VUFF

Dalyko pavadinimas: Kompiuterinė lazerių fizika

Dėstytojas: Doc. Viktorija Tamulienė (Pyragaitė)

Semestras: 7

Reikalavimai: Optika, matematinė analizė, programavimo pagrindai

Kreditai: 4.5

Studento darbo laikas:
Viso dalykui –120 val.
Paskaitoms – 32 val.
Laboratoriniams darbams – 32 val.
Savarankiškam darbui – 56 val.

Dėstomoji kalba: Lietuvių

Dalyko anotacija: Lazerio veikimą aprašančios lygtys ir jų modeliavimas. Lazerio šviesos sklidimas įvairiose medžaigose.

Dalyko rezultatai: Studentai susipažins su procesais, vykstančiais lazeryje bei lazerio spinduliuotei sklindant tiesine bei netiesine terpe; išmoks kurti skaitmeninius šių reiškinių modelius Matlab aplinkoje.

Dalyko sando turinys:
1. Įvadas. Balanso lygtys bei šių lygčių modeliavimas Runge-Kutta metodu. Banginių lygčių modeliavimas. Įvadas į Matlab.
2. Šviesos Furjė analizė. Spartusis Furjė vaizdavimas (FFT). Šviesos impulsai. Furjė eilutės ir Furjė integralo sąsaja.
3.Elektromagnetinės bangos. Elektromagnetinių bangų superpozicija. Kvantmechaninė šviesos prigimtis.
4. ABCD matricų optika. Rezonatoriaus stabilumo sąlyga.
5. Difrakcija. Frenelio ir Fraunhoferio difrakcija. Lęšis kaip Furjė prietaisas. Parabolinė difrakcijos lygtis ir jos modeliavimas.
6. Lazerio pluoštai. Ermito ir Gauso modos. Lagero ir Gauso modos. Beselio ir Gauso pluoštai.
7. Pusiau klasikinė lazerio teorija. Einšteino koeficientai bei linijos išplitimas. Lazerio lygtys.
8. Triukšminė šviesa Gauso-Gauso bei Gauso-Lorentco triukšminės šviesos modeliai bei jų modeliavimas. Optinių bangų koherentiškumo tyrimas.
9. Impulsinis lazeris. Kokybės moduliacija bei modų sinchronizacija.
10. Klasikinė tiesinė bei netiesinė dispersijos teorijos.
11. Šviesos impulsų sklidimas dispersinėje terpėje. Dispersijos teorijos artiniai. Dispersinio plitimo lygties modeliavimas.
12. Anizotropinės terpės. Bangų sklidimas anizotropinėse terpėse. Dvejopas lūžimas.
13. Netiesinis poliarizuotumas. Trečios eilės netiesinės terpės. Antros eilės netiesinės terpės. Furjė ‚split-step‘ metodas.

Laboratoriniai darbai:
1.Balanso lygčių modeliavimas Runge-Kutta metodu..
2.Banginės lygties modeliavimas.
3.Bėgančios elektromagnetinės bangos ir jų superpozicija.
4.Šviesos impulsų spektrų skaičiavimas FFT metodu. Erdvinio spektro skaičiavimas FFT metodu.
5. Parabolinės difrakcijos lygties modeliavimas. Difrakcijos Frenelio bei Fraunhoferio artiniuose modeliavimas.
6. Gauso triukšmo modeliavimas.
7. Lazerio lygčių modeliavimas.
8. Modų sinchronizacijos modeliavimas.
9. Dispersinio sklidimo tiesinėje terpėje modeliavimas.
10.Impulso savimoduliacija. Antrosios harmonikos generacija.
11.Netiesinės Šrėdingerio lygties modeliavimas Furjė ‚split-step‘ metodu.
12.Fazinio sinchronizmo kreivių skaičiavimas.

Pagrindinės literatūros sąrašas:
1.Viktorija Pyragaitė, Kompiuterinė lazerių fizika, Vilnius 2013, ISBN 978-609-459-212-6.
http://web.vu.lt/ff/v.pyragaite/failai/klf/KNYGA_KLF.pdf
2. A. Stabinis, G. Valiulis, Ultratrumpųjų impulsų netiesinė optika, 2008

Papildomos literatūros sąrašas:
1.A. N. Matveev, Optics (1988).
2. B. E. A. Saleh, M. C. Teich, Fundamentals od photonics, A Whiley-interscience publication, 1991.
3. Y. R. Shen, Principles of nonlinear optics, Wiley Series in Pure and Aplied Optics, 1984.
4.R. Loudon, The Quantum theory of light, Third Edition, Oxford University Press, 2004.
5. H. Haken, Laser light dynamics, North-Holland Physics Publishing, 1985.

Mokymo metodai:
Studijų būdai:
paskaitos, laboratoriniai darbai
Metodai: probleminis dėstymas.

Lankomumo reikalavimai: Laboratoriniai darbai – 100 %

Atsiskaitymo reikalavimai:
Egzaminas raštu ir žodžiu.
Egzaminą leidžiama laikyti atlikus visus laboratorinius darbus

Vertinimo būdas:
Pažymys susideda iš egzamino rezulatų (80%) ir atsiskaitymo už laboratorinius darbus rezultatų (20%,).

Daugiau informacijos čia: Kompiuterinė lazerių fizika