D1. Lézerfizika és nemlineáris optikai jelenségek

Szerzők:

 

dr. Dzsotján Dávid, dr. Dzsotján Gagik, dr. Oszetzky Dániel, Dr.  Czitrovszky Aladár,  dr. Veres Miklós, Kugler Szilvia, Kerekes Attila

MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, Budapest

 

E-mail:

dzsotjan.david@wigner.mta.hudzsotjan.gagik@wigner.mta.huczitrovszky.aladar@wigner.mta.huoszetzky.daniel@wigner.mta.huveres.miklos@wigner.mta.hukugler.szilvia@wigner.mta.hukerekes.attila@wigner.mta.hu

 

 

Utolsó frissítés dátuma:

2014.09.29.

BEVEZETŐ

1. Motiváció

A lézertechnológia fejlődéséből következőleg egyre rövidebb impulzusok előállítása vált lehetségessé. Minél rövidebb az impulzus időben, annál kisebb időtartamba koncentrálódik az impulzusenergia és emiatt a nagy időbeli energiakoncentráció (csúcsteljesítmény, illetve csúcsintenzitás) érhető el, és részben emiatt korábban nem ismert folyamatokat lehettet vizsgálni illetve előállítani, mint például az attoszekundumos impulzusok előállításához szükséges magas-harmonikuskeltési folyamatot, emellett például ionizációs, illetve lézeres részecskegyorsítással kapcsolatos folyamatokat is. Az impulzushossz rövidülésével a vizsgált folyamatokról szerzett időbeli felbontás is egyre nagyobb lett. A már femtoszekundumos (10-15 s) tartományba eső impulzusokkal például az úgynevezett pumpa próba mérési eljárásokkal már kémiai folyamtok időbeli lefolyását illetve dinamikáját. a molekulák állapotváltozásait változásait, lehet femtoszekundumos felbontással vizsgálni (femtoszekundumos spektroszkópia kémiai Nobel-díj 1999, Ahmed Zewail). A erősített femtoszekundumos impulzusokkal keltett korábban említett úgynevezett magas-harmonikus keltési folyamatban előállított attoszekundumos (10-18 s) impulzusokkal már akár atomi elektronok állapotváltozásának a dinamikáját is nyomon lehet követni, és ezzel lehetőségünk lett korábbiaknál mélyebb betekintést nyerni ezeknek a folyamtoknak a természetébe. Ezzel kapcsolatosan hosszú távú tudományos célként fogalmazódhat meg ezeknek a folyamatoknak akár az időbeli kontrolja is, amely az elért eredmények alkalmazásának a szempontjából lehet lényeges . Ezekhez a tudományos célkitűzésekhez kapcsolódik a Szegeden megépítendő ELI-ALPS lézeres kutatóközpont is, ahol lehetőség lesz ezekhez a célkitűzésekhez kapcsolódó jelentős színvonalú kutatások végzésére.

A lézerek és az ELI-ALPS szempontjából is nagyon fontos a működés biztosításához szükséges optikai alkatrészek jellemzése és minősítése, valamint az előállítási lehetőségeik átfogó ismerete. A kurzus második része az optikai alkatrészek minősítési módszereit, valamint az optikai vékonyrétegek technológiáját mutatja be. 

 

2. Célcsoport

Fizika, műszaki tudományok területén MSc végzettségű egyetemi hallgatók, illetve ezen a téren doktori tanulmányukat folytató személyek, akik érdeklődnek az ELI-ALPS-hoz kapcsolódó kutatásokhoz.

 

3. Szükséges ismeretek

Szükségesek lehetnek szilárdtestfizikai, (fizikai) optikai  és atomfizikai alapismeretek.

 

4. Tartalmi áttekintés

A lézeraktivitás félklasszikus leírás, optikai rezonátorok elmélete, a sajátmódusok és rezonanciafrekvenciák számítására, a longitudinális módusszelekció elméletének bemutatása, ill. a lézersugárzás időbeli viselkedésének elemzése, a nemlineáris optika alapvető jelenségei, nemlinearitáson alapuló folyamatok, a hullámok nemlineáris terjedésének és kölcsönhatásának leírása harmadrendű nemlinearitással rendelkező közegben, az optikai bistabilitás és az önfázismoduláció, optikai elemek gyártási folyamata, ezen elemek vizsgálatának és minősítésének módszerei és eszközei, az optikai vékonyrétegek készítése és alkalmazási lehetőségei, optikai vékonyréteg különböző lézerrendszerekben és egyéb eszközökben. 

5Célkitűzés
Ultrarövid impulzusok előállításával kapcsolatos alapvető ismeretek megismerése és elsajátítása. Az ELI-ALPS-hoz köthető kutatási területekkel kapcsolatos ismeretek megszerzése.

 

6. Követelmények

A lineáris és nemlineáris optika alapjainak ismerete, lézerek működési elvének és az ahhoz kapcsolódó fizikai alapjelenségek és folyamatok ismeretének megléte. Továbbá haladó szintű szilárdtestfizikai ismeretek és a geometriai optika anyagában szerzett magabiztos tájékozódás   

7. Ajánlott tanulási módszer

A fejezetek végén levő kérdések megválaszolása segíthet a  téma elsajátításában.