Laser physics is a topic of this lecture. Laser is described in semi-classical approximation and in rate-equations
approximation. Dynamical properties of laser and selcted regimes of operation are discussed in detail. Selected
laser systems important for application are described.
Last update: Malý Petr, prof. RNDr., DrSc. (02.05.2019)
Přednáška je věnována laserové fyzice. Laser je popsán v semiklasické aproximaci a v aproximaci kinetických
rovnic. Podrobně se probírají dynamické vlastnosti laseru a jednotlivé režimy činnosti. Podrobněji se probírají
vybrané laserové systémy významné v aplikacích.
Last update: Malý Petr, prof. RNDr., DrSc. (02.05.2019)
Course completion requirements -
The condition for completing the course is obtaining a credit and successