Tίτλος του μαθήματος

Αρχές λειτουργίας των Laser
Εργαστηριακές Ασκήσεις Laser

Κωδικός αριθμός μαθήματος

PHC435

Τύπος του μαθήματος

Υποχρεωτικό

Επίπεδο του μαθήματος

Προπτυχιακό

Έτος σπουδών

Τέταρτο

Εξάμηνο

Εβδομο

Πιστωτικές μονάδες ECTS

5

Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων

Παραδόσεις:  Στ. Κουρής, Καθηγητής,
                     Μ. Φακής, Λέκτορας

Εργαστήριο: Στ. Κουρής, Καθηγητής,
                     Μ. Φακής, Λέκτορας,
                     Β. Γιαννέτας, Καθηγητής

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να γνωρίζει

1. Τις βασικές έννοιες σχετικά με την εξαναγκασμένη εκπομπή και την αναστροφή πληθυσμών.

2. Τις βασικές αρχές διεύρυνσης των φασματικών γραμμών.

3. Τις βασικές αρχές λειτουργίας του laser.

4. Τη μονοχρωματικότητα του laser

5. Την παλμική λειτουργία του Laser

6. Τις έννοιες της χωρικής και χρονικής συμφωνίας

7. Τις τεχνικές επίτευξης πολύ στενών παλμών

8. Tις κατηγορίες των ειδών Laser

Δεξιότητες

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες

1. Ικανότητα στο να χειρίζεται και να  συντονίζει ένα laser

2. Ικανότητα στο να χρησιμοποιεί το μετασχηματισμό Fourier στην οπτική.

3. Ικανότητα στο να επιτυγχάνουν την μέγιστη σύζευξη ακτίνας φωτός Laser   με   οπτική ίνα.

4. Ικανότητα στο να μελετούν την σταθερότητα ενός οπτικού αντηχείου.  

Προαπαιτήσεις

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Οι φοιτητές πρέπει να έχουν τουλάχιστον βασική γνώση Φυσικής

Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος

Αρχές λειτουργίας των Laser

1. Εισαγωγικές έννοιες

Αυθόρμητη και εξαναγκασμένη εκπομπή- Αναστροφή πληθυσμών, Απορρόφηση, Διεύρυνση φασματικών γραμμών, Συντελεστής κέρδους.

2. Ενεργειακά επίπεδα και μεταβάσεις –Κορεσμός

Σύστημα δύο, τριών, και τεσσάρων επιπέδων-Κορεσμός κέρδους

3. Λειτουργία του laser

Συνθήκες λειτουργίας ενός Laser, ισχύς εξόδου, Γιγαντοπαλμοί με την τεχνική της μεταβολής του παράγοντα Q, μεταβολή του παράγοντα κέρδους, Ενισχυμένη Αυθόρμητη Εκπομπή (ASE)

4. Οπτικά Αντηχεία

Αντηχείο Fabry-Perot, Διαμήκεις και εγκάρσιοι ρυθμοί στα οπτικά αντηχεία, σταθερότητα οπτικών αντηχείων, έλεγχος των τρόπων ταλάντωσης.

5. Λειτουργία ενός ρυθμού- Συμφωνία.

 Φασματικός συντονισμός του laser και πολυρυθμική ταλάντωση, Fabry Perot Etalon, Λειτουργία σε ένα διαμήκη ρυθμό, Συμφωνία, χωρική και χρονική.

6. Κλείδωμα ρυθμών.

Θεωρητική ανάλυση, Μέθοδοι κλειδώματος ρυθμών, οπτικό φαινόμενο kerr, αυτοδιαμόρφωση φάσης (SPM).

7. Στένεμα παλμών.

Διασπορά της ομαδικής ταχύτητας (GVD),  Συμπίεση παλμού με αλληλεπίδραση της (SPM) με την (GVD), Σολιτόνια, Τεχνικές μέτρησης πολύ στενών παλμών, Ενίσχυση πολύ στενών παλμών.

8. Lasers αερίων και υγρών.

Απαιτήσεις καλής λειτουργίας, Lasers αερίων, Lasers υγρών, lasers χρωστικών.

9. Lasers Στερεών.

Lasers ημιαγωγών, Lasers στερεάς κατάστασής, Lasers οπτικών ινών 

Εργαστηριακές Ασκήσεις Laser

Άσκηση 1:  Laser H_e - N_e

Άσκηση 2:  Σύζευξη Laser H_e - N_e  σε οπτική ίνα

Άσκηση 3:  Μοντελοποίηση οπτικών αντηχείων

Άσκηση 4:  Οπτική Fourier- χωρικά φίλτρα

Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη

«Laser Φυσική και Τεχνολογία» Π Περσεφόνη, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2001

«Αρχες των lasers» O Svelto. Μετάφραση Σεραφετινίδη Κουρούκλη

«Quantum Electronics». Yariv

« An Introduction to Lasers and Masers». A. S. Siegman.

« Optics»  A. Hecht.

«Εργαστηριακές ασκήσεις laser» Β. Γιαννέτα ( Παν/κες σημειώσεις )

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Παραδόσεις με χρήση powerpoint,

Φροντιστήρια με υποδειγματική επίλυση προβλημάτων

Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης

Γίνονται δύο εξεταστικές πρόοδοι, μία στη μέση της υλης και μία στο τέλος.

 Σε περίπτωση αποτυχίας ο φοιτητής προσέρχεται στις εξετάσεις του χειμερινού εξαμήνου

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνικά. Mπορούν όμως να γίνουν οι παραδόσεις στην αγγλική γλώσσα στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το μάθημα.