To give an overview of theoretical methods of description and simulation of ultra-fast non-linear optical experiments. To enable students to solve practical problems in interpretation of time-resolved non-linear optical spectra.

Podat přehled o teoretických metodách popisu a simulací nelineárních optických experimentů vysokého časového rozlišení. Umožnit studentů řešit praktické problémy při interpretaci nelineárních optických spektroskopter

Oral exam

Ústní zkouška

S. Mukamel, Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy, Oxford Unoiversity Press, Oxford, 1995

L. Valkunas, D. Abramavicius and T. Mančal, Molecular Excitation Dynamics and Relaxation: Quantum Theory and Spectroscopy, Wiley-VCH, Berlin, 2013

L. Allen and J. H. Eberly: Optical Resonance and Two-level Atoms, Dover, New York, 1987

S. Mukamel, Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy, Oxford Unoiversity Press, Oxford, 1995

L. Allen and J. H. Eberly: Optical Resonance and Two-level Atoms, Dover, New York, 1987

Dedicated webpage of Non-linear spectroscopy lecture.

Youtube channel: OpenQS Lectures (Open Quantum Systems Lectures)

Web přednášky: Non-linear spectroscopy.

Youtube kanál: OpenQS Lectures (Open Quantum Systems Lectures)

Students have to demonstrate:

1) knowledge of the non-linear response theory of time-resolved optical experiments (differential absorption, two-dimensional coherent spectroscopy) in the extent provided by the lecture

2) understanding of the relation between spectroscopic signals and quantum dynamics of studied systems.

Znalost formalismu odezvových funkcí v rozsahu naném přednáškou. Přehled jeho aplikací na lineární a nelineární optické spektroskopické metody.

Review of elementary electrodynamics and relation between spectroscopy and light induced polarization.

Introduction to open quantum systems and their interaction with coherent light.

Brief review of optical absorption and emission spectrum.

Theoretical construction of spectroscopic signals. Response functions, Green functions in Liouville space, Liouville pathways, double-sided Feynman diagrams.

Review of experimental methods: Transient absorption, spatial coherence, rephasing, photon echo, spectral hole burning, multi-dimentional spectroscopy.

Models of fluctuation dynamics, Brownian oscillator, spin-boson model, stochastic models.

Introduction to recent problems in non-linear spectroscopy.

Přehled elementární elektrodynamiky a vztah mezi spektroskopií a indukovsnou polarizací

Úvod do opevřených kvantových systémů a jejich interakce s koherentním světlem

Krátký přehled teorie absorpcního a emisního optického spekta

Teoretická konstrukce spektroskopických signálů. Odezvové funkce, Greenovy funkce v Liouvillově prostoru, Liouvillovy dráhy, dvoustranné Feynmanovy diagramy

Prehled experimentálních metod: Transientní absorpce, prostorová koherence, refázování, fotonové echo, spektrální vypalování čáry, multi-dimenziální spektroskopie.

Modely dynamiky fluktuací, Brownuv oscilátor (spin-boson model), stochastické modely.

Prehled aktuální problematiky.