Лазерный мир

В этом семестре Университет ИТМО запускает три онлайн-курса – «Основы плазмоники», «Статистические методы в управлении инновациями» и «Трехмерное моделирование», два из которых не имеют аналогов на российском рынке (курс по плазмонике не имеет аналогов и на международном рынке). В качестве платформы для размещения MOOC разработчики курсов выбрали известную в русскоязычном образовательном сообществе площадку Открытое образование и международную платформу edX.

«Основы плазмоники»

Англоязычный онлайн-курс, посвященный основам плазмоники, стартует на международной платформе онлайн-обучения edX 21 июня и продлится пять недель.

Плазмоника – относительно новый раздел физики, который появился на стыке нанотехнологий, субволновой оптики, квантовой механики и физики твердого тела.

Плазмоника изучает физические явления, возникающие при взаимодействии света с металлическими или сильно легированными полупроводниковыми структурами.

Собственные колебания свободных носителей заряда в таких структурах (плазмоны) могут взаимодействовать с внешним электромагнитным полем, что приводит к появлению распространяющихся или локализованных плазмон-поляритонов – волн, энергия которых складывается из энергии колебаний плотности электронного газа и электромагнитной энергии (энергии фотонов).

В отличие от обычных электромагнитных волн плазмон-поляритоны обладают сильной пространственной локализацией на оптических частотах, что потенциально позволяет создавать оптоэлектронные устройства, сенсоры и лазеры сверхмалого (субволнового) размера, работающие на оптических частотах.

«Идея этого курса давно витала в воздухе, так как это непосредственная область наших научных интересов. Решение о запуске онлайн-курса “Основы плазмоники” связано сразу с двумя факторами.

Во-первых, плазмоника активно развивается как самостоятельная наука, что обусловлено большим количеством потенциальных приложений.

Например, плазмоника помогает повысить чувствительность сенсоров, увеличить разрешение оптической литографии, а также помогает создавать новые устройства, такие как субволновые лазеры и сверхтонкие волноводы.

Многие из этих приложений из ранга “потенциальные” уже перешли в ранг “реализованные” и “коммерчески успешные”.

Так, например, резонаторы квантовых каскадных лазеров дальнего инфракрасного и терагерцевого диапазонов используют плазменные волноводы.

Другой пример – химические и биологические сенсоры на основе поверхностного плазмонного резонанса, которые успешно зарекомендовали себя на рынке. Сегодня на рынке уже появились компании, занимающиеся разработкой устройств на основе плазмонных наноструктур (например, Plasmonics-inc или  LamdaGen). Также анализ курсов на крупнейших международных платформах онлайн-образования (Coursera, EdX, Udacity, Canvas Network, FutureLearn, NovoEd) показал, что полноценного MOOC по плазмонике не представлено – существуют лишь отдельные лекции по некоторым из разделов, представленные на сайтах различных научных групп», – комментирует один из разработчиков курса и научный сотрудник кафедры нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО Андрей Богданов.

Курс включает пять разделов: электромагнитные свойства металлов, объемные плазмон-поляритоны, поверхностные плазмон-поляритоны, плазменные колебания в наночастицах и их массивах, а также современные применения плазмоники.

Каждый раздел, в свою очередь, содержит по 10 видеолекций длительностью пять-семь минут, каждая из которых сопровождается заданиями для самостоятельной работы. По словам создателей курса, в цикле видеолекций будут отражены передовые научные результаты в этой области. Это поможет обучающимся быть в курсе современных достижений в области плазмоники и познакомит их с работами ведущих мировых групп в сфере плазмоники и нанофотоники.

Для успешного прохождения курса слушателю необходимо быть знакомым с основами электродинамики и физики твердого тела. Стоит отметить, что курс «Основы плазмоники» ориентирован как на российских, так и иностранных студентов старших курсов, аспирантов физических и физико-химических инженерных специальностей. Более того, помимо образовательной функции, курс содержит интегрирующую функцию (напомним, курс доступен на образовательной платформе edX, которая создана на базе MIT), позволяя студентам со всего мира совместно обсуждать материалы лекций, решать задачи, общаться между собой и задавать вопросы автору курса.

Работу над созданием курса вели научные сотрудники кафедры нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО Андрей Богданов и Михаил Петров. Также в создании курса принимали участие студенты и аспиранты кафедры нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО Данил Корнован, Иван Тофтул и Олег Ермаков.

Источник: http://news.ifmo.ru/ru/education/trend/news/7463/