Fizika lasera

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2023./2024.

Nositelji

Izv. prof. dr. sc.
Željka Marija Bošnjak
Izv. prof. dr. sc.
Ana Sušac

Predavanja

Dr. sc.
Marko Sossich

Laboratorijske vježbe

Izv. prof. dr. sc.
Mario Matijević

Opis predmeta

Interakcija zračenja i materije. Atom kao kvantni sustav. Oblici spektralnih linija. Fizikalni principi rada lasera. Gustoća modova u šupljini. Laserski rezonatori. Svojstva laserskog zračenja. Vrste lasera: prema načinu rada (kontinuirani i pulsni); prema vrsti optičkog pojačala (plinski, laseri čvrstog stanja, optički laseri, poluvodički laseri, laseri s organskim bojama, laseri sa slobodnim elektronima). Neke primjene lasera u fizici i tehnici.

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
[FER3-HR] Elektrotehnika i informacijska tehnologija - studij
Izborni predmeti (6. semestar)
[FER3-HR] Računarstvo - studij
Izborni predmeti (6. semestar)
Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Audiotehnologije i elektroakustika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektrostrojarstvo i automatizacija - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Komunikacijske i svemirske tehnologije - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Računalno modeliranje u inženjerstvu - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER2-HR] Automatika - profil
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (2. semestar)
[FER2-HR] Bežične komunikacijske tehnologije - profil
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (2. semestar)
[FER2-HR] Elektroenergetika - profil
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (2. semestar)
[FER2-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (2. semestar)
[FER2-HR] Elektronika - profil
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (2. semestar)
[FER2-HR] Elektrotehnički sustavi i tehnologija - profil
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (2. semestar)
[FER2-HR] Obradba informacija - profil
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (2. semestar)
[FER2-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (2. semestar)
[FER2-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (2. semestar)
[FER2-HR] Računarska znanost - profil
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (2. semestar)
[FER2-HR] Telekomunikacije i informatika - profil
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (2. semestar)

Ishodi učenja

  1. Opisati međudjelovanje svjetlosti s materijom pomoću klasične i polu-klasične teorije.
  2. Objasniti rad laserskog rezonatora i prag laserske akcije.
  3. Objasniti svojstva laserskog zračenja u usporedbi s konvencionalnim izvorima svjetlosti.
  4. Objasniti Q prekidanje i sprezanje modova u pulsnim laserima.
  5. Objasniti kako izbor i karakteristike laserskog medija, te rezonatora određuju krajnje ponašanje lasera.
  6. Analizirati svojstva lasera i odrediti moguće primjene.
  7. Ocijeniti interdisciplinarnost inženjerskih sustava.

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja uključuju i rješavanje primjera.

Seminari i radionice

Izrada seminara je obavezna.

Laboratorij

Laboratorijske vježbe se održavaju na Zavodu za primijenjenu fiziku. Laboratorijske vježbe su obavezne.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 24 % 0 % 24 %
Seminar/Projekt 0 % 16 % 0 % 16 %
Međuispit: Pismeni 0 % 30 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 30 %
Ispit: Pismeni 0 % 60 %

Tjedni plan nastave

  1. Emisija i apsorpcija svjetlosti.
  2. Emisija i apsorpcija svjetlosti.
  3. Einsteinovi koeficijenti. Izborna pravila za apsorpciju i emisiju.
  4. Koeficijent apsorpcije. Inverzija naseljenosti.
  5. Oblik i širina spektralnih linija. Lorentzov model.
  6. Dopplerovo proširenje spektralne linije.
  7. Elektromagnetski valovi u rezonatoru. Gustoća modova.
  8. Međuispit
  9. Modovi u otvorenim rezonatorima Vrste rezonatora. Fabry-Perotov rezonator. Osnovni Gaussov mod. Prag laserske akcije. Pojačanje i gubici u rezonatoru. Faktor dobrote Q. Povratna veza u laserima.
  10. Jednomodni i višemodni način rada. Izdvajanje modova pomoću optičke prizme, rešetke i Fabry-Perotovog etalona. Spektralna moć razlučivanja optičkih elemenata.
  11. Karakteristike laserske svjetlosti (usmjerenost, prostorna i vremenska koherencija). Pulsni laseri (Q-prekidanje, sprezanje modova, prekidanje pojačanjem).
  12. Plinski laseri. Fizikalni princip rada atomskih (He-Ne), ionskih (Ar+ ion), molekulskih (CO2, N2), kemijskih i ekscimerskih lasera.
  13. Laseri čvrstog stanja. Fizikalni princip rada lasera s kristalima i staklima (rubinski, Nd-Yag). Fizikalni princip rada optičkih (fiber) lasera. Rezonatori u optičkim laserima.
  14. Fizikalni princip rada poluvodičkih lasera. Fizikalni princip rada lasera sa slobodnim elektronima i lasera u x-području. Holografija. Primjene holografije.
  15. Završni ispit

Literatura

V. Henč-Bartolić, L. Bistričić (2001.), Predavanja i auditorne vježbe iz fizike lasera, Element
Karl F. Renk (2012.), Basics of Laser Physics For Students of Science and Engineering, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012., Springer Berlin Heidelberg
Wolfgang Demtröder (2010.), Atoms, Molecules and Photons, Springer Berlin Heidelberg

Za studente

Izvedba

ID 183496
  Ljetni semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
12 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja

Ocjenjivanje

85 izvrstan
70 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan

Sličan predmet