Хорариум:
30 + 0 + 45 = 75 часа
Кредити (ECTS): 6,0
Лектор: проф. дфзн Александър Драйшу
Анотация:
Курсът е едносеместриален, с хорариум от 2 часа лекции и 3 часа практикум седмично или общо 75 часа. Задължителен е за студентите от БС “Фотоника и лазерна физика” и е изборен за всички други бакалавърски специалности.
Курсът е естествено продължение на курса “Лазерна физика: основи”. Тук подробно се разглеждат особеностите, принципите на работа, физичните процеси, конструкцията и свойствата на основните видове лазери.
Голяма част от изложението е подкрепено с практически упражнения, свързани с изучаване на действието и измерване на характеристиките на някои от основните видове лазери.
Материалът е изложен в следните основни раздели:
- твърдотелни лазери;
- полупроводникови лазери;
- лазери с органични багрила и течна работна среда;
- газови лазери с неутрални атоми, с непрекъснато и импулсно действие;
- газови лазери с йони;
- газови лазери с молекули, използващи вибрационни преходи, с непрекъснато и импулсно действие;
- газови лазери с молекули, използващи електронни преходи, с импулсно действие;
- методи за измерване на характеристиките на лазерното лъчение.
Първият раздел запознава с най-разпространените твърдотелни лазери: рубинов лазер, неодимови лазери, вибронни лазери и лазери с цветни центрове.
Полупроводниковете лазери са разгледани отделно във Втори раздел.
В Трети раздел се излагат газовите лазери с неутрални атоми, с непрекъснато и импулсно действие: хелиево-неонов лазер, лазери с пари на медта и златото.
В Четвърти са представени лазерите с йони: аргонов, криптонов, хелиево-селенов и хелиево-кадмиев лазери.
Пети раздел се занимава основно с газовите лазери с молекули и вибрационни преходи, с непрекъснато действие: лазер с въглероден диоксид и лазер с въглероден оксид.
С особеностите на горните лазери, но при работа в импулсен режим запознава Шести раздел.
Седми раздел е посветен на газовите лазери с молекули, използващи електронни преходи и с импулсно действие: водороден лазер, азотен лазер и ексимерни лазери.
В последния раздел накратко се изброяват методите за измерване на характеристиките на лазерното лъчение.
Курсът е подходящ за онези, за които използването на лазери в една или друга област ще бъде от значение.
При изпита студентът развива писмено две теми, след което излага устно написаното. В зависимост от представянето се поставят от два до пет допълнителни въпроса, на които студентът отговаря устно. Отчитайки резултатите от практикума, оценката се поставя въз основа на следните критерии:
- 3 - при овладяване единствено на главните физични идеи;
- 4 - при овладяване на основните физични идеи и добро познаване на съществената част от фактологичния материал;
- 5 - при овладяване на основните физични идеи,и много добро познаване на фактологичния материали решена задача;
- 6 - при овладяване на основните физични идеи, отлично познаване на фактологичния материал, решена задача и правилни отговори на допълнителните въпроси.
Предварителни изисквания:
Изслушани курсове по: Математически анализ / Математика, Математични методи на физиката, Обща физика
Програма на курса:
- Твърдотелни лазери. Общи особености. Конструкция: работна среда, източници за възбуждане, системи за възбуждане. Рубинов лазер. Неодимови лазери. (3 уч.часа)
- Вибронни лазери. Особености на работната среда. Квантово-механична система. Лазер с александрит. Други вибронни лазери. (2 уч.часа)
- Лазери с цветни центри. Особености. Работна среда. Квантово-механична система. Конструкция. Свойства. (2 уч.часа)
- Полупроводникови лазери. Основни видове. Инжекционни лазери с p-n преход. Структура на енергетичните състояния и инверсна населеност. Характеристики. (2 уч.часа)
- Лазери с органични багрила. Общи особености. Свойства на органичните багрила: квантово-механична система, видове преходи, спектри на поглъщане и луминесценция. Лазери с органични багрила: работна среда, работни преходи, възбуждане. Методи за пренастройка. (3 уч.часа)
- Газови лазери с неутрални атоми. Особености: общи особености, особености при възбуждане с газов разряд. Хелиево-неонов лазер. Лазери с неутрални атоми на метални пари. Йоден лазер. (2 уч.часа)
- Йонни газови лазери. Общи особености. Аргонов лазер: квантово-механична система, спектър на генерация и форма на спектралната линия, процеси на възбуждане, конструкции. Криптонов лазер. Йонни лазери с метални пари: хелиево-кадмиев лазер, хелиево-селенов лазер. (3 уч.часа)
- Молекулни газови лазери. Структура на енергетичните състояния на молекулите и видове преходи. Лазер с въглероден диоксид: енергетични състояния, спектрални линии, процеси на възбуждане и релаксация. (3 уч.часа)
- Видове лазери с въглероден диоксид. Лазери с надлъжен разряд и бавен проток. Отпоени лазери с надлъжен разряд. Вълноводни лазери. Лазери с бърз проток. Лазери с високочестотно възбуждане. ТЕА лазери. Газодинамичен лазер с въглероден диоксид. (2 уч.часа)
- Лазери с въглероден оксид. Общи особености. Квантово-механична система. Процеси на възбуждане. Процес на генерация. Конструкция. (2 уч.часа)
- Химични лазери. Общи особености. Методи за възбуждане и квантово-механична система. Флуороводороден лазер. Други химични лазери. (2 уч.часа)
- Молекулни газови лазери с електронни преходи. Общи особености. Водороден лазер. Азотен лазер. Ексимерни лазери. (2 уч.часа)
- Измерване на параметрите на лазерното лъчение. Измерване на енергетичните характеристики. Измерване на спектралните характеристики. Измерване на времевите характеристики. Измерване на параметрите на светлинния сноп. (2 уч.часа)
Практически упражнения:
- Измерване на качеството на оптични елементи, прилагани в лазерната техника. (6 уч.часа)
- Хелий-неонов лазер с външен резонатор. Изследване на параметрите. Контрол на модовата структура. (6 уч.часа)
- Рубинов лазер в режим на свободна генерация. (6 уч.часа)
- Неодимов лазер в режим на свободна генерация и в режим на модулация на доброкачествеността на резонатора. ( 6уч.часа)
- Холография. (6 уч.часа)
- Изследване на характеристиките на полупроводников лазер. (6 уч.часа)
- Контрол на качеството на лазерен сноп извън резонатора – пространствена филтрация и конверсия на модовете. (6 уч.часа)
- Защита на протоколи от упражненията (3 уч.часа)
Формата на контрол е изпит
Основна литература:
- O. Svelto, “Principles of Lasers”, 5th Ed, Springer (2002).
- A. E.Siegman, “Lasers”, University Science Books, MillValey, California CA94941.
- Ф. Качмарек, “Введение в физику лазеров”, Мир, Москва (1981).
- W. Koechner, “Solid State Laser Engineering”, 6th Ed, Springer (2005).
- Г. Георгиев, С. Салтиел, "Практикум по квантова електроника и лазерна техника", Изд. на СУ "Св.Кл.Охридски" (1993), II издание (2004).
Допълнителна литература:
- М. Ненчев, С. Салтиел, "Лазерна техника", Изд. "Наука и изкуство" и Изд. на СУ "Св.Кл.Охридски" (1994).
- Л. В. Тарасов, “Физические основы квантовой электроники”, Советское радио, Москва (1976).
- Н. В. Карлов, “Лекции по квантовой электронике”, Наука, Москва (1988).
Съставил програмата: доц. д-р Иван Хълтъков
14.01.2013 г.
Вашите коментари изпращайте
тук
2020-11-26
