Квантова електроніка

Тип: На вибір ВУЗу

Кафедра: експериментальної фізики

Навчальний план

СеместрКредитиЗвітність
84Іспит

Лекції

СеместрК-сть годинЛекторГрупа(и)
816Апуневич С. В.ФзП-41(1), ФзП-41(2), ФзП-42(1), ФзП-42(2)

Лабораторні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
832ФзП-41(1)Апуневич С. В.
ФзП-41(2)Апуневич С. В.
ФзП-42(1)Апуневич С. В.
ФзП-42(2)Апуневич С. В.

Практичні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
1

Опис навчальної дисципліни

Мета: ознайомлення з фізичними основами квантової радіофізики і нелінійної оптики та найважливішими характеристиками відповідних приладів. Основна увага приділяється фізиці і техніці лазерів і типовим явищам нелінійної оптики.
Завдання: висвітлення фізичних основ та основних теоретичних засад квантової електроніки і нелінійної оптики, систематичний огляд найновіших експериментальних даних з даного предмета.
В результаті вивчення даного курсу студент повинен
знати:
– історію виникнення квантової електроніки та роль праць вітчизняних фізиків у цій галузі;
– основні фізичні ідеї, що лежать в основі квантових генераторів і підсилювачів;
– характеристики різних типів лазерних активних середовищ;
– системи збудження активних середовищ;
– механізми створення інверсної заселеності рівнів;
– елементи дифракційної теорії оптичних резонаторів;
– конструктивні особливості лазерів різних типів;
– енергетичні характеристики лазерних установок різних типів;
– параметри часової та просторової когерентності;
– характеристики лазерів з керованою добротністю;
– лазери для голографії;
– лазери для техніки, медицини та ін.;
– основні положення техніки безпеки при роботі з лазерними установками;
– фізичні основи явищ нелінійної оптики;
– нелінійно-оптичні кристали: симетрійний і технологічний аспект;
– принципи класифікації явищ нелінійної оптики;
– фізичні механізми нелінійно-оптичних явищ генерації гармонік, вимушеного комбінаційного розсіювання, самофокусування, двофотонного поглинання тощо.
вміти:
– розраховувати питому інверсійність активних середовищ твердотільних лазерів;
– здійснювати діагностику лазерних активних середовищ;
– розраховувати ефективності оптичних освітлювачів;
– застосовувати основні прийоми юстування резонаторів, оцінки їх якості та добротності;
– розраховувати оптичні параметри багатошарових лазерних дзеркал;
– аналізувати модову структуру генерації;
– здійснювати селекцію мод;
– застосовувати методи стабілізації роботи лазерів;
– досліджувати пічкову структуру генерації;
– здійснювати Q-модуляцію;
– оптимально вибирати тип серійного лазера для поставленої мети;
– розраховувати конструктивні параметри імпульсних твердотільних лазерів;
– вимірювати енергетичні характериститки лазерів;
– вимірювати кути розбіжності лазерного випромінювання;
– визначати ступінь когерентності;
– здійснювати юстування лазерних систем з підсилювачами;
– охарактеризувати структурні та симетрійні особливості високоефективних нелінійно-оптичних матеріалів.

Рекомендована література

Методичне забезпечення

1. Довгий Я.О. Лазерний практикум: навч. посібник / Я.О. Довгий. – Львів: Видавничий центр ЛНУ ім. Івана Франка, 2004. – 210 с.

Рекомендована література

Базова
1. Білий М.У. Основи нелінійної оптики та її застосування: навч. посібник / М.У. Білий. – К.: Видавничий центр „Київський Університет”, 1999. – 172 с.
2. Байбородин Ю.В. Основы лазерной техники / Ю.В. Байбородин. – К.: Вища школа, 1988. – 383 с.
3. Григорук В.І. Лазерна фізика: підруч. для студ. вищ. навч. закл. / В.І. Григорук, П.А. Ко¬ротков, А.І. Хижняк. – 2-е вид. – К.: МП Леся, 1999. – 526 с.
4. Довгий Я.О. Електронна будова і оптика нелінійних кристалів / Я.О. Довгий, І.В. Кітик. – Львів: Світ, 1996. – 176 с.
5. Звелто О. Принципы лазеров. / О. Звелто; пер. с англ. под науч. ред. Т.А Шмаонова. – 4-е изд. – СПб.: Лань, 2008. – 720 с.
6. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике / Н.В. Карлов. – М.: Наука, 1988. – 336 с.
7. Качмарек Ф. Введение в физику лазеров / Ф. Качмарек; пер. с польск. В.Д. Новикова. – М.: Мир, 1980. – 540 с.
8. Милославский В.К. Нелинейная оптика: учебн. пособие / В.К. Милославский. – Харьков: ХНУ, 2008. – 312 с.
9. Ярив А. Квантовая электроника / А. Ярив; пер. с англ.; ред. Я.И. Ханин. – 2-е изд. – М.: Сов. радио, 1980. – 488 с.
Допоміжна
1. Дмитриев В.Г. Прикладная нелинейная оптика / В.Г. Дмитриев, Л.В. Та¬расов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Физматлит, 2004. – 512 с.
2. Бруннер В. Справочник по лазерной технике / В. Бруннер; пер. с нем. В.Н. Белоусова; под ред. А.П. Напартовича; – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 544 с.
3. Цернике Ф. Прикладная нелинейная оптика / Ф. Цернике, Дж. Мидвинтер; пер. с англ. – М.: Мир, 1976. – 262 с.

Інформаційні ресурси

1. Щомісячний журнал „Квантовая электроника”.
2. Матеріали з Інтернету.

Матеріали

Програма навчальної дисципліни

Змістовий модуль 1.
Фізичні основи квантової електроніки.
Основні прилади квантової електроніки

Тема 1. Вступ
Тема 2. Фізичні основи квантової електроніки
Тема 3. Фізичні основи лазерів

Змістовий модуль 2.
Лазери

Тема 4. Активні середовища лазерів
Тема 5. Системи збудження в різних типах лазерів
Тема 6. Оптичні резонатори
Тема 7. Властивості лазерного випромінювання
Тема 8. Лазери з керованою добротністю. Оптичні підсилювачі

Змістовий модуль 3.
Явища нелінійної оптики

Тема 9. Фізичні основи і класифікація явищ нелінійної оптики
Тема 10. Огляд найважливіших нелінійно-оптичних ефектів