Kursen behandlar principerna för hur gas- och vätskelasrar men även fasta tillståndets lasrar fungerar. Kursen inleds med en beskrivning av ljus och materia: ljus som en elektromagnetisk våg alternativt som ett flöde av fotoner och materia som atomer, molekyler eller fasta material med en uppsättning enskilda energinivåer eller band av sådana. Med Maxwells ekvationer och vågekvationen som utgångspunkter beskriver kursen hur ljus utbreder sig i vakuum och i medier som karakteriseras av ett brytningsindex. Kursen behandlar atomers och molekylers växelverkan med ljus (absorption, emission och dispersion), Doppler-, kollisions-, och livstidsbreddning (inklusive tillhörande linjeformsmodeller), optisk mättnad, populationsinversion, optisk pumpning, modlåsning och Q-switchning. Huvuddelen av kursen behandlar principer och villkor för lasring där fenomen som förstärkning, tröskelvillkor, effekt och frekvens (t.ex. singelmod gentemot multimod operation) ingår. Vidare ges en beskrivning av ljusets utbredning i laserresonatorer och deras stabilitetsvillkor. Även laserljus med Gaussisk intensitetsprofil och dess utbredning behandlas. Kursen behandlar vissa typer av lasrar i detalj, såväl kontinuerliga som pulsade gas- och vätskelasrar samt fasta tillståndets lasrar. Kursen innehåller obligatoriska experimentella laborationer. Kursen omfattar en teoridel om 6,5 hp och en laborationsdel om 1 hp.
Förväntade studieresultat
För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs:
kunna förklara och ge exempel på hur ljus kan uppträda både som elektromagnetisk strålning och fotoner,
kunna beskriva hur ljus utbreder sig i vakuum och i medier,
kunna redogöra för atomers och molekylers växelverkan med ljus, speciellt absorption, emission och dispersion,
vara förtrogen med begreppet brytningsindex och dess ursprung,
visa kunskap om olika typer av linjebreddningsfenomen och tillhörande linjeformsmodeller,
vara förtrogen med koncept som optisk mättnad, populationsinversion och optisk pumpning,
vara förtrogen med koncept som lasring i tre- och fyrnivåsystem,
kunna redogöra för hur gas- och vätskelasrar samt fasta tillståndets lasrar fungerar,
visa kunskap om begrepp som förstärkning och tröskelvillkor och hur dessa påverkar lasrars emissionsegenskaper, speciellt effekt och frekvens,
vara förtrogen med de villkor som gäller för singelmod emission och tekniker för att uppnå sådan lasring,
kunna redogöra för begreppen modlåsing och Q-switchning,
vara förtrogen med villkoren för stabilitet hos laserresonatorer,
visa kunskap om hur ljus med Gaussisk strålningsprofil utbreder sig i fria rymden och genom linser.
För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
handha lasrar och laserljus,
linjera upp en gaslaser,
karakterisera spatiell (rumslig) profil och utbredning hos laserljus,
karakterisera spektral profil hos laserljus och speciellt lasrars modstruktur.
För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs:
visa medvetenhet om risker och riskabla egenskaper hos laserljus,
kunna samarbeta med andra personer,
kunna reflektera över och värdera sin egen insats vid laborationsarbete.
Behörighetskrav
För tillträde till kursen krävs Kvantmekanik 1 (5FY053, 6 hp) eller motsvarande. En A och Svenska för grundläggande behörighet för högskolestudier om kursen ges på svenska.
Undervisningens upplägg
Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar och handledning vid laborationer. Kursen innehåller obligatoriska experimentella laborationer.
Student som missat eller inte kunnat slutföra ett obligatoriskt utbildningsmoment vid kurstillfället ska beredas möjlighet att slutföra det vid ett senare kurstillfälle. För mer information, se Regler och riktlinjer för betyg och examination, dnr: 500-4-05.
Examination
Kunskapsredovisningen på teoridelen sker normalt i form av ett skriftligt prov vid kursens slut. Vid det avslutande provet sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). Kunskapsredovisningen på laborationsdelen sker normalt i form av muntlig rapportering. På laborationsdelen sätts något av betygen Underkänd (U) och Godkänd (G).
På hela kursen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen krävs att både det skriftliga provet och de obligatoriska momenten är godkända. Under förutsättning att betyget på laborationsdelen är godkänd blir det slutliga betyget detsamma som på det skriftliga provet. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg.
En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för Institutionen för fysik. För mer information, se Regler och riktlinjer för betyg och examination, dnr: 500-4-05.
Tillgodoräknande prövas individuellt.
Övriga föreskrifter
Kursen ersätter den tidigare kursen Laserfysik C 7,5 hp (5FY057) och kan inte tas med i examen tillsammans med denna.
