Laserfysik 7,5 hp

Om kursen

Kursen behandlar principerna för hur gas- och vätskelasrar men även fasta tillståndets lasrar fungerar. Kursen inleds med en beskrivning av ljus och materia: ljus karakteriseras som en elektromagnetisk våg alternativt som ett flöde av fotoner emedan materia beskrivs på ett klassiskt sätt, dvs. som en uppsättning dipoler, alternativt kvantmekaniskt, dvs. som en samling atomer eller molekyler med en uppsättning enskilda energinivåer. Med Maxwells ekvationer och vågekvationen som utgångspunkter beskriver kursen hur ljus utbreder sig i vakuum och i medier som karakteriseras av ett brytningsindex.

Kursen behandlar därefter ett antal inom området centrala koncept, framförallt atomers och molekylers huvudsakliga sätt att växelverka med ljus (absorption, spontan emission och stimulerad emission), Doppler-, kollisions-, och livstidsbreddning (inklusive tillhörande linjeformsmodeller), optisk mättnad, populationsinversion, optisk pumpning, modlåsning och Q-switchning. Huvuddelen av kursen behandlar principer och villkor för lasring där fenomen som förstärkning, tröskelvillkor, och grad av optisk mättnad kopplas ihop för att ge en beskrivning av lasrars egenskaper, huvudsakligen deras effekt och funktionssätt (t.ex. singelmod gentemot multimod operation) och frekvens. Vidare ges en beskrivning av ljusets utbredning i resonatorer och deras stabilitetsvillkor. Även laserljus med Gaussisk intensitetsprofil och dess utbredning behandlas. Kursen behandlar vissa typer av lasrar i detalj, såväl kontinuerliga som pulsade gas- och vätskelasrar samt fasta tillståndets lasrar. Kursen innehåller obligatoriska experimentella laborationer. Kursen omfattar ett teorimoment om 6,5 hp och ett laborationsmoment om 1 hp.