Lasrar
Lasers

FAFN01, 7.5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)

Gäller för: 2025/26
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning N
Beslutsdatum: 2025-04-10
Ikraftträdande: 2025-05-05

Allmänna uppgifter

Huvudområde: Fotonik Fördjupning: Avancerad nivå, kurs/er som inte kan klassificeras
Obligatorisk för: MFOT1
Valfri för: BME4-bf, E4, F4, F4-f, F4-kv, N4
Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska

Syfte

Kursen övergripande mål är att studenten ska tillägna sig en djupgående förståelse av fysiken och principerna bakom lasrar. Kursen täcker de teoretiska grunderna för stråloptik, kavitetsoptik, ljus–materia-växelverkan, laserförstärkare och lasersystem. Vidare syftar kursen till att studenten förvärvar både grundläggande kunskaper och praktiska färdigheter som behövs för att studera och tillämpa lasrar inom vetenskapliga och tekniska sammanhang.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• kunna beskriva de grundläggande interaktionerna mellan ljus och materia som leder till laserverkan
• kunna redogöra för Gaussisk stråloptik och hur strålparametrar som divergens, strålmidja och Rayleigh-längd karakteriseras
• kunna förklara optiska kaviteter och hur deras stabilitet och moder påverkar laserbeteende
• kunna redogöra för den kvantmekaniska beskrivningen av ljus–materia-växelverkan, inklusive absorption, spontan emission och stimulerad emission
• kunna redogöra för användningen av olika lasermaterial och hur de förstärker ljus i ett lasersystem
• kunna redogöra för principerna för olika typer av lasrar och deras användning.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• kunna analysera optiska strålar och kaviteters egenskaper och beteende
• kunna beräkna förstärkningen i laserförstärkare och förstå deras roll i laserdrift
• kunna tillämpa laserprinciper på verkliga problem och avancerade teknologier
• kunna beskriva och tillämpa tekniker för pulsade lasrar för att generera korta och högintensiva ljuspulser.

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

• kunna utvärdera olika typer av lasrar, inklusive gaslasrar och solid-state-lasrar
• kunna kritiskt bedöma lämpligheten av olika typer av lasrar för specifika tillämpningar, såsom materialbearbetning, kommunikation och spektroskopi
• kunna fatta välgrundade beslut om experimentell design och datainsamling i laserbaserad forskning
• kunna utvärdera och föreslå lösningar för utmaningar inom utveckling och förbättring av laserteknik.

Kursinnehåll

Kursen kombinerar teori och praktiska färdigheter för förståelse av lasrar. Kursen ger fördjupade kunskaper inom följande områden:

• Stråloptik: Gaussisk stråloptik och transmission genom optiska komponenter
• Kavitetsoptik: Optiska kaviteters stabilitet och modstrukturer
• Ljus–materia-växelverkan: Absorption, spontan och stimulerad emission, samt spektrala breddningsmekanismer
• Laserförstärkare: Olika typer av laserförstärkningsmedier, deras roll i ljusförstärkning och hur man beräknar förstärkningen i ett lasersystem
• Lasrar: Villkor för laseroscillation, laseregenskaper, samt olika lasertyper och pulsad lasring

Kursens examination

Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5) - (Underkänd, Tre, Fyra, Fem)
Prestationsbedömning:

Examination sker skriftligt i form av projekt- och laborationsrapporter under kursens gång samt skriftlig tentamen vid kursens slut. För studerande som ej godkänts vid ordinarie tentamen erbjuds ytterligare tentamenstillfälle i nära anslutning härtill.

För godkänt betyg på hela kursen krävs godkänd tentamen, godkända laborationsrapporter samt deltagande i alla obligatoriska moment. Betygsskalan för laborationer och projekt är Underkänd, Godkänd, medan tentamen betygsätts enligt betygsskala Underkänd, Tre, Fyra, Fem. Slutbetyget avgörs genom betyget på tentamen.

Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.

Moduler
Kod: 0114. Benämning: Skriftlig tentamen.
Antal högskolepoäng: 4.5. Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5). Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen.
Kod: 0214. Benämning: Projekt.
Antal högskolepoäng: 1.0. Betygsskala: UG - (U, G). Prestationsbedömning: Godkänt projekt.
Kod: 0314. Benämning: Laborationer.
Antal högskolepoäng: 2.0. Betygsskala: UG - (U, G). Prestationsbedömning: Godkända laborationer.

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: Grundkurser i fysik och matematik. Grundkunskaper i optik.
Begränsat antal platser: Nej
Kursen överlappar följande kurser: FAF073 FAF112

Kurslitteratur

• B. E. A. Saleh and M. C. Teich: Fundamentals of Photonics. Wiley Series in Pure and Applied Optics, John Wiley & sons, inc., 3rd edition, 2019, ISBN: 9781119506874. Kapitel 3,11,14,15,16.

Kontaktinfo

Kursansvarig: Olle Lundh, olle.lundh@fysik.lth.se
Lärare: Jörgen Larsson, jorgen.larsson@fysik.lth.se
Examinator: Olle Lundh, olle.lundh@fysik.lth.se
Hemsida: https://canvas.education.lu.se/

Övrig information

Kursen samläses i sin helhet med FYST01 som ges av naturvetenskapliga fakulteten.

Närvaro vid första föreläsningen är obligatoriskt för att få tillträde till kursen.