Lézerfizika
A tantárgy angol neve: Laser Physics
Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.
Villamosmérnöki Szak
Műszaki Informatika Szak
Doktorandusz-képzésbeli választható tárgy
Név:
Beosztás:
Tanszék, Int.:
Dr. Lőrincz Emőke
egyetemi docens
Atomfizika, Fizikai
Dr. Maák Pál
egyetemi adjunktus
Matematika és fizika oktatott tananyaga.
A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.
A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.
-
Megismertetni a hallgatókkal napjaink egyre elterjedtebben használt fényforrásának működési alapjait, s a felhasználások széles körét.
Atomok, molekulák és szilárd testek lehetséges állapotai, az energiaszintek betöltöttsége termikus egyensúlyban. Az elektromágneses módus fogalma, módussűrűség háromdimenziós üregben. Fény és anyag kölcsönhatási folyamatai: spontán emisszió, abszorpció és indukált emisszió.
Homogén és inhomogén vonalkiszélesedési jelenségek: természetes vonal-szélesség, ütközési kiszélesedés, Doppler-kiszélesedés. Példák.
Koherens optikai erősítő létrehozása - tárgyalás a nívók betöltöttségeinek változása alapján, stacionárius megoldás létrejöttének feltételei, a telítődés jelensége. 3 és 4 nívós gerjesztési modellek. Példák.
Az erősítés telítődése. A teljes erősítés meghatározása homogén kiszélesedés esetén két határesetben: kis fluxus sűrűségnél (lineáris - kis jelű erősítés) és a telítődési értéket meghaladó esetben. Inhomogén és homogén erősítésű közegek eltérő telítődési tulajdonságai.
Lézerműködés feltételei: küszöb- és fázisfeltétel. Az optikai rezonátor (passzív rezonátor) jellemzői, a módusok élettartamának (a módusok sávszélességének) és a módusok frekvenciatávolságának meghatározása. A küszöb-inverziósűrűség fogalma. A lézermódusok frekvenciája.
A lézerfény spektrális tulajdonságai. Több módusú működés homogén ill. inhomogén esetben, Lamb-dip jelenség. Egymódusú működés létesítésének lehetőségei. Elvi sávszélesség és a gyakorlatban fellépő sávszélességet növelő jelenségek. Sávszélesség csökkentése aktív stabilizálással. Koherencia-tulajdonságok. Időbeli koherencia és a sávszélesség kapcsolata. Hagyományos fényforrás és a lézerek koherencia hossza. Térbeli koherencia, lézernyaláb térbeli tulajdonságai (Gauss-nyaláb), divergencia fogalma.
Impulzuslézerek létesítésének lehetséges módjai: erősítés kapcsolása, Q-kapcsolás, módusok csatolása.
Lézertípusok: szilárdtestlézerek, gázlézerek, festék- és kémiai lézerek, félvezető lézerek, egyebek. Lézeralkalmazások. Lézerpiac.
Előadások, laboratóriumi mérések és szakmai látogatások (KFKI, Bay Zoltán, LASRAM).
a. A szorgalmi időszakban: 2 ZH az elméleti és gyakorlati ismeretekből. A félév lezárásának követelménye a 2 ZH legalább 50%-os eredménye, ezek átlaga alapján vizsgajegy megajánlása.
b. A vizsgaidőszakban: a ZH-k alapján megajánlott jegy szóbeli javítása lehetséges.
c. Elővizsga: a félév utolsó hetében, a 2. ZH eredményének ismeretében lehetséges.
Mindkét ZH egyszer pótolható.
ZH-k és vizsgák előtt meghirdetünk konzultációs lehetőséget.
A hallgatók számára a http://qchem52.fat.hu/index.html oldalon (Atomfizika Tanszék internet címe) WINWORD6 formátumú letölthető jegyzet áll rendelkezésre.
Ajánlott irodalom:
O. Svelto: Principles of lasers (1982 Plenum Press, New York)
B.E.A. Saleh, M.C. Teich: Fundamentals of Photonic (1991 John Wiley & Sons, Inc.)
:
Kontakt óra
60
Félévközi készülés órákra
20
Felkészülés zárthelyire
50
Házi feladat elkészítése
10
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
..
Vizsgafelkészülés
Összesen
150