Учебная программа Дисциплины 04 «Физика твердотельных лазеров» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний Новгород 2011 г

скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Радиофизический факультет

Кафедра квантовой радиофизики

УТВЕРЖДАЮ

Декан радиофизического факультета

____________________Якимов А.В.

«18» мая 2011 г.

Учебная программа

Дисциплины М2.В1.04 «Физика твердотельных лазеров»

по направлению 011800 «Радиофизика»

Нижний Новгород

2011 г.

1. Цели и задачи дисциплины

Дисциплина базируется на знаниях студентов, приобретенных в курсах общей физики, полупроводниковой электроники, электродинамики и квантовой электроники.

Цель курса - сформировать у студентов основные представления о физике твердотельных и полупроводниковых лазеров, методах построения твердотельных лазеров с диодной накачкой. Рассматриваются основные элементы лазера: активная среда, системы оптической накачки, оптический резонатор.

2. ^ Место дисциплины в структуре магистерской программы

Дисциплина «Физика твердотельных лазеров» относится к дисциплинам по выбору студента вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы по направлению 011800 «Радиофизика».

3. ^ Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:

способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, защиты государственной тайны (ОК-l0);
способность к свободному владению знаниями фундаментальных разделов физики и радиофизики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своим профилем подготовки) (ПК-1);
способность к свободному владению профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, использованию современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки (ПК-2);
способность использовать в своей научно-исследовательской деятельности знание современных проблем и новейших достижений физики и радиофизики (ПК-3);
способность самостоятельно ставить научные задачи в области физики и радиофизики (в соответствии с профилем подготовки) и решать их с использованием современного оборудования и новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-4).

В результате изучения студенты должны:

Знать - основные характеристики и функциональное назначение активной среды, накачки, резонатора, динамику процессов в лазере.

Уметь - проводить оценки основных параметров твердотельных лазеров с диодной накачкой (усиления, величины порога накачки, оптимальной связи резонатора с внешней средой, ширины спектра генерации, КПД).

Пользоваться - современной научно-технической информацией по квантовой и оптической электронике.

Иметь представление (навыки) об уровне развития современной лазерной техники.

4.^ Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.

Виды учебной работы	Всего часов	Семестры
^ Общая трудоемкость дисциплины	72	9
Аудиторные занятия	32	32
Лекции	32	32
Практические занятия (ПЗ)	0	0
Семинары (С)	0	0
Лабораторные работы (ЛР)	0	0
Другие виды аудиторных занятий	0	0
Самостоятельная работа	40	40
Курсовой проект (работа)	0	0
Расчетно-графическая работа	0	0
Реферат	0	0
Другие виды самостоятельной работы	0	0
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	зачет	зачет

5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№п/п	Раздел дисциплины	Лекции	ПЗ (или С)	ЛР
1	Введение	2
2	Активные среды твердотельных лазеров	6
3	Оптическая накачка	6
4	Лазерные резонаторы	18

5.1. Содержание разделов дисциплины

^ I. Введение.

II. Активные среды твердотельных лазеров.

Понятие матрицы и активных центров (ионов). Диаграмма энергетических уровней. Трех- и четырехуровневые активные среды. Взаимодействие матрицы и ионов, безызлучательная релаксация. Межионное взаимодействие, ап-конверсия, кросс-релаксация. Основные характеристики лазерных кристаллов. Редкоземельные элементы, элементы группы железа. Спектральные характеристики кристаллов, допированных ионами Nd, Yb, Tm, Ho, Cr, Ti..

^ III. Оптическая накачка.

Введение. Ламповая накачка. Спектральные характеристики. Методы ввода и излучения накачки. КПД. Полупроводниковые лазеры. Принцип работы и основные характеристики. Методы управления спектральными характеристиками. КПД. Диодные линейки и матрицы. Методы ввода излучения полупроводниковых лазеров в активные элементы. Продольная и поперечная.

^ IV. Оптические резонаторы.

Введение. Понятие резонатора. Моды резонатора, продольные, поперечные. Устойчивость резонатора. Влияние наводимых в активных средах линз на характеристики резонатора. Согласование параметров резонатора с областью накачки. Схемы резонаторов с продольной и поперечной накачкой.

6. Лабораторный практикум

Не предусмотрен.

7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

7.1. Рекомендуемая литература.

а) основная литература:

Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. М. Радио и связь, 1981, 440 стр.
Ханин Я.И. Динамика квантовых генераторов.(Квантовая радиофизика. Т.2). М. Сов. Радио, 1975, 496 стр.
Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике. М. Наука, 1988, 336.
Ярив А. Квантовая электроника. М. Сов. Радио, 1980, 488. стр.

б) дополнительная литература:

Звелто О. Физика лазеров. М. Мир, 1984, 395 стр.
Ищенко Е.Ф., Климков Ю.М. Оптические квантовые генераторы. М. Сов. Радио, 1968, 468 стр.
Зверев Г.М., Голяев Ю.Д. Лазеры на кристаллах и их применение. М.: Радио и связь, 1994, 311 cтр.

8. Вопросы для контроля

Основные характеристики лазерных кристаллов.
Ион-фононное взаимодействие. Безызлучательная релаклация.
Межионное взаимодействие. Ап-конверсия. Кросс-релаксация.
Диаграмма энергетических уровней. Трех- и четырехуровневые схемы накачки.
Редкоземельные элементы. Элементы группы железа. Спектральные характеристики кристаллов, допированных ионами Nd, Yb, Tm, Ho, Cr, Ti.
Ламповая накачка. Спектральные характеристики. Методы ввода и излучения накачки. КПД.
Полупроводниковые лазеры. Принцип работы и основные характеристики.
Методы управления спектральными характеристиками полупроводниковых лазеров.
Методы ввода излучения полупроводниковых лазеров. Продольная и поперечная накачка.
Моды резонатора, устойчивость резонатора.
Наводимые накачкой линзы в активных средах, влияние линз на параметры резонатора.
Влияние согласования мод резонатора с областью накачки на параметры генерации для трех- и четырехуровневых активных сред.

9. ^ Критерии оценок

Зачтено	В целом хорошая подготовка с незначительными ошибками
Не зачтено	Необходима дополнительная подготовка для успешной сдачи зачета

10. ^ Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки

Не предусмотрена.

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению 011800 «Радиофизика».

Автор программы _________________ Савикин А.П.

Программа рассмотрена на заседании кафедры 31 января 2011 г. протокол № 01-11

Заведующий кафедрой ___________________ Андронов А.А.

Программа одобрена методической комиссией факультета 11 апреля 2011 года

протокол № 05/10

Председатель методической комиссии _________________ Мануилов В.Н.

Скачать 77,12 Kb.

оставить комментарий

Дата	08.07.2012
Размер	77,12 Kb.
Тип	Программа дисциплины, Образовательные материалы

Добавить документ в свой блог или на сайт

плохо

не очень плохо

средне

хорошо

отлично

Ваша оценка этого документа будет первой.

Ваша оценка:

Разместите кнопку на своём сайте или блоге:

Загрузка...

База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации