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 (Q3) ( forår 2010 - 5 ECTS )

Rammer for udbud

Uddannelsessprog: dansk
Niveau: Bachelorkursus Del af Teknisk fysik fagpakke
Semester/kvarter: 3. kvarter
Timer per uge: 7
Deltagerbegrænsning:
Undervisningssted: Århus
Hovedområde: Det Naturvidenskabelige Fakultet
Udbud ID: 14799

Formål

Det primære formål med kurset er at forstå fysikken bag forskellige lasertyper, som hyppigt benyttes i forskningsverdenen. Generelle egenskaber for kontinuerte og pulserede lasere bliver udledt, og specifikke karakteristika gennemgås for udvalgte lasersystemer. 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. Denne model er relevant for forståelsen af en lasers virkemåde og yderst vigtig for beskrivelsen af atomers opførsel under påvirkning af laserlys. Desuden diskuteres ikke-lineære effekter og anvendelsesmuligheder.

Indhold

Lys-atom vekselvirkning beskrevet ved den klassiske Lorentz model.
Tæthedsmatrix-beskrivelsen med udgangspunkt i den tidsafhængige Schrödinger-ligning.
Rateligninger for atom-lys vekselvirkning baseret på tæthedsmatrix-beskrivelsen.
Kohærent vekselvirkning mellem lys og atomer baseret på de optiske Bloch ligninger og Maxwell-Bloch ligningerne.
Kriterier og modeller for kontinuert laservirkning, forstærkning og tab.
Effekter af forstærkningsmætning, hulbrænding og forbredning. Single- og multimode laservirkning.
Tidsafhængig laservirking: Relaksations-oscillationer og "Q-switching".
Mode-låste" lasere: Multi-mode laservirkning og ultra-korte laserpulser.
Gaussiske beams og optiske resonatorer.
Ikke-lineær optik: Frekvensfordobling, fase-matching, tre- og fire-bølge blandingsfænomener.
Introduktion til anvendelser af lasere indenfor atomar, molekylær og optisk fysik.

Læringsmål

Når kurset er afsluttet forventes den studerende at kunne:

Beskrive vekselvirkningen mellem lys og atomer vha. både klassiske og kvantemekaniske metoder, herunder både kohærente og ikke-kohærente processer.
Opstille modeller for virkemåden af lasere samt at forstå ingredienserne i faktiske lasere. Dette inkluderer både kontinuerte og pulserede lasere.
Redegøre for specifikke lasersystemers virkemåde.
Opstille modeller for propagation af laserstråler i materialer, gennem basale optiske komponenter og i kaviteter.
Beskrive udvalgte ikke-lineære optiske fænomener.