Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Lasery - kurs podstawowy
Koordynator przedmiotu:
Paweł SZCZEPAŃSKI
Status przedmiotu:
Fakultatywny dowolnego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Elektronika
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne
Kod przedmiotu:
LKP
Semestr nominalny:
7 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
92
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Limit liczby studentów:
45
Cel przedmiotu:
- ukształtowanie wśród studentów zrozumienia zasady działania lasera, podstaw fizycznych zjawisk towarzyszących generacji promieniowania laserowego oraz zasad podstawowych technik laserowych - ukształtowanie podstawowych umiejętności z zakresu projektowania struktur laserowych, przeprowadzania pomiarów parametrów determinujących akcję laserową oraz stosowania podstawowych technik laserowych
Treści kształcenia:
Zjawiska podstawowe: oddziaływanie fali elektromagnetycznej z atomem dwupoziomowym - zjawisko absorpcji, emisji spontanicznej i emisji wymuszonej. Pojęcie inwersji obsadzeń: warunki uzyskania wzmocnienia w układach kwantowych, metody uzyskania inwersji obsadzeń w ośrodkach gazowych, cieczach i ośrodkach ciała stałego, zjawisko nasycenia wzmocnienia i nasycenia absorpcji. Oddziaływanie fali elektromagnetycznej. z układem atomów: zagadnienie szerokości linii widmowej - poszerzenie naturalne. Jednorodne i niejednorodne poszerzenie linii. Rezonatory optyczne: wewnętrzny efekt interferometru Fabry-Perot, pojęcie modu rezonatora - mody wyższych rzędów. Warunki stabilności rezonatora - macierze ABCD. Formowanie wiązki gaussowskiej - rola rezonatora w tworzeniu wiązki gaussowskiej, rozbieżność kątowa wiązki. Warunki generacji wiązki laserowej: pojęcie progu akcji laserowej. Praca ciągła i impulsowa przy pobudzaniu ciągłym i impulsowym. Praca jednomodowa i wielomodowa - pojęcie optymalnej transmisji zwierciadła wyjściowego. Generacja z komutacją dobroci rezonatora, synchronizacja modów
Metody oceny:
Egzamin pisemny na koniec semestru, kolokwium z projektu, rozwiązywanie zadań na zajęciach projektowych, zadania do samodzielnego rozwiązania, kolokwia laboratoryjne, raporty z cwiczeń laboratoryjnych.
Egzamin:
tak
Literatura:
F. Kaczmarek, Podstawy działania laserów, WNT Warszawa 1983. A. Kujawski i P. Szczepański, Lasery podstawy fizyczne, WPW Warszawa 1999. K. Shimoda, Wstęp do fizyki laserów, PWN Warszawa P. W. Milonni i J. H. Eberly, Lasers, John Wiley&Sons 1988 A. E. Siegman, Lasers, University Science Books 1986
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka LKP_W01
na temat oddziaływania fali e.m. z ośrodkiem aktywnym
Weryfikacja: egzamin, kolokwium, zadania do samodzielnego rozwiązania
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka LKP_W02
na temat sposobów uzyskiwania wzmocnienia w różnego typu ośrodków aktywnych
Weryfikacja: egzamin, kolokwium, zadania do samodzielnego rozwiązania
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka LKP_W03
na temat podstawowych zagadnień dotyczących akcji laserowej (tj. próg akcji laserowej, praca ciągła – nasycenie wzmocnienia i praca impulsowa – impulsy gigantyczne oraz superkrótkie impulsy, praca jedno- i wieloczęstotliwościowa – konkurencja międzymodowa)
Weryfikacja: egzamin, kolokwium, zadania do samodzielnego rozwiązania
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka LKP_W04
z teorii rezonatorów optycznych stosowanych w technice laserowej (rezonatory otwarte i falowodowe)
Weryfikacja: egzamin, kolokwium, zadania do samodzielnego rozwiązania
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka LKP_W05
z podstawowych technik laserowych wykorzystywanych do uzyskania pracy jednoczęstotliwościowej, impulsów gigantycznych oraz superkrótkich impulsów
Weryfikacja: egzamin, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka LKP_U01
sformułować warunki uzyskania wzmocnienia fali e.m. w trój- i czteropoziomowych układach kwantowych oraz opisać metody uzyskiwania inwersji obsadzeń w ośrodkach gazowych, cieczach oraz w ośrodkach ciała stałego
Weryfikacja: egzamin, kolokwium, zadania do samodzielnego rozwiązania
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U03, K_U04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka LKP_U02
opisać mechanizmy prowadzące do poszerzenia krzywej wzmocnienia ośrodka aktywnego, identyfikować typy poszerzenia oraz opisać efekty oddziaływania fali e.m. z ośrodkami o rożnych typach poszerzenia krzywej wzmocnienia
Weryfikacja: egzamin, kolokwium, zadania do samodzielnego rozwiązania
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U03, K_U04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka LKP_U03
sformułować warunki generacji na progu akcji laserowej oraz opisać akcję laserową ponad progiem generacji w przypadku pracy ciągłej oraz impulsowej (generacja impulsów gigantycznych oraz superkrótkich)
Weryfikacja: egzamin, raport z laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U03, K_U04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka LKP_U04
określić strukturę modową w rezonatorach rożnego typu oraz zaprojektować prosty rezonator optyczny o pożądanych własnościach
Weryfikacja: egzamin, kolokwium, zadania do samodzielnego rozwiązania, raport z laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U03, K_U04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka LKP_U05
opisać podstawowe techniki laserowe wykorzystywane do uzyskania pracy jednoczęstotliwościowej
Weryfikacja: egzamin, raport z laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U03, K_U04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka LKP_U06
zmierzyć parametry ośrodka aktywnego lasera He-Ne mające zasadniczy wpływ na moc wyjściową i widmo promieniowania lasera
Weryfikacja: raport z laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U03, K_U04, K_U20
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka LKP_U07
zmierzyć charakterystykę widmową lasera półprzewodnikowego i wyznaczyć na jej podstawie długość rezonatora F-P oraz szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika
Weryfikacja: raport z laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U03, K_U04, K_U20
Powiązane charakterystyki obszarowe: