FY801: Laserfysik og spektroskopi (5 ECTS)

STADS: 07004001

Niveau
Kandidatkursus

Undervisningsperiode
Kurset er placeret i efterårssemesteret.

Ansvarlige undervisere
Email: vvp@sdu.dk

Yderligere undervisere
rle@mmmi.sdu.dk
job@iti.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Indgangskrav:
Ingen.

Faglige forudsætninger:
Studerende, der følger kurset, forventes at:

• Have noget kendskab til klassisk mekanik, termodynamik, elektromagnetisme og kvantemekanik.
• Kunne anvende elementær matematik til at håndtere modelbeskrivelser baseret på fysiske love.

Formål
I dette kursus opnås en grundlæggende forståelse af laseres fysik og laserens enestående egenskaber. Desuden ser man nogle anvendelser inden for optisk spektroskopi. Kurset har til formål at give de studerende praktiske færdigheder og en vis grad af tillid til at arbejde med lasere og/eller laser-baseret udstyr i fremtiden.

Kurset bygger oven på den viden, der er erhvervet i kurserne FY503, FY506, FY521. FY522, og giver et fagligt grundlag for at studere avancerede emner i laser spektroskopi / kvanteoptik og skrive speciale eller individuelt projekt om relaterede emner.

I forhold til uddannelsens kompetenceprofil har kurset eksplicit fokus på at:

• Give kompetence til at udføre udvidede eksperimentelle undersøgelser, kritisk analysere data og skrive ordentlige rapporter
• Give praktiske færdigheder til at arbejde med komplekse problemstillinger og avanceret eksperimentelt udstyr i et videnskabeligt laboratorium
• Give viden og forståelse af grundlæggende principper for laserfysik og laserspektroskopi

Målbeskrivelse
For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at:

• Forklare og bruge de mest grundlæggende principper af laserfysik og laserspektroskopi
• Måle laserbølgelængde
• Måle spektral- båndbredde af laser med Fabry-Perot interferometer
• Måle divergensen af en laserstråle
• Undersøge mode-struktur af lasere
• Fremstille og bruge en simpel farvestoflaser og styre bølgelængden af denne
• Anvende second harmonic generation
• Foreslå forskellige metoder til at anvende laserlys i spektroskopiske eksperimenter

Indhold
Laserens principper, laserstrålingens egenskaber, brugen af lasere i forskellige områder af fysik, og spektroskopi med lasere sammenlignet med andre former for spektroskopi. I de første 3-5 uger gennemgås teorien med dobbeltforelæsninger (i alt 20 forelæsningstimer). Den eksperimentelle del består af en række eksperimentelle projekter udført i grupper på 3-4 studerende, i ikke-registrerede, men individuelt planlagte sessioner, i alt 30 timer i laboratorierne. Den endelige rapport vil tegne sig for resten af kreditter. De vigtigste forsøg håndtere: egenskaberne af kontinuerte lasere med fast bølgelængde og lasere med variabel bølgelængde; kapaciteter og fabrikation af pulserende lasere; anden harmoniske generation; fremstilling og anvendelse af farvestoflasere til spektroskopiske målinger; anvendelse af lasere til karakterisering af f.eks metalliske nanostrukturer.

Litteratur

• Demtröder: Laser Spectroscopy, Springer.
• Hecht, E: Optics, Addison-Wesley.

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver
Ingen

Eksamen- og censurform:

1. Mundtlig eksamen, der tager udgangspunkt i rapport udarbejdet af den studerende. Eksamen bedømmes med karakter efter 7-trinsskalaen og med intern censur. (5 ECTS). (07004002).

Reeksamen i samme eksamenstermin eller i umiddelbar forlængelse heraf. Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.
Introfase: 22 timer
Træningsfase: 32 timer, heraf:
 - Eksaminatorie: 2 timer
 - Laboratorieøvelser: 30 timer
 - Ekskursion: 2 timer

Aktiviteter i studiefasen
Aktiviteter i studiefasen:

• Selv-studie af lærebogen og noter
• Laboratorieforsøg
• Eksperimentel dataanalyse
• Skrivning af rapporter for lab.eksperimenter
• Forberedelse til eksamen (lave korte præsentationer til eksamensspørgsmål relateret til lab.eksperimenter)

Undervisningsform

Sprog
Dette kursus undervises på dansk eller engelsk, afhængigt af underviseren. Dog altid på Engelsk ved deltagelse af internationale studerende.

Bemærkninger
Kurset afholdes i samarbejde med Det tekniske fakultet:
René Lynge Eriksen, Lektor, Ph.D.
Tlf.: 6550 7393 Email: rle@iti.sdu.dk
Jonas Beermann, Lektor, Ph.D.
Tlf.: 6550 7344 Email: job@iti.sdu.dk

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Dette er den nyeste version af en kursusbeskrivelse, som trådte i kraft den 1. sep 2016.