OPISY KURSÓW/PRZEDMIOTÓW:
Kod kursu/przedmiotu
ETD 8306
Tytuł kursu/przedmiotu
Technika Laserowa 1
Imię, nazwisko i tytuł/stopień prowadzącego
Krzysztof M. Abramski, profesor
Imiona, nazwiska oraz tytuły członków zespołu dydaktycznego
Janusz Pieńkowski, dr
Edward Pliński, dr hab.
Paweł Kaczmarek, dr
Forma zaliczenia kursu
Forma kursu
Wykład
Ćwiczenia Laboratorium Projekt
Seminarium
Tygodniowa
2
liczba godzin
Forma
Kolokwium
zaliczenia
zal.
Liczba
punktów
2
Wymagania wstępne
Elektryczność i Magnetyzm (ETD 2039), Analiza Matematyczna 2 (MAP 2005),
Fizyka Ogólna 2 (FZP 3018)
Krótki opis zawartości całego kursu
Wykład wprowadza w fizykę i technologię laserów. Omawia koherencję promieniowania
elekromagnetycznego, wprowadza w spektroskopie optycznych linii spektralnych i ich
poszerzeń. Opisuje podstawy wzmacniania kwantowego i generacji promieniowania
elektromagnetycznego i warunki istnienia wzmocnienia. Podaje model generacji laserowej i
przedstawia parametry wiązek laserowych, ich strukturę spektralną i modową. Daje przegląd
mechanizmów wzbudzania akcji laserowej w różnych typach laserów i omawia podstawowe
typy laserów. Celem wykładu jest wyjaśnienie podstawowych mechanizmów wzmacniania i
generacji promieniowania elektromagnetycznego, a także wprowadzenie w zastosowania
techniki laserowej.
Wykład (podać z dokładnością do 2 godzin)
Zawartość tematyczna poszczególnych godzin wykładowych
Liczba godzin
1. Spektralne własności promieniowania elektromagnetycznego. Koherencja.
2
2. Spektroskopia atomów i molekuł. Widma elektronowe, oscylacyjne i
2
rotacyjne.
3. Poszerzenia linii spektralnych.
2
4. Promieniowanie ciała doskonale czarnego. Model Plancka i model
Einsteina.
5. Kwantowe warunki wzmacniania promieniowania. Wzmocnienie ośrodka.
6. Rezonator Fabry-Perota i jego własności spektralne. Rezonator z
ośrodkiem wzmacniającym.
7. Prosty model generacji laserowej. Szerokość spektralna promieniowania
laserowego.
8. Rezonatory optyczne i ich struktura modowa. Laserowe wiązki
gaussowskie.
9. Mechanizmy wzbudzania akcji laserowej.
10. Lasery gazowe.
11. Lasery półprzewodnikowe.
12. Lasery na ciele stałym. Wzmacniacze i lasery światłowodowe.
13. Inne typy laserów: cieczowe, barwnikowe, chemiczne, na swobodnych
elektronach.
14. Praca impulsowa laserów. Modulacja promieniowania laserowego.
15. Elementarne zastosowania: metrologiczne, telekomunikacyjne,
technologiczne.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Ćwiczenia, seminarium - zawartość tematyczna
Laboratorium, projekt - zawartość tematyczna
Materiał do samodzielnego opracowania
Literatura podstawowa
Koichi Shimoda, Wstęp do fizyki laserów, PWN,Warszawa, 1993,
Franciszek Kaczmarek, Wstęp do fizyki laserów, PWN, Warszawa, 1878
A. Kujawski, P. Szczepański, Lasery. Fizyczne podstawy, Oficyna Wydawnicza Politechniki
Warszawskiej, 1999
Literatura uzupełniająca
Joseph T. Verdeyen, Laser Electronics,Prentice-Hall International, London, 1995
Amnon Yariv, Quantum Electronics, John Wiley&Sons, New York, 1989
Amnon Yariv, Optical Electronics, Holt Rinehart and Winston, New York, 1985
Orazio Sverto, Principle of Lasers, Plenum Prsee, New York and London, 1998
Anthony Siegmann, Lasers, UniversitySciebce Books, Mill Valey, 1991
J.Wilson, J.F.B.Hawkes, Lasers. Principles and Applications, Prentice Hall, New York, 1987
Warunki zaliczenia
DESCRIPTION OF THE COURSES:
Course code
ETD 8306
Course title
Laser Technique 1
Supervising course lecturer
Krzysztof M. Abramski, PhD, DSc, Prof.
Other course lecturers
Janusz Pieńkowski, PhD
Eugeniusz Pliński, PhD, DSc
Paweł Kaczmarek, PhD
Course structure
Course form
Lecture
Number of
hours /week
Form of the
course
completion
Classes
Laboratory
Project
Seminar
Number
of
credits
2
Written test
Prerequisites
Electricity and Magnetism (ETD 2039), Mathematics 2 (MAP 2005), Physics 2 (FZP 3018)
Course description
This course introduces into physics and technology of lasers. Coherence phenomena of
electromagnetic radiation are described. The introduction into spectroscopy of spectral lines
and their broadening is given.
The basic mechanisms of quantum gain, oscillations of electromagnetic radiation and
conditions for quantum amplification are explained. The model of laser radiation, the basic
parameters of laser beams, their spectral and mode structures are presented. The mechanisms
of laser action in different types of lasers, their operation and basic parameters are reviewed.
The main aims of this course is to explain basic mechanisms of light amplification, lasing and
to give introduction into laser applications.
Lecture
Particular lectures contents
Number of
hours
telekomunikacyjne,
2
1. Elementarne zastosowania: metrologiczne,
technologiczne.
2. Spectroscopy of atoms, molecules. Electronic, oscillation and rotation
2
spectra.
3. Broadening of spectral lines.
4. Black body radiation. Planck's model. Einstein's model.
5. Quantum conditions of amplification of radiation.
6. The Fabry-Perot resonator and it spectral properties. Resonator with
the gain medium.
7. Simple model of laser oscillations. The linewidth of the laser
radiation.
8. Optical resonators and their mode structure. Gassian beams.
9. Mechanisms of pumping.
10. Gas lasers.
11. Diode lasers.
12. Solid state lasers. Fibre amplifiers and lasers.
13. Other type of lasers: liquid, dye, chemical and free electron lasers.
14. Puls operation of lasers. Modulation of laser radiation.
15. Elementary applications: metrology, telecommunications, technology.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Classes, seminars - the contents
Laboratory, project – the contents
Material for self preparation
Core literature
Koichi Shimoda, Wstęp do fizyki laserów, PWN,Warszawa, 1993,
Franciszek Kaczmarek, Wstęp do fizyki laserów, PWN, Warszawa, 1878
A. Kujawski, P. Szczepański, Lasery. Fizyczne podstawy, Oficyna Wydawnicza Politechniki
Warszawskiej, 1999
Additional literature
Joseph T. Verdeyen, Laser Electronics,Prentice-Hall International, London, 1995
Amnon Yariv, Quantum Electronics, John Wiley&Sons, New York, 1989
Amnon Yariv, Optical Electronics, Holt Rinehart and Winston, New York, 1985
Orazio Sverto, Principle of Lasers, Plenum Prsee, New York and London, 1998
Anthony Siegmann, Lasers, UniversitySciebce Books, Mill Valey, 1991
J.Wilson, J.F.B.Hawkes, Lasers. Principles and Applications, Prentice Hall, New York, 1987
Conditions for course credition