Fizika lasera
Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2024./2025.
Laboratorijske vježbe
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.
Preduvjeti
Znanja koja su studenti trebali steći na kolegiju Fizika
Studijski programi
Sveučilišni preddiplomski
Izborni predmeti (6. semestar)[FER3-HR] Računarstvo - studij
Izborni predmeti
(6. semestar)
Sveučilišni diplomski
Izborni predmeti (2. semestar)[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
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
- Opisati međudjelovanje svjetlosti s materijom pomoću klasične i polu-klasične teorije.
- Objasniti rad laserskog rezonatora i prag laserske akcije.
- Objasniti svojstva laserskog zračenja u usporedbi s konvencionalnim izvorima svjetlosti.
- Objasniti Q prekidanje i sprezanje modova u pulsnim laserima.
- Objasniti kako izbor i karakteristike laserskog medija, te rezonatora određuju krajnje ponašanje lasera.
- Analizirati svojstva lasera i odrediti moguće primjene.
- Ocijeniti interdisciplinarnost inženjerskih sustava.
Oblici nastave
Predavanja
Predavanja uključuju i rješavanje primjera.
Seminari i radioniceIzrada seminara je obavezna.
LaboratorijLaboratorijske 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
- Emisija i apsorpcija svjetlosti.
- Emisija i apsorpcija svjetlosti.
- Einsteinovi koeficijenti. Izborna pravila za apsorpciju i emisiju.
- Koeficijent apsorpcije. Inverzija naseljenosti.
- Oblik i širina spektralnih linija. Lorentzov model.
- Dopplerovo proširenje spektralne linije.
- Elektromagnetski valovi u rezonatoru. Gustoća modova.
- Međuispit
- 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.
- Jednomodni i višemodni način rada. Izdvajanje modova pomoću optičke prizme, rešetke i Fabry-Perotovog etalona. Spektralna moć razlučivanja optičkih elemenata.
- Karakteristike laserske svjetlosti (usmjerenost, prostorna i vremenska koherencija). Pulsni laseri (Q-prekidanje, sprezanje modova, prekidanje pojačanjem).
- Plinski laseri. Fizikalni princip rada atomskih (He-Ne), ionskih (Ar+ ion), molekulskih (CO2, N2), kemijskih i ekscimerskih lasera.
- Laseri čvrstog stanja. Fizikalni princip rada lasera s kristalima i staklima (rubinski, Nd-Yag). Fizikalni princip rada optičkih (fiber) lasera. Rezonatori u optičkim laserima.
- Fizikalni princip rada poluvodičkih lasera. Fizikalni princip rada lasera sa slobodnim elektronima i lasera u x-području. Holografija. Primjene holografije.
- 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
Izvedba
ID 269201
Ljetni semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
8 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja
Ocjenjivanje
85 izvrstan
70 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan