Нелінійна оптика і лазерна фізика (Фізика та астрономія)

Тип: Нормативний

Кафедра: фізики твердого тіла

Навчальний план

СеместрКредитиЗвітність
113Іспит

Лекції

СеместрК-сть годинЛекторГрупа(и)
1116Кулик Б. Я.ФзТм-51м

Лабораторні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
1116ФзТм-51мКулик Б. Я.

Практичні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
1

Опис навчальної дисципліни

Мета: ознайомлення з фізичними основами лазерної фізики 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 лазерної фізики і нелінійної оптики, систематичний огляд найновіших експериментальних даних з даного предмета.

В результаті вивчення даного курсу студент повинен

     знати:

  • історію виникнення квантової електроніки (лазерної фізики);
  • 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;
  • основні положення техніки безпеки при роботі з лазерними установками;
  • фізичні основи явищ нелінійної оптики;
  • нелінійно-оптичні кристали: симетрійні і технологічні аспекти;
  • принципи класифікації явищ нелінійної оптики;
  • фізичні механізми нелінійно-оптичних явищ генерації гармонік, вимушеного комбі­наційного розсіювання, самофокусування, двофотонного поглинання тощо.
  • основні методи теоретичних розрахунків зонних структур кристалів;
  • експериментальні оптико-спектральні методи визначення параметрів енергетичної структури кристалів;
  • конкретно орієнтуватися щодо величин нелінійних параметрів типових високоефек­тивних нелінійних матеріалів для перетворювачів лазерного випромінювання;
  • залежність нелінійних сприйнятливостей від природи хімічних зв’язків у кристалах.

     вміти:

  • розраховувати питому інверсійність активних середовищ твердотільних лазерів;
  • 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;
  • здійснювати Q-модуляцію;
  • оптимально вибирати тип серійного лазера для поставленої мети;
  • розраховувати конструктивні параметри імпульсних твердотільних лазерів;
  • вимірювати енергетичні характеристики лазерів;
  • вимірювати кути розбіжності лазерного випромінювання;
  • визначати ступінь когерентності;
  • охарактеризувати структурні та симетрійні особливості високоефективних нелінійно-оптичних матеріалів.
  • експериментально визначати нелінійні коефіцієнти методом генерації другої гармоніки, кути фазового синхронізму та вікна прозорості нелінійних кристалів;
  • здійснювати теоретичну оцінку величин нелінійних параметрів за параметрами енергетичної зонної структури на основі різних модельних підходів;
  • визначати оптико-спектральним методом параметри лінійних і нелінійних ефективних осциляторів;
  • прогнозувати шляхи покращення параметрів нелінійних матеріалів методом заміни компонентів сполук, зміни концентрації твердих розчинів, радіаційної обробки тощо.

 

Рекомендована література

Базова

1.        Звелто О. Принцип  лазеров. М.: “Мир”, 1984. – 408 с.

2.        Білий М.У. Основи нелінійної оптики та її застосування. Навч. посібник. К.: Вид. центр “Київський Університет”, 1999. – 172 с.

3.        Boyd R.W. Nonlinear Optics / R.W. Boyd. – Academic Press, 2008, – 613 p.

4.        Байбородин Ю.В. Основы лазерной техники. К.: “Вища школа”, 1988. – 383 с.

5.        Григорук В.І., Коротков П.А., Хижняк А.І. Лазерна фізика. К., 1997. – 480 с.

6.        Довгий Я.О., Кітик І.В. Електронна будова і оптика нелінійних кристалів. Львів: “Світ”, 1996. – 176 с.

7.        Карлов Н.В. Лекции по квантовой  электронике. М.: “Наука”, 1988. – 336 с.

8.        Качмарек Ф. Введение в физику лазеров. М.: “Мир”, 1981. – 540 с.

9.        Милославский В.К. Нелинейная оптика. Х.: Вид. центр ХНУ, 2008. – 312 с.

10.    Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики. М.: „Мир”, 1989. – 560 с.

11.    Ярив А. Квантовая  электроника и нелинейная оптика. Перевод с англ. М.: “Сов. радио”, 1973. – 456 с.

 

Допоміжна

  1. Дмитриев В.Г., Тарасов Л.В. Прикладная нелинейная оптика. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: “Физматлит”, 2004. – 512 с.
  2. Справочник по лазерной технике. Перевод с нем. М.: “Энергоатомиздат”, 1991. – 544 с.
  3. Цернике Ф., Мидвинтер Дж. Прикладная нелинейная оптика. М.: “Мир”, 1976. – 262 с.

 Інформаційні ресурси

  1. http://www.wikipedia.org
  2. Щомісячний журнал „Квантовая электроника” (у Львові цей журнал регулярно отримує Наукова бібліотека ім. В.Стефаника ).
  3. Матеріали з Інтернету.

Навчальна програма

Завантажити навчальну програму