Vær opmærksom på at dette website indeholder et arkiv med historiske data. Det aktuelle kursuskatalog findes på kursuskatalog.au.dk

AU kursuskatalog arkiv

[Forside] [Hovedområder] [Perioder] [Udannelser] [Alle kurser på en side]

Laserfysik ( forår 2009 - 5 ECTS )

Rammer for udbud

Uddannelsessprog: engelsk (eller dansk)
Niveau: Bachelorkursus Del af Teknisk fysik fagpakke
Semester/kvarter: 3. kvarter
Timer per uge: 7
Deltagerbegrænsning: Ingen
Undervisningssted: Århus
Hovedområde: Det Naturvidenskabelige Fakultet
Udbud ID: 12987

Formål

Det primære formål med kurset er at forstå fysikken bag forskellige
lasertyper, som hyppigt benyttes i forskningsverdenen. Med
udgangspunkt i den klassiske beskrivelse af lys og den kvantemekaniske
beskrivelse af atomer, vil den studerende blive fortrolig med den
såkaldte semiklassiske model for vekselvirkningen mellem lys og
atomer. Generelle egenskaber for kontinuerte og pulserede lasere
bliver udledt, og specifikke karakteristika gennemgås for udvalgte
lasersystemer. Desuden diskuteres ikke-lineære effekter og
anvendelsesmuligheder inden for fysik og kemi.

Indhold

Lys-atom vekselvirkning beskrevet ved den klassiske Lorentz model
Tæthedsmatrix-beskrivelsen med udgangspunkt i den tidsafhængige Schrödinger-ligning
De optiske Bloch ligninger og deres anvendelser.
Rateligninger for atom-lys vekselvirkning baseret på Maxwell-Bloch ligningerne
Kriterier for kontinuert laservirkning og laserlysets karakteristika
Forstærkningsmætning, og spektral- og rumlig-hulbrænding
Tidsafhængig laservirking: Relaksations-oscillationer og "Q-switching"
Mode-låste" lasere: Multi-mode laservirkning og ultra-korte laserpulser
Ikke-lineær optik: Frekvensfordobling, parametrisk nedkonvertering, Raman-spredning, Brillouin-spredning og fire-bølge blandingsfænomener
Optiske resonatorer
Introduktion til anvendelser af lasere indenfor atomar, molekylær og optisk fysik.

Læringsmål

Når kurset er afsluttet forventes den studerende at kunne:

Formulere den klassiske Lorentz-model til beskrivelse af vekselvirkningen mellem atomer og lys.
Redegøre for tæthedsmatrice beskrivelsen for semi-klassisk lys-atom vekselvirkning.
Forklare de centrale forskelle mellem Lorentz-modellen og den semi-klassiske beskrivelse.
Opstille Bloch- og Maxwell-Bloch-ligningerne med udgangspunkt i tæthedsmatrice beskrivelsen.
Gennemgå kriterierne for etablering af kontinuert laservirkning.
Gøre rede for forstærkningsmætning, samt spektral- og rumlig-"hulbrænding".
Beskrive en kontinuert-lasers effekt- og frekvens-karakteristik.
Opstille en model til beskrivelse af "relaxation-oscillations" og "Q-switching" based pulseret laservirkning.
Formulere en model til beskrivelse af "mode-locked" laserpulser.
Forklare frekvensfordobling ud fra den ikke-lineære Lorentz-model.
Beskrive forskellige ikke-lineære optiske fænomener.