دوره کارشناسی: لیزر و کاربردها

دوره کارشناسی: لیزر و کاربردها

تدریس فیزیک لیزر با خانم مهندس شکوفه ساتری

لیزر در حال حاضر در بسیاری از جنبه های زندگی روزمره رایج است، به عنوان مثال. در بارکدخوان ها، جراحی چشم، ارتباطات نوری، پردازش صنعتی، طیف سنجی و بسیاری از کاربردهای علوم زیستی. این دوره با مروری بر فیزیک اساسی حفره های نوری و انتشار خود به خودی/تحریکی از مواد منتهی به تقویت کننده های لیزری و نوسانگرها شروع می شود. نمونه‌هایی از لیزرهای گاز اتمی، یونی و مولکولی شامل سیستم‌هایی برای عملکرد موج پیوسته و پرتو پالسی ارائه شده‌اند. خواص نوری حفره های لیزر و اپتیک پرتو گاوسی مورد بحث قرار می گیرد. جزء پایانی این دوره یک مقاله مروری کوتاه در مورد کاربرد لیزر است.

سرفصل های درس فیزیک لیزر  مطرح شده در این دوره عبارتند از:

1) مقدمه: نحوه تولید نور، طرح کلی و نیاز به لیزر، البته دامنه.

2) برهمکنش تابش EM با ماده: سیستم دو سطحی، خطوط طیفی، طول عمر محدود، اثرات داپلر، فرآیندهای جذب و فروپاشی، انتشار خود به خود و تحریک شده.

3) معیارهای تقویت: شرایط تقویت، شکل های خط لورنتسی، خطوط گاوسی، مدل حفره ساده.

4) حفره Fabry-Pero: اپتیک حفره Fabry-Pero، استفاده از لیزر از Fabry-Pero، شرایط بهره لیزر، حالت های لیزر، گسترش همگن، گسترش ناهمگن، کنترل مدها، نمونه هایی از لیزرها.

5) لیزر چهار سطح: معادلات نرخ چهار سطح، مشخصات بهره چهار سطح، لیزر همگن ساده، رفتار و توان خروجی، شرایط خروجی بهینه، لیزر ناهمگن.

6) حالت های لیزری و قفل حالت: ویژگی های یک حالت، لیزر چند حالته، سیستم دو حالته، قفل حالت در لیزر چند حالته، قفل حالت لیزر واقعی، قفل حالت فعال، قفل حالت غیرفعال، لنز کر.

7) لیزرهای گازی: عملکرد و ویژگی های لیزر He-Ne و لیزر یون آرگون. خلاصه سایر لیزرهای گازی

8) لیزرهای حالت جامد: رسانه های لیزری و نقش فونون ها. لیزر تیتانیوم یاقوت کبود؛ لیزر نئودیمیم YAG و شیشه. سوئیچینگ کیو.

9) پایداری حفره: شرایط پایداری لیزر و حفره های لیزری عملی.

10) پرتوهای گاوسی: پتانسیل های اسکالر، حل موج صفحه در حفره نوری، حل گاوسی، زاویه واگرایی و پارامترهای پرتو، کمر و ناحیه ریلی، پرتوهای گاوسی در حفره ها، حالت های مرتبه بالاتر و اپتیک پایه پرتوهای گاوسی.