Lehrinhalte
Die Vorlesung bietet eine Einführung in das breite und anwendungsrelevante Themengebiet der nicht-linearen Optik (NLO), d.h. der Wechselwirkung intensiver Laserstrahlung mit Materie. Typische NLO-Phänomene sind die Frequenzkonversion in neue Wellenlängenbereiche (z.B. zur Erzeugung von langwelliger Strahlung im IR und THz-Bereich, oder von kurzwelliger Strahlung im UV und Röntgenbereich), der intensitätsabhängige Brechungsindex und die Selbstfokussierung von Licht, oder Mehrphotonen-Übergänge zwischen atomaren Energieniveaus.
Die Anwendungen der NLO lassen sich in einer mittlerweile fast unüberschaubaren Anzahl von Gebieten finden, z.B. der höchst-auflösenden NLO-Mikroskopie, der präzisen Materialbearbeitung (z.B. auch im medizinischen Bereich) mittels intensiver Laserpulse, der Erzeugung kürzester Lichtpulse (bis in den Bereich von Attosekunden) zur Messung ultra-schneller Prozesse, oder der NLO-Spektroskopie und Analytik unter den robusten Bedingungen von Industrie und Umwelteinflüßen.
Die Vorlesung gliedert sich grob in zwei Teile: Im ersten Teil werden die physikalischen Grundlagen und Anwendungen der NLO diskutiert. Im zweiten Teil werden die physikalischen Konzepte zur Erzeugung gepulster Lasersysteme (mit Pulsdauern im Bereich von µs, ns, ps/fs) als Lichtquellen für NLO-Anwendungen besprochen. Die einzelnen Kapitel der Vorlesung sind:
1. Grundlagen der NLO (Prozesse 2. Ordnung)
2. NLO-Prozesse höherer Ordnung
3. Berechnung von NLO-Eigenschaften der Materie
4. Gepulste Lasersysteme als Lichtquellen für NLO-Anwendungen
Literatur
R.W. Boyd "Nonlinear Optics"
Voraussetzungen
Studenten der Physik, Elektrotechnik und Informatik (Wahlfach), typischerweise nach Bachelor-Abschluss - für interessierte Hörer mit guten Kenntnissen aus Physik III und IV aber auch bereits vorher möglich. Falls Sie bereits thematisch verwandte Optik-Vorlesungen (z.B. Laserphysik) gehört haben, ist dies hilfreich, aber nicht notwendig. Die Vorlesungsthemen werden entsprechend verständlich vermittelt.
Weitere Informationen
Alle Informationen und Materialien zu Vorlesung/Übung (Skript, Übungsaufgaben, sowie weitere wissenschaftliche und organisatorische Infos) finden Sie auf Moodle. Hinweis: Vorlesung und Übungen werden wöchentlich je 2-stündig gehalten. Die Vorlesung findet i.d.R. stets Montags, die Übung i.d.R. stets Mittwochs statt.
Online-Angebote
Moodle
Die Vorlesung bietet eine Einführung in das breite und anwendungsrelevante Themengebiet der nicht-linearen Optik (NLO), d.h. der Wechselwirkung intensiver Laserstrahlung mit Materie. Typische NLO-Phänomene sind die Frequenzkonversion in neue Wellenlängenbereiche (z.B. zur Erzeugung von langwelliger Strahlung im IR und THz-Bereich, oder von kurzwelliger Strahlung im UV und Röntgenbereich), der intensitätsabhängige Brechungsindex und die Selbstfokussierung von Licht, oder Mehrphotonen-Übergänge zwischen atomaren Energieniveaus.
Die Anwendungen der NLO lassen sich in einer mittlerweile fast unüberschaubaren Anzahl von Gebieten finden, z.B. der höchst-auflösenden NLO-Mikroskopie, der präzisen Materialbearbeitung (z.B. auch im medizinischen Bereich) mittels intensiver Laserpulse, der Erzeugung kürzester Lichtpulse (bis in den Bereich von Attosekunden) zur Messung ultra-schneller Prozesse, oder der NLO-Spektroskopie und Analytik unter den robusten Bedingungen von Industrie und Umwelteinflüßen.
Die Vorlesung gliedert sich grob in zwei Teile: Im ersten Teil werden die physikalischen Grundlagen und Anwendungen der NLO diskutiert. Im zweiten Teil werden die physikalischen Konzepte zur Erzeugung gepulster Lasersysteme (mit Pulsdauern im Bereich von µs, ns, ps/fs) als Lichtquellen für NLO-Anwendungen besprochen. Die einzelnen Kapitel der Vorlesung sind:
1. Grundlagen der NLO (Prozesse 2. Ordnung)
2. NLO-Prozesse höherer Ordnung
3. Berechnung von NLO-Eigenschaften der Materie
4. Gepulste Lasersysteme als Lichtquellen für NLO-Anwendungen
Literatur
R.W. Boyd "Nonlinear Optics"
Voraussetzungen
Studenten der Physik, Elektrotechnik und Informatik (Wahlfach), typischerweise nach Bachelor-Abschluss - für interessierte Hörer mit guten Kenntnissen aus Physik III und IV aber auch bereits vorher möglich. Falls Sie bereits thematisch verwandte Optik-Vorlesungen (z.B. Laserphysik) gehört haben, ist dies hilfreich, aber nicht notwendig. Die Vorlesungsthemen werden entsprechend verständlich vermittelt.
Weitere Informationen
Alle Informationen und Materialien zu Vorlesung/Übung (Skript, Übungsaufgaben, sowie weitere wissenschaftliche und organisatorische Infos) finden Sie auf Moodle. Hinweis: Vorlesung und Übungen werden wöchentlich je 2-stündig gehalten. Die Vorlesung findet i.d.R. stets Montags, die Übung i.d.R. stets Mittwochs statt.
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- Lehrende: HalfmannThomas
- Lehrende: PetersThorsten
Semester: WT 2023/24