Учебна програма на курса
„ЛАЗЕРНА ТЕХНИКА II ЧАСТ“

Хорариум: 45 + 0 + 45 = 90 часа

Лектор: гл. ас. д-р Любомир Стоянов

Анотация: Курсът по Лазерна техника II е едносеместриален, с хорариум от 3 часа лекции и 3 часа практикум седмично или общо 90 часа и е предназначен за студентите от Магистърска програма “Квантова електроника и лазерна техника”. Включени са следните основни раздели:

• Гаусови снопове: матричен подход при описание на разпространението им в многоелементни оптични системи, тънка леща, телескопи.
• Висши Гаусови снопове: приложимост на матричния подход и фокусиране на многомодово лъчение; качество на лазерното лъчение и измерване.
• Яркост на лазера, модова структура: техники за селекция на напречните модове, техники за селекция на надлъжните модове, едночестотен режим работа и стабилизация на честотата на генерация на лазера.
• Методи за управление на параметрите на лазерното лъчение: модулация на светлината, надлъжен и напреченлинеен електрооптичен ефект, модулатори; акусто-оптичен ефект, модулатори; дефлектори на светлинни снопове.
• Генерация на втора хармонична: особености, методи, оптимизиране.

Всички студенти, защитили успешно протоколите на всички лабораторни упражнения, се допускат до изпит. Оценката се формира на изпита, на който всеки студент развива писмено 2 въпроса и решава числена задача върху преподавания материал. Оценката се уточнява и в зависимост от резултатите от практикума и се отговаря на 2 до 4 допълнителни въпроса. Критериите за оценяване са следните:

• оценка 3 – при вникване в същността на физичните процеси, на връзките между тях и развит само един въпрос;
• оценка 4 – при развит един и частично развит втори въпрос или решена задача, при правилни отговори на допълнителните въпроси;
• оценка 5 – при два развити въпроса, правилни отговори на допълнителните въпроси и решена задача, но с пропуски в изложението на материала;
• оценка 6 – два развити въпроса, пълно и с разбиране излагане на преподавания материал, изчерпателни отговори на допълнителните въпроси и решена задача.

Предварителни изисквания: няма

Съдържание на учебната програма

1. Гаусови снопове – описание. Преминаване на Гаусов сноп през многоелементна оптична система. Фокусиране на Гаусов сноп с тънка леща. (5 уч. часа)
2. Преминване на Гаусов сноп през телескоп. Фокусиране на Гаусов сноп на големи разстояния. Измерване на разходимостта на Гаусов сноп. (4 уч. часа)
3. Фазов фронт, радиус и ъгъл на разходимост на висш Гаусов сноп. Приложимост на лъчевите матрици и фокусиране на многомодово лъчение. Качество на лазерното лъчение и измерване. Избор на оптимална леща за фокусиране на Гаусов сноп. (3 уч. часа)
4. Яркост на лазера и модова структура. Селекция на напречните модове. Техники за селекция на напречните модове. Избор на диафрагма. (3 уч. часа)
5. Селекция на надлъжните модове. Техники за селекция на надлъжните модове. Селекция на надлъжните модове чрез наклонен интерферометър на Фабри-Перо. (6 уч. часа)
6. Едночестотен режим на работа и стабилизация на честотата на генерация на лазера. Едночестотни хелиево-неонови лазери. (3 уч. часа)
7. Модулация на светлината, модулатори и параметри на лазерното лъчение. Линеен електрооптичен ефект – ефект на Покелс. Надлъжен ефект на Покелс. Модулатори с надлъжен ефект на Покелс. (3 уч. часа)
8. Напречен линееен електрооптичен ефект – напречен ефект на Покелс. Модулатори с напречен ефект на Покелс - KDP. Модулатори с напречен ефект на Покелс – LiNbO₃. (3 уч. часа)
9. Модулатори с линеен електрооптични ефект – приложения. Фазов модулатор при лазерите със синхронизация на модовете. Интерферометърът на Мах-Цендер. Регенеративен усилвател на къси импулси. Изглаждане на шумовете при лазери с непрекъснато действие. Отделяне на единичен импулс. (3 уч. часа)
10. Дефлектори. Електро-оптични дефлектори. Aкусто-оптични дефлектори. Други акусто-оптични устройства. (3 уч. часа)
11. Генерация на втора хармонична. Основни уравнения и приближени аналитични решения. Методи за постигане на фазов синхронизъм. Метод, използващ двулъчепречупването на кристала, температурен фазов синхронизъм. Метод на периодичните структури. (3 уч. часа)
12. Оптимизация на генераторите на втора хармонична. Температурна, ъглова и честотна ширина на синхронизъм. Основни изисквания към кристалите, използувани за генерация на втора хармонична. Примери за широко разпространени кристали. (3 уч. часа)

Практически упражнения

1. Техника на безопасност при работа с лазери. Методи за безопасна работа. (3 уч. часа)
2. Генерация на синхронна втора хармонична в кристали с фазов синхронизъм постигнат с двулъчепречупване. (6 уч. часа)
3. Стъпални умножители на честоти. (6 уч. часа)
4. Настройка и изследване на електрооптична клетка на Покелс. (6 уч. часа)
5. Акустооптичен модулатор. (6 уч. часа)
6. Моделиране на разпространението на импулси в оптични влакна. (6 уч. часа)
7. Изчисляване и оптимизиране на лазерни резонатори с използване на матричната оптика за Гаусови снопове: Нестабилни резонатори с Гаусови огледала. (6 уч. часа)
8. Колоквиум. (6 уч. часа)

Формата на контрол е: изпит

Формиране на оценката по дисциплината (% от оценката):

• Практически упражнения - 25%
• Изпит писмен - 75%

Основна литература:

1. М.Ненчев, С.Салтиел, „Лазерна техника“, Изд. „Наука и изкуство“ и Изд. на СУ „Св.Кл.Охридски“ (1994).
2. Г.Георгиев, С.Салтиел, „Практикум по квантова електроника и лазерна техника“, Изд. на СУ „Св.Кл.Охридски“ (1993), II издание (199...).
3. N. Hodgson, H. Weber, “Laser Resonators and Beam Propagation”, Second Edition, Springer (2005).
4. O. Svelto, “Principles of Lasers”, Fourth Edition, Springer (1998).

Допълнителна литература:

1. A.Siegman, “Lasers”, University Science Books, Mill Valley, CA 94941 (1986).
2. W.Koechner, “Solid State Laser Engineering”, Sixth Edition, Springer (2005).
3. Robert W. Boyd, “Nonlinear Optics”, Second Edition, Academic Press, 2003, Elsevier Science (2003).
4. Bahaa E. A. Saleh, Malvin Carl Teich, “Fundamentals of Photonics”, John Wiley & Sons (2007).
5. Amnon Yariv, “Quantum Electronics”, Third Edition, John Wiley & Sons (1989).

11.02.2013 г.

Съставил: доц. д-р Иван Хълтъков

Коментари и предложения изпращайте тук

2025-11-13