Proseminarium Fotoniki

PROSEMINARIUM FOTONIKI (B2+), USOS: 1103-4Fot25

https://usosweb.fuw.edu.pl/kontroler.php?_action=katalog2/przedmioty/pokazPrzedmiot&kod=1103-4Fot25

Proseminarium dotyczy współcześnie prowadzonych badań z zakresu fotoniki i składa się głównie z seminariów przygotowanych przez samych studentów.

Proseminarium odbywa się w czwartki 10.15-12:00 w sali B4.61 Pasteura 5

Kontakt z prowadzącymi:

Piotr Wróbel   - piotr.wrobel@igf.fuw.edu.pl tel. 32.022, pok. B4.22

Rafał Kotyński - rafalk@fuw.edu.pl               tel. 32.020, pok. B4.20

Zasady zaliczenia:

• każdy student przygotowuje i wygłasza w semestrze po 2 seminaria na uzgodniony temat dotyczący optyki współczesnej
• jedno z seminariów należy wygłosić w jęz. angielskim
• na każde seminarium po polsku przeznaczonych będzie 45 min oraz 10min na dyskusję po jego zakończeniu, natomiast na każde seminarium po angielsku - po 15 minut
• po wysłuchaniu seminarium odbywają się konsultacje związane z przygotowaniem następnych, doborem literatury itp.
• tematy proseminarium będą się koncentrowały wokół plazmoniki (PW) oraz użycia szeroko rozumianych metod uczenia maszynowego w optyce (RK).

TERMINY PROSEMINARIÓW

27 II - spotkanie organizacyjne

6 III - propozycja tematów

13 III - wybór tematów i terminów, konsultacje

20 III - Superresolution (Bartosz Kasza, 15min)

27 III - Zastosowania sieci neuronowych w fotonice (Magdalena Cwojdzińska, 45min), 

3 IV -  Obrazowanie obliczeniowe (Bartosz Kasza, 45min)

8 V - Plasmonic optical componetns  (Magdalena Cwojdzińska, 15min),

15 V -Algorytmy rekonstrukcji fazy (Bartosz Niewelt, 45 min)

22 V - Strong and ultrastrong light-matter interaction (Bartosz Niewelt, 15 min), Plasmonic filters (Jan Nowosielski, 15 min)

29 V - Głębokie dyfrakcyjne sieci neuronowe (Jan Nowosielski, 45min)

Tematy związane z metodami uczenia maszynowego oraz z CS (RK)

1. Zastosowania sieci neuronowych w fotonice
2. Dyfrakcyjne głębokie sieci neuronowe
3. Teoria oszczędnego próbkowania (compressed sensing) i jej zastosowania w fotonice
4. Obrazowanie obliczeniowe
5. Obrazowanie obiektów spoza bezpośredniego pola widzenia detektora
6. Algorytmy rekonstrukcji fazy
7. Holografia cyfrowa
8. Lidary obrazujące wykorzystujące detektory pojedynczych fotonów
Przykładowa literatura do zorientowania się w temacie i przygotowania się znajduje się na dysku google:
Literatura

Tematy związane z plazmoniką (PW)

1. Plasmonic nanosensors
   https://www.nature.com/articles/s41565-021-01045-5
   https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7745836
2. Nanoplasmonic optical devices
   https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6463/ab77db/pdf
   https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/nanoph-2021-0719/html
3. Plasmonic-based structural color printing
   https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adpr.202100009
   https://nanoconvergencejournal.springeropen.com/articles/10.1186/s40580-017-0133-y
   https://www.nature.com/articles/srep11045 
4. Strong and ultrastrong light-matter interaction 
5. https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsphotonics.7b00674
   https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.1c02204
   https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/nanoph-2018-0067/html?lang=en&srsltid=AfmBOoq468zpt8M42MEApgw_PuiIzNt1h4ghAxoxbwpSPI5P8tDjDiOQ
   https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/tc/c8tc05054f
6. Nanophotonics for sustainable energy 
   https://www.degruyter.com/journal/key/nanoph/5/1/html
   https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702113003003
   https://pubs.acs.org/page/aelccp/vi/plasmon.html?ref=vi_collection#catalysis
7.  Superresolution imaging
   https://www.photometrics.com/learn/super-resolution-microscopy
   https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2021.746900/full
8. Nanofabrication techniques of sub-10nm photnic strucutres 

