Fizika, matematika, optika

A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

Megismertetni a hallgatókkal napjaink egyre elterjedtebben használt fényforrásának működési alapjait, a lézernyaláb tulajdonságait és a felhasználások széles körét.

Előadások tematikája:

• LASER betűszó, indukált emisszió (A. Einstein), lézerek megvalósításának nehézségei és különleges tulajdonságaik, fontos mérföldkövek a lézerek történetében.
• Fény és anyag kölcsönhatásának fenomenologikus tárgyalása, spontán emisszió, abszorpció, indukált emisszió, vonalkiszélesedések.
• Koherens optikai erősítő létesítése (mérleg-egyenletek, inverziósűrűség telítődése).
• Gerjesztési módok a gyakorlatban (optikai és elektromos). Példák: szilárdtest lézerek (Nd:YAG) gerjesztése lámpával és lézerdiódával, gázkisülések (He-Ne, Ar⁺, CO₂), folyadék (festék) lézerek gerjesztése.
• Az erősítés telítődése. Inhomogén és homogén erősítésű közegek eltérő tulajdonságai. Kisjelű erősítés és telítődő abszorbens.
• Visszacsatoló rendszer: optikai rezonátor jellemzői, rezonátor-módusok frekvenciájának meghatározása. Módusok téreloszlása konfokális rezonátorban. Rezonátorok stabilitása.
• TEM₀₀ alapmódus tulajdonságai: intenzitás-eloszlás, teljesítmény mérésének hibája, divergencia, fókuszmélység. Nyalábparaméterek meghatározása. Gauss-nyaláb terjedése optikai rendszerben.
• Lézerműködés feltételei: erősítés és fázisfeltétel. Küszöb-inverziósűrűség. Lézermódusok frekvenciája. Lézerteljesítmény. Működési sávszélesség homogén és inhomogén közegekben. Sávszélesség csökkentésének lehetőségei.
• Impulzusüzemű lézerműködés. Belső és külső moduláció. Erősítés és Q-kapcsolás, móduscsatolás.
• Félvezetőlézerek. Direkt sávszerkezetű félvezető anyagok. Gerjesztés: nyitóirányban előfeszített p-n átmenet. Lézerdiódák tulajdonságai: teljesítmény-áram karakterisztika, divergencia, spektrális tulajdonságok, hőmérsékletfüggés.

 Hallgatói előadások témái:

• Ipari lézeralkalmazások.
• Fénytávközlés, optikai adattárolás, nyomtatás.
• Méréstechnikai alkalmazások.
• Orvosi lézeralkalmazások.
• Lézerrel indított fúzió.
• Katonai alkalmazások.
•  Ajánlott cikk feldolgozása.

Előadás

a.       A szorgalmi időszakban: zárthelyi a 12. héten órarendi időben, valamint házi feladat: egy választott publikáció feldolgozása, vagy egy választott lézeralkalmazás bemutatása (írásos anyag 60%, előadás 40%) a 13. vagy 14. héten az előzetes beosztás szerint.

b.       A vizsgaidőszakban: -

c.              Elővizsga: -

A zárthelyi pótlása a 13. héten órarenden kívül.

Térítés ellenében a sikertelen ZH egyszer javítható (pótlási héten) és a HF írásbeli része pótolható.

Oktatóval előre egyeztetett időpontban igény szerint.

Bevezetés a modern optikába, III. kötet (050393 számú jegyzet)

Svelto: Principles of lasers

Tanszéki honlapról letölthető segédanyag (www.fat.bme.hu)