Kvantové generátory optického záření

Okruhy otázek ke státním závěrečným zkouškám magisterského studia

Obor: Kvantové technologie

Předmět:  Kvantové generátory optického záření

Předměty vztahující se k okruhům:

  • 12KGOZ1 Kvantové generátory optického záření 1
  • 12KGOZ2 Kvantové generátory optického záření 2
1. Fyzikální model laseru –Liouvilleova rovnice pro laser jako uzavřený kvantový systém, základy kvantové teorie tlumení, markovovská aproximace a řídící rovnice pro evoluci tlumené kvantové soustavy, Pauliho řídící rovnice.
 
2. Poloklasická teorie interakce rezonančního záření sprostředím -hamiltonián interakce záření sprostředím, dvouhladinová aproximace, rovnice pro polarizaci a inverzi populace hladin dvouhladinového prostředí, teorie disperze a spektrální charakteristiky rezonančního prostředí
 
3. Šíření impulzu rezonančním prostředím –rovnice pro popis šíření signálu s pomalu proměnnou obálkou, zesílení a absorpce záření při nekoherentním šíření impulzů, jevy spojené s koherentním šířením impulzů.
 
4. Poloklasický popis laseru -rychlostní rovnice pro laser s krátkým rezonátorem, prahová podmínka generace laseru, výstupní charakteristika laseru, přechodový režim laseru, rychlostní rovnice pro Q-spínaný laser a jejich řešení, zesílená spontánní emise a laser bez rezonátoru.
 
5. Laserový rezonátor -otevřený rezonátor a jeho stabilita, módy otevřeného rezonátoru podélné a příčné a jejich spektrum, gausovský svazek a jeho základní parametry, ztráty v laserovém rezonátoru, stabilizace a přelaďovaní vlnové délky laserového záření.
 
6. Typy laserů a jejich základní charakteristiky –pevnolátkové lasery, plynové lasery, barvivové lasery, polovodičové lasery, rentgenové lasery, lasery svolnými elektrony.
 
7. Metody generace krátkých laserových impulzů –aktivní a pasivní Q-spínání a Q-spínače, spínání ziskem, režim a metody synchronizace módů, pásmově omezený impulz, vliv disperze a jeho kompenzace, tvarování ultrakrátkých impulzů.
 
8. Zesilování a generace nových vlnových délek laserového záření -vysokovýkonové zesilovače laserového záření, mezní výkon zesilovače, metody zesilování ultrakrátkých laserových impulzů, parametrické a ramanovské zesilovače a generátory, vysoko-energetické laserové systémy.
 
9. Plně kvantový popis laseru –kvazidistribuční funkce a uspořádání operátorů, evoluce kvazidistribuční funkce a Fokkerova-Planckova rovnice, hamiltonián interakce záření s prostředím, Fokkerova-Planckova rovnice pro laserový systém, adiabatická eliminace atomových proměnných, laser v aproximaci Van der Polova oscilátoru.
 
10. Aplikace laserového záření –aplikace laserového záření v průmyslu, aplikace laserového záření v medicíně, aplikace laserového záření při zpracování dat, využití koherence laserového záření v aplikacích, bezpečnost při práci s laserovým zářením.