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202102756

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-7990/ac087c

Tematy archiwalne (też wchodzą w grę):

• Wykorzystanie CS w obrazowaniu spektralnym i polarymetrycznym
• Wykorzystanie CS w obrazowaniu trójwymiarowym
• Wykorzystanie CS do obrazowania spoza bezpośredniego pola widzenia detektora (around-the-corner imaging)
• Wykorzystanie CS do obrazowania przez ośrodki rozpraszające
• Wykorzszystanie CS do uzyskania obrazowania nadrozdzielczego
• Wykorzystanie CS w holografii
• Matematyczne podstawy oszczędnego próbkowania
• Wykorzystanie CS do pomiaru odległości, radar laserowy (ladar)
• Wykorzystanie CS do rekonstrukcji obrazu na podstawie zbioru skanów – zastosowanie w mikroskopii skaningowej i rezonansie magnetycznym (MRI)
• Właściwości i wykorzystanie transformat liniowych: a) Hadamarda, Fouriera, DCT; b) falkowe, szumkowe (ang. noislets)
• Podstawy programowania liniowego – wykorazystanie do rekonstrukcji pomiaru
• Przegląd narzędzi numerycznych do obliczeń CS (do rekonstrukcji sygnału)
• Pushbroom hyperspectral imaging
  https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9454354
  https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=optcon-1-2-427
  https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11852/1185258/Design-of-a-hyperspectral-imager-using-COTS-optics-for-small/10.1117/12.2599937.full?SSO=1
  https://repository.kaust.edu.sa/handle/10754/625872
  https://repository.kaust.edu.sa/handle/10754/625872
  https://www.nature.com/articles/s41598-017-04501-2
  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2665927121000034
  
  Time-of-flight imaging
  https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=oe-25-25-31096
  https://link.springer.com/content/pdf/10.1038/s41598-021-89324-y.pdf
  https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3152155
  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1120179715010492
  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1120179715010492
  
  Non-line-of-sight imaging
  https://www.nature.com/articles/s42254-020-0174-8
  https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2024468118
  https://www.nowpublishers.com/article/OpenAccessDownload/SIP-2021-0019
  https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3269977
  
  Imaging through scattering media
  https://www.nature.com/articles/s41467-020-18346-3
  https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=oe-27-4-4590
  https://openaccess.thecvf.com/content_CVPR_2020/html/Bijelic_Seeing_Through_Fog_Without_Seeing_Fog_Deep_Multimodal_Sensor_Fusion_CVPR_2020_paper.html
  https://openaccess.thecvf.com/content_CVPR_2020/html/Bijelic_Seeing_Through_Fog_Without_Seeing_Fog_Deep_Multimodal_Sensor_Fusion_CVPR_2020_paper.html
  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030402622015686
  https://www.nature.com/articles/s41467-022-31669-7
  
  Real-time 3D reconstruction from single-photon lidar
  https://www.nature.com/articles/s41467-019-12943-7
  https://www.nature.com/articles/s41598-021-90587-8
  https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9127841
  https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8776646
  
  
  Computational ghost imaging and single-pixel imaging
  https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=oe-26-3-2427
  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0143816620301809
  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030401817311628
  https://www.nature.com/articles/s41598-020-68401-8

Inne tematy

• Własne propozycje, np. temat pracy licencjackiej / magisterskiej, o ile nie był przedstawiany wcześniej.
• Cloaking
• Slow light
• Wiązki Airy (zakręcające)
• Siatki podfalowe – metalowe, lub o wysokim kontraście
• Absorbery elektromagnetyczne
• Opis wybranej metody modelowania elektromagnetycznego wraz z jej (najlepiej wolnodostępną) implementacją