H.-J. Wünsche
40592 Laserphysik
Modul P23.4.1 im Wintersemester 2011/12

VL Di 09.15-10.45 wöch. NEW 14 1'12    Hans-Jürgen Wünsche
UE Mo 15.15-16.00 wöch. NEW 14 1'14   Hans-Jürgen Wünsche

Einschreibliste       Vorlesung       Uebung       Studienpunkte       Prüfung       

Vorlesung

Ein Teil der Vorlesung folgt den älteren aber evtl. nützlichen Skripten Photonik I und Photonik II des Diplomstudienganges. Gehaltene Vorlesungen:

18.10.    1. Einführung ( Folien VL 01 )
25.10.    2. Paraxiale Optische Wellenfelder ( Manuskript + Folien VL 02 )
01.11.    3. Resonante Licht-Atom-Wechselwirkung ( Manuskript VL 03 )
01.11.    3.1 Allgemeines Konzept
01.11.    3.2 Optische Nutation, Rabi-Oszillationen (am 8.11. zu Ende)
08.11.    3.3 Dynamik auf der Bloch-Kugel ( Manuskript VL 04 )
15.11.    4. Maxwell-Bloch-Gleichungen ( Manuskript VL 05 )
15.11.    5. Nichtlineare Absorption
15.11.    5.1 Absorptionsgesetz
15.11.    5.2 Diskussion für festes Δn (Absorptionsquerschnitt, Linienform, Absorption-Verstärkung)
15.11.    5.3 Absorptions-Sättigung
22.11.    5.4 Verlauf von I(z) ( Manuskript VL 06 )
22.11.    5.5 Inhomogene Verbreiterung
22.11.    5.6 Strahlende Lebensdauer
22.11.    6. Nichtlineare Brechung
29.11.    6.1 Allgemeines ( Manuskript VL 07 )
29.11.    6.2 Kerr-Nichtlinearität
29.11.    6.3 Optische Bistabilität
29.11.    6.4 Selbst-Fokussierung
29.11.    6.5 Selbst-Phasenmodulation
06.12.    7. Der optische Verstärker ( Manuskript VL 08 )
06.12.    7.1 Pumpvarianten
06.12.    7.2 Optisches Pumpen
06.12.    7.3 Gewinn-Sättigung
06.12.    7.4 Beispiele für optische Verstärker
13.12.    8. Optische Resonatoren ( Manuskript VL 09 )
13.12.    8.1 Fabry-Pérot (FP) Resonator (1D) Änderung 30.12.: Umlaufzeit durch τFP ersetzt, um sie von Inversionslebensdauer zu unterscheiden
13.12.    8.2 Resonatoren mit sphärischen Spiegeln
03.01.    9. Laser: stationäres Regime ( Manuskript VL 10, Folien als pdf )
03.01.    9.1 Kennlinie
03.01.    9.2 Spektrum
03.01.    9.3 Mode Pulling
03.01.    9.4 Modenselektion
03.01.    9.5 Linienbreite (Schawlow-Townes)
10.01.    10. Laser: dynamische Effekte ( Manuskript VL 11 )
10.01.    10.1 Einschwingen qualitativ
10.01.    10.2 Theorie I: Einmoden-Bilanzgleichungen
10.01.    10.3 Dynamik der Nebenmoden
17.01.    10.4 Theorie II: Lorenz-Haken-Gleichungen ( Manuskript VL 12, Folien als pdf )
17.01.    11. Erzeugung kurzer Lichtpulse mit Lasern
17.01.    11.1 Verstärkungsschalten (gain switching)
17.01.    11.2 Güteschalten (Q-switching)
17.01.    11.3 Modensynchronisation (mode locking) wird nächste VL beendet
24.01.    12. Lasertypen ( Manuskript VL 13, Folien als pdf )
31.01.    13. Laserspektroskopie ( Manuskript VL 14 )
31.01.    13.1 Theoretisches zu Spektren (Spektrogramm, spektrale Leistungsdichte, Wiener-Khinchin-Theorem, Linienbreite, Kohärenzzeit)
31.01.    13.2 Experimentelle Aspekte (Typen v. Lichtemission, Monochromator, Absoprtionsspektr., PL, Stokes-Shift ...
07.02.        ...


PLE, Pump-Probe, Frequenzmodulation & Lock-in, ICLAS, CRDS, ... ( Manuskript VL 15 )
dopplerfreie Sättigungsspektroskopie, intermodulated Fluoreszenz,
2-Photonensp., Spektroskopie im kohärenten Regime, Heruntermischen optisch - RF)
14.02.    14. Lichtquanten u. spontane Emission ( Manuskript VL 16 )
14.02.    14.1 Quantisierung von Licht: Photonen
14.02.    14.2 Anwendung auf spontane Emission: Wigner-Weisskopf-Formel

Uebung:

Es werden wöchentlich Übungsaufgaben gestellt. Diese werden in der Übung der Folgewoche von Studierenden vorgetragen und diskutiert. Darueber hinaus dient die Uebung der Hinterfragung und Diskussion des Vorlesungsstoffes durch die Studierenden.

Neu 8.11.: Wer eine Übungsaufgabe richtig und vollständig vorträgt, erhält 5 %-Punkte Bonus für die Klausur (d.h. eine drittel Note Verschiebung Richtung 1). Dieser Bonus kann ggf. auf mehrere Vortragende aufgeteilt werden. Über die Boni wird hier Buch geführt:

vergebene Bonuspunkte

UA01 zum 24.10.11 Oszillatormodell ( Lösung )
UA02 zum 31.10.11 ebene Welle, Gaußbündel ( Lösung )
UA03 zum 14.11.11 Licht-Atom-Wechselwirkung ( Hilfestellung | Lösung )
UA04 zum 21.11.11 Absorptionssättigung ( Lösung )
UA05 zum 28.11.11 Klein- und Großsignalabsorption ( Lösung )
UA06 zum 05.12.11 Kerrmedium ( Lösung )
UA07 zum 12.12.11 3-Niveau-Pumpen ( Lösung )
UA08 zum 02.01.12 Resonatoren ( Lösung )
UA09 zum 09.01.12 Laser stationär ( Lösung )
UA10 zum 16.01.12 Ratengl. mit spontaner Emi ( Lösung )
UA11 zum 23.01.12 Modensynchronisation ( Lösung )
UA12 zum 30.01.12 Laserschwelle ( Lösung )

Erteilung der Studienpunkte (6SP)

Die Studienordnung verlangt Bearbeitung von Übungsaufgaben. Allerdings darf die Anwesenheit nicht kontrolliert werden. Außerdem ist es technisch nicht möglich, die Zulassung zur Prüfung von der Erfüllung eines solchen Punktes abhängig zu machen. Deshalb interpretiere ich die jeweilige Anmeldung zur Prüfung bei Agnes zugleich als Erklärung, dass dieser Punkt erfüllt ist.

Ich bitte darum, sich per email an ede@physik.hu-berlin.de spätestens in der ersten Woche unter Angabe von Name, Imm.-Nr., Studiengang zur Übung anzumelden. Betreff/subject: Laser2011. Bitte den Betreff genau so angeben, danach suche ich meine emails durch. Die Email-Adresse des Absenders wird von mir gespeichert (falls dem nicht ausdruecklich widersprochen wird) und auch fuer das Versenden eventueller Mitteilungen genutzt. Anmeldungen können auf gleichem Wege zurueckgenommen werden.

Liste der Angemeldeten      

Prüfung

21.2.: die Klausur ist korrigiert: Ergebnisse
Einsichtnahme bis 7.3. bei mir nach Anmeldung möglich.
Termin Wiederholungsklausur s.u.

neu nach Absprache am 15./16.11.: Klausur am 20.02.2012 09:00-11:00. Hilfsmittel: ein handgeschriebenes Blatt, Taschenrechner.

Anmeldung: bis 27.1. per email an ede at physik.... , Betreff: 11Laserklausur.

Die Liste der Angemeldeten steht hier, erste Spalte unter Klausurergebnisse

Wiederholung: Terminvorschlag Do 29.03.2012 09:00-11:00 zu gleichen Bedingungen. Bitte möglichst bald anmelden. Weitere Klausuren werden nicht angeboten.