Física (plan 2002) 2024-1

Optativas, Láseres

Horario del Curso (Teoría): Martes y Jueves 7:30 AM - 9:00 A.M.

Horario del Curso (Laboratorio): Común Acuerdo

Primer día del curso: Martes 15 de Agosto 2023, 7:30 A.M. Aula 2, Edificio Anexo, ICAT

Contacto: jesus.garduno@icat.unam.mx

facebook: Laboratorio de óptica ultrarrápida

Láseres

Curso Optativo (Licenciatura): 3 horas de Teoría, 3 horas de Laboratorio, 9 créditos

Objetivos.

En el curso el estudiante aprenderá los principios básicos de los láseres como fuentes de luz en comparación con otras formas de radiación electromagnética.

Llevará a cabo la caracterización de diferentes sistemas láser. Aprenderá el uso de dispositivos tales como detectores de potencia, analizadores de espectro, fotodetectores rápidos, interferómetro de Fabry-Perot y Michelson, osciloscopios analógico y digital, así como técnicas de caracterización de pulsos de ultracortos y algunas aplicaciones. Aprenderá los principios básicos de alineación de una cavidad del láser.

Prácticas Experimentales: Consistirán en técnicas de caracterización espectrales, potencia, temporales, fase, alineación óptica y aplicaciones.

Prerrequisitos:

Óptica, Laboratorio de Óptica, Electromagnetismo I y Laboratorio de Electricidad

Temario:

Temario:

1.- Introducción al Arduino

2.- Seguridad Láser

• Medidas preventivas básicas
• Efectos en piel y ojos
• Criterios de clasificación (Clases de láseres de acuerdo a riesgos en su manejo)

3.-Principios Básicos

• Espectro Electromagnético
• Radiación de Cuerpo Negro

• Emisión Espontánea, Absorción y Emisión Estimulada
• Coeficientes de Einstein
• Ecuaciones de Población: sistemas de 3 y 4 niveles
• Resonadores ópticos
• Haces gausianos

4.- Emisión Láser

• Medio Activo: Ganancia de pequeña señal y saturación de ganancia
• Modos Longitudinales y Transversales

• Características de emisión (ancho de banda, direccionalidad, divergencia, coherencia, polarización).
• Ensanchamiento de línea (Homogénea, Inhomogénea)

5.- Modificación de la emisión de salida

• Sintonización de la longitud de onda de emisión
• Modo Pulsado: Q-Switch, Amarre de Modos (Activo y Pasivo)
• Sistemas amplificados y de extracción intracavidad
• Generación de pulsos ultracortos
• Conversión de frecuencias por procesos ópticos no lineales

6.- Principios de operación, diseño de diferentes tipos de Láseres (medios activos) y detectores.

• Gas
• Molecular
• Semiconductor
• Estado Sólido
• Líquido
• Fotodetectores, medidores de potencia y energía.

7.- Aplicaciones

• En la Ciencia
• En la Industria
• En la Medicina
• En las Telecomunicaciones
• En las Artes y Arqueología

Bibliografía

1. Silvafast, W.T., Laser Fundamentals, 1996, Cambridge University Press 2^nd Edition
2. O’Shea, D.C. et al, Introduction to Lasers and Their Applications, 1978, Addison-Wesley.
3. Siegman, A., Lasers, University Science Books, 1986, The Maple-Vail Book Manufacturing Group
4. Hecht, J., The laser Guidebook, 1986, McGraw-Hill
5. Milloni, P.W, J.H. Eberly, Lasers, 1988, John Wiley and Sons
6. Verdeyen, J.T., Laser Electronics, 1981, Prentice Hall
7. Yariv, A., Introduction to Optical Electronics, Second Edition, 1976, Holt Rinehart and Winston
8. Knoll, G.F, Radiation and Measurement, Third Edition, 2000, John Wiley and Sons
9. Grumm, F. R.J. Becherer, Optical Radiation Measurements, VI, 1979, Academic Press
10. Saleh B.E.A., Teich M.C., Fundamentals of photonics, second ed., 2007, John Wiley and Sons.
11. Pedrotti F., Introduction to optics, second ed., 1993, Pretice Hall.
12. Ghatak, A.K., K. Thyagarajan, Optical electronics, Cambridge University Press, 1989.
13. Chang, W.S.C., Principles of lasers and optics, Cambridge University Press, 1995.
14. Lyagushyn, S, Quantum Optics and Laser Experiments, InThech, 2012.
15. Kenyon I.R., The light fantastic, A modern introduction to classical and quantum optics, Oxford University Press, 2008.

Artículos especializados: De acuerdo a las prácticas a realizar.

Software

1. Matlab