Moduls 1
Arbeitsaufwand Summe (Workload) 120    

Modul-Verantwortliche/r

Prof. Dr. Thomas Pertsch

Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform)

schriftliche Prüfung (100%)

Empfohlene Literatur

Taflove and S.C. Hagness, Computational Electrodynamics

Unterrichtssprache

Englisch

Empfohlene bzw. erwartete Vorkenntnisse

Basic knowledge of a computer programming language and computational physics will be helpful.

 

Art des Moduls (Pflicht-, Wahlpflicht- oder Wahlmodul)

128 M.Sc. Physik Vertiefung „Optik”: Wahlpflichtmodul

628 M.Sc. Photonics: Wahlpflichtmodul

Zusammensetzung des Moduls / Lehrformen (V, Ü, S, Praktikum, …)

Vorlesung: 2 SWS

Übung: 1 SWS

Inhalte

Short review of Maxwell’s equations and the wave equation; Free space propagation techniques; Beam propagation methods applied to problems in integrated optics; Mode expansion techniques applied to stratified media; Finite-Difference Time-Domain method; Finite Difference Time-Domain Method; Finite Element Method; Mode expansion techniques applied to gratings; Other grating techniques; Contemporary problems in computational photonics.

Lern- und Qualifikationsziele

The course aims at an introduction to various techniques used for computer-based optical simulation. Therefore, the student should learn how to solve Maxwell’s equations in homogenous and inhomogeneous media rigorously as well as on different levels of approximation. The course concentrates predominantly on teaching numerical techniques that are useful in the field of micro- and nanooptics. After completing the course the students will be able to select the right method of computational photonics based on the properties of the investigated system, implement the method in a programming language of their choice, and investigate the physical properties of the optical system using their method.

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