Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2018/2019

Laserová technika

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
17PMP2LT Z,ZK 4 2+1 česky
Přednášející:
Marie Pospíšilová (gar.), Miroslava Vrbová
Cvičící:
Marie Pospíšilová (gar.), Miroslava Vrbová
Předmět zajišťuje:
katedra přírodovědných oborů
Anotace:

Předmět navazuje na úvodní kurz Optika pro biologii a medicínu. Obsahuje úvodní popis fyzikálních principů laserové činnosti. Dále klasifikaci a přehled jednotlivých typů laserů. Náplň cvičení je připravena v přímé návaznosti na přednášky, částečně výpočetní, částečně laboratorní. Součástí programu cvičení jsou také dvě exkurze k profesionálním laserovým systémům. Každý student vypracuje v průběhu semestru cca 4 stránkový popis vybraného (přiděleného) konkrétního typu laseru. Kvalita vypracování tohoto popisu bude započtena do klasifikace u zkoušky.

Požadavky:

Základní znalosti z geometrické a vlnové optiky.

Osnova přednášek:

1. Laser- úvod, základní schéma. Pasivní optický rezonátor. Otevřený rezonátor. Vlastní módy. Vlastní frekvence. Módy podélné a příčné.

2. Relaxační doba rezonátoru (doba života fotonu v rezonátoru). Kvalita r. (činitel jakosti Q). Maticový popis šíření v rezonátoru. Stabilita. Diagram stability.

3. Teorie koherence optického záření. Signál. Náhodný proces. Popis statistických vlastností. Rozdělovací funkce. korelační funkce. Gaussovský náhodný proces. Intenzita záření

4. Gausovský svazek (pas, divergence)..

5. Aktivní prostředí. Soubor kvantových soustav. Interakce záření s kvantovými soustavami. Rezonanční kvantové přechody. Emise spontánní a stimulovaná. Absorpce.

6. Zesilování. Saturace zisku. Aktivní prostředí v optickém rezonátoru. Výstupní výkon. Optimální vazba

7. Dynamika laseru (provoz kontinuální, impulsní). Rychlostní rovnice. Q-spínání. Akusto-optické a elektro-optické modulátory. Q-spínače. pevnolátkové lasery. Generace nanosekundových

8. Spektrální vlastnosti laserového záření a měření stupně koherence. Homogenní a nehomogenní rozšíření spektrální čáry. Selekce příčných a podélných módů. Přelaďování laserů.

9 Generace sledu impulsů metodou synchronizace módů. Generace nanosekundových, pikosekundových a femtosekundových pulsů .

10. Pevnolátkové lasery (rubínový, Nd:YAG, Ti:safír) diodově buzené pevnolátkové lasery

11. Plynové lasery: molekulární, atomové, iontové (CO2 , He-Ne, Argonový), Excimerové lasery.

12. Chemické lasery. Vysokovýkonové lasery kontinuální.

Vysokovýkonové lasery pulsní

13. Polovodičové lasery - princip buzení, výkonové charakteristiky, praktické použití

14. Plazmatické lasery buzené silnoproudým výbojem a - rentgenové lasery.

Osnova cvičení:

1. Exkurse - Lasery na FBMI, zadání referátů

2. Příklady:: Světlo jako elmag. záření, rovinná elektromag. vlna jako řešení vlnové rovnice, , frekvence , vlnová délka polarizace, superpozice vln, odraz vlny..

3. Bezpečnost práce s lasery - Vyhláška, test.

4. Příklady výpočtu - módy podélné a příčné, diagram stability-nestabilní rezonátor

5. Laboratorní cvičení - měření rozložení intenzity v laserovém svazku

6. Početní cvičení - Práh laserové činnosti výpočet šířky spektrální čáry

7. -8. FJFI -Pevnolátkové lasery. Optické buzení. Práh Měření výkonu laseru

9. Spektroskopie a Metody měření slabých signálů. Fotocounting.

10 Pevnolátkové lasery (rubínový, Nd:YAG, Ti:safír) diodově buzené pevnolátkové lasery

11.-12. Exkurse PALS Impulsní vysokovýkonové lasery, - lasery pro inerciální slučování, laserové buzení rtg. laserů

13. Prezentace (ppt) a předání referátů.

14. Zápočtový test. Zápočet.

Cíle studia:
Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Vrbová, M. - Jelínková, H. - Gavrilov, P.: Úvod do laserové techniky. Skriptum ČVUT Praha 1994

[2] Vrbová, M. a kol.: Oborová encyklopedie Lasery a moderní optika. Prometheus. Praha 1994

[3] Webová aplikace http://xuv.fbmi.cvut.cz/prsk

[4] Saleh, B.E.A - Teich, M.C.: Základy fotoniky - Svazek 2 a 3, Matfyzpress Praha 1994 ISBN 80-85863-00-6

Doporučená literatura:

[5] Svelto O.: Pronciples of Llasers, 4-th edision, Plenum Press 1998

Poznámka:
Rozvrh na zimní semestr 2018/2019:
Rozvrh není připraven
Rozvrh na letní semestr 2018/2019:
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
místnost KL:B-326
Pospíšilová M.
Vrbová M.

12:00–13:50
(přednášková par. 1)
Kladno FBMI
Učebna
místnost KL:B-326
Pospíšilová M.
Vrbová M.

14:00–15:50
SUDÝ TÝDEN

(přednášková par. 1
paralelka 1)

Kladno FBMI
Učebna
St
Čt

Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 23. 3. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet4716406.html