Mezuniyet öncesi derslerde ders verdirerek yüksek lisans öğrencilerine tecrübe kazandırılır. Öğrencileri temel konuları anlamaları güçlendirilir ve ilgili bilgilerini uygulamaları ve iletişim sağlamaları sağlanır.

Fotonik gereçlerin ve aygıtların özelliklerinin ve uygulamalarının incelenmesi: yarıiletkenler; foton algılayıcıları, ışık veren diyotlar, ışık algılayan düzeneklerde gürültü; yönbağımlı ortamda ışık yayılımı; Pockels ve Kerr etkileri, ışık kipleyicileri, diyelektrik dalgakılavuzlarında elektromanyetik dalga yayılımı , dalgakılavuzu dağılımı; doğrusal olmayan optik gereçler, ikinci doğuşkan üretimi, Raman çeviricileri.

Kuantumlu atom modelleri. Spektroskopi. Işık-atom etkileşmeleri. Işımalı geçişler. Atom-atom etkileşmeleri. Atomun manyetik etkileşimleri. Molekül yapıları. Çok-elektronlu sistemler. İyonlar ve atomların tuzaklanması. Atom optiği. Bose-Einstein yoğunlaşmaları. Atomik çipler. Madde dalgaları ve tuzaklanmış iyonlarla kuantum hesabı.

Schrödinger denkleminin değişmezlikleri. Korunum yasaları ve spektrum dejenerelikleri. Parite ve zaman-terslenmesi simetrileri. Örgüler üzerinde ötelenme simetrileri. Kristalografik uzay grupları. SO(3) dönme grubu. Üniter dönüşümler. Çekirdek ve temel parçacıklar fiziğinde simetriler. SU(2) ve izospin. SU(3) ve acayiplik yükü.

Rasgele dolaşım problemleri ve olasılık kavramları. Polimer teorisi, kendini-dışlayan dolaşım ve biyolojik polimer modelleri vurgusuyla temel istatistiksel mekanik kavramları: topluluklar, serbest enerji, entropi, ölçeklenme. Düzensiz sistemlerin etkileşim modelleri olarak ağlar ve bu sistemlerde faz geçişleri. Dinamik olgular: Ana denklem (Örnek: rasgele dolaşım ve ağların büyümesi), Langevin denklemi ve genellemeleri, kaos ve düzen.

Optik mikroskop ilkeleri. Mikroskopi yöntemleri. Boya moleküllerinin foto-fiziği. Floresansın uyarılması ve gözlemlenmesi. Düzlemsel ara-yüzeyler civarında dipol ışıması. Foton-sayma analizleri. Floresans korelasyon spektroskopisi. Floresans rezonans enerji transferi (FRET). Düşük sıcaklıklarda optik spektroskopi. Yarı-iletken nano-kristaller. Metal nano-parçacıklar.

Elektromanyetizma teorisinin tekrarı. Işığın elektromanyetik doğası. Işıma. Geometrik optik. Gauss demetleri. Gauss demetlerinin dönüşümleri. Optik rezonatörlerin elektromanyetik modları. Işığın maddeyle etkileşmesi. Soğurma ve yayılmanın klasik teorisi. Genişleme süreçleri. Rayleigh saçılması. Kendiliğinden ve uyarılmış ışımaların kuantum teorisi. Optik yükseltim. Lazer salınımlarının teorisi. Lazer sistemlerine örnekler. Lazerlerde Q-anahtarlanması ve mod kilitlenmesi.

Abelyen olmayan ayar alan teorilerine giriş. QCD. Kendiliğinden simetri bozulması ve kütle yaratımı. Standard elektrozayıf etkileşmeler teorisi. Pertürbatif olmayan etkiler. Süpersimetri.