Avancerade lasersystem och laserteknologi, 7,5 hp

Innehåll

Efter en repetition av grunderna för laserverkan behandlar kursen olika typer av kontinuerliga och pulsade lasrar (framförallt halvledarlasrar, fiberlasrar och fasta tillståndets lasrar) som emitterar ljus i ett flertal våglängdsområden (allt från röntgenområdet, via det synliga, upp till det mitt-infraröda området) med en mängd olika egenskaper (allt från en extremt smal linjebredd, via multimoduppträdande och frekvenskamstruktur, till bredbandiga ultrakorta pulser med mycket hög effekt). Metoder för kontroll av lasrars modstruktur, linjebredd, frekvens, temporal struktur och polarisation diskuteras. Tekniker för icke-linjär frekvensomvandling (innefattande frekvensfördubbling, frekvensskillnads- och summafrekvensgenerering samt optiska parametriska processer) och ljusförstärkning och generering av superkontinuum behandlas. Kursen inkluderar även en behandling av utrustning och tekniker för aktiv kontroll av ljus, bl.a. frekvensstyrning, aktiv och passiv modlåsning, och "chirpad" pulsförstärkning, med hjälp av elektro- och akusto-optiska modulatorer och Faraday-isolatorer. Avslutningsvis diskuteras även andra avancerade ljuskällor såsom high harmonic-generering, associerade attosekundskällor, synkrotroner och frielektronlasrar. Kursen omfattar en teorimodul om 6,0 hp och en laborationsmodul om 1,5 hp.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• ingående förklara villkor för laserverkan
• beskriva lasring i tre- och fyrnivåsystem
• systematiskt förklara principer för, och egenskaper hos, halvledarlasrar, fiberlasrar och Ti-safirlasrar
• sammanställa och kontrastera olika typer av metoder för kontroll av modstruktur och reducering av linjebredd hos halvledarlasrar
• ge fördjupad förklaring till funktionen hos ljusmodulatorer och polarisationsvridande celler
• ingående beskriva hur lasrar kan modlåsas såväl aktivt som passivt
• behandla principer för, och egenskaper hos, frekvenskammar
• systematiskt beskriva metoder för icke-linjär frekvensomvandling och ljusförstärkning
• ingående sammanfatta hur ultrakorta laserpulser kan genereras
• förklara funktionen hos tekniker för karakterisering av ultrakorta laserpulser, t.ex. autokorrelation, SPIDER och FROG.
• systematiskt beskriva uppbyggnaden av, och principer för, moderna högeffektslasrar
• visa på fördjupad förståelse om high-harmonic-generering och attosekundspulser
• ingående beskriva egenskaper hos synkrotroner och frielektronlasrar.

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• självständigt handha halvledarlasrar och fiberlasrar
• systematiskt analysera funktionen hos avancerade lasersystem
• samarbeta med andra personer.

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• visa medvetenhet om risker och riskabla egenskaper hos laserljus
• reflektera över och värdera sin egen insats vid laborationsarbete.

Behörighetskrav

Tidigare högskolestudier om minst 90 högskolepoäng inklusive Vågfysik och optik, 6 hp, samt Kvantfysik, 4,5 hp, eller motsvarande. Engelska och svenska för grundläggande behörighet för högskolestudier. Krav på svenska gäller endast om utbildningen ges på svenska.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, lektionsundervisning, räkneövningar samt handledning vid laborationer. Laborationerna är obligatoriska. Utöver schemalagda aktiviteter förutsätts även individuellt arbete med kursmaterialet.

Examination

Examinationen på kursens teorimodul sker individuellt i form av en skriftlig salstentamen vid kursens slut. På skriftlig salstentamen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). Examinationen på kursens laborationsmodul sker i grupp, med individuell bedömning, genom skriftliga rapporter och muntliga redovisningar. På skriftliga och muntliga redovisningar sätts något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G).

På hela kursen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen krävs att alla moduler är godkända. Under förutsättning att alla moduler är godkända blir betyget på hela kursen detsamma som på teorimodulen. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg.

Avsteg från kursplanens examinationsform kan göras för en student som har beslut om pedagogiskt stöd på grund av funktionsvariation. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov. Examinationsformen anpassas inom ramen för kursplanens förväntade studieresultat. Efter begäran av studenten ska kursansvarig lärare, i samråd med examinator, skyndsamt besluta om anpassad examinationsform. Beslutet ska sedan meddelas studenten.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för Institutionen för fysik. För mer information, se Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå, dnr: FS 1.1.2-553-14.

Tillgodoräknande
Student har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum/Examina. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb, www.student.umu.se, och i högskoleförordningen (6 kap). Ett avslag på ansökan om tillgodoräknande kan överklagas (Högskoleförordningen 12 kap) till Överklagandenämnden för högskolan. Detta gäller såväl om hela som delar av ansökan om tillgodoräknande avslås.

Övriga föreskrifter

Kursen ersätter den tidigare kursen Avancerade lasersystem och laserteknologi 7,5 hp (5FY189) och kan inte tas med i examen tillsammans med denna. I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller kursen slutat erbjudas.