Avancerade lasersystem och laserteknologi, 7,5 hp

Innehåll

Efter en kort sammanfattning av grunderna för laserverkan behandlar kursen olika typer av kontinuerliga och pulsade lasrar, fiberlasrar och fasta tillståndets lasrar, som emitterar ljus i ett flertal våglängdsområden (allt från röntgenområdet, via det synliga, upp till det mittinfraröda området). Lasrar med en mängd olika egenskaper behandlas: allt från en extremt smal linjebredd, via multimoduppträdande och frekvenskamstruktur, till bredbandiga ultrakorta pulser med mycket hög effekt. Metoder för kontroll av lasrars modstruktur, linjebredd, frekvens, temporal struktur och polarisation diskuteras. Tekniker för icke-linjär frekvensomvandling (innefattande frekvensfördubbling, frekvensskillnads- och summafrekvensgenerering samt optiska parametriska processer) och ljusförstärkning och superkontinuumgenerering behandlas. Kursen inkluderar även en behandling av utrustning och tekniker för aktiv kontroll av ljus, till exempel aktiv och passiv modlåsning, och "chirpad" pulsförstärkning, med hjälp av elektro- och akustooptiska modulatorer och Faradayisolatorer. Avslutningsvis diskuteras även andra avancerade ljuskällor såsom high harmonicgenerering, associerade attosekundskällor, synkrotroner och frielektronlasrar. Kursen omfattar en teorimodul om 6,0 hp och en laborationsmodul om 1,5 hp.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs kunna:

• förklara de grundläggande förutsättningarna för laserverkan, samt lasring i tre- och fyrnivåsystem
• beskriva principerna för hur de vanligaste typerna av halvledarlasrar fungerar samt dessa lasrars egenskaper; beskriva metoder för styrning av frekvens och modstruktur, linjebreddsreduktion hos halvledarlasrar, samt beskriva funktion och karaktär för olika typer av fiberlasrar
• beskriva hur lasrar kan modlåsas med passiva och aktiva metoder; redogöra för teoretiska och praktiska aspekter av generering av ultrakorta laserpulser, samt beskriva principerna för Ti-safir-lasrar och förklara principerna och karakteristiken för frekvenskammar
• demonstrera kännedom om olika metoder för frekvenskonvertering, ljusförstärkning och de vanligaste sorternas modulatorer och polarisationsvridande celler
• i detalj förklara hur de vanligaste teknikerna för ultkrakorta pulser, till exempel autocorrelatio, SPIDER och FROG, fungerar
• förstå och beskriva uppbyggnaden och funktionsprinciperna för moderna högeffektlasrar
• demonstrera kännedom om high-harmonic-generering och attosekundpulser
• demonstera kännedom om egenskaperna hos synkrotroner och frielektronlasrar.
   

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• analysera funktionen hos avancerade lasersystem systematiskt, fått insikt i komplexiteten hos dessa system.

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• uppvisa förståelse för riskerna med laserljus och värdera sin egen insats vid laborationsarbete.

Behörighetskrav

Tidigare högskolestudier om minst 90 högskolepoäng inklusive Vågfysik och optik, 6 hp, samt Kvantfysik, 4,5 hp, eller motsvarande. Engelska och svenska för grundläggande behörighet för högskolestudier. Krav på svenska gäller endast om utbildningen ges på svenska.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, lektionsundervisning, räkneövningar samt handledning vid laborationer. Laborationerna är obligatoriska. Utöver schemalagda aktiviteter förutsätts även individuellt arbete med kursmaterialet.

Examination

Examinationen på kursens teorimodul sker individuellt i form av en skriftlig salstentamen vid kursens slut. På skriftlig salstentamen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). Examinationen på kursens laborationsmodul sker i grupp med individuell bedömning genom skriftliga rapporter och muntliga redovisningar. På skriftliga och muntliga redovisningar sätts något av betygen Underkänd (U) eller 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 alla moduler är godkända. Under förutsättning att alla moduler är godkända blir betyget på hela kursen detsamma som på teorimodulen. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg.

Examinator kan besluta om avsteg från kursplanens examinationsform. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov. Examinationsformen anpassas inom ramen för kursplanens förväntade studieresultat. Student som har behov av en anpassad examination ska senast 10 dagar innan examinationen begära anpassning hos kursansvarig institution. Examinator beslutar om anpassad examination som sedan meddelas studenten.

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 Regel för betyg och examination, dnr: FS 1.1-574-22.

Student har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum/Examina. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb, www.student.umu.se, och i högskoleförordningen (6 kap). Ett avslag på ansökan om tillgodoräknande kan överklagas (Högskoleförordningen 12 kap) till Överklagandenämnden för högskolan. Detta gäller såväl om hela som delar av ansökan om tillgodoräknande avslås.

Övriga föreskrifter

Kursen ersätter den tidigare kursen Avancerade lasersystem och laserteknologi 7,5 hp (5FY189) och kan inte tas med i examen tillsammans med denna. I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller kursen slutat erbjudas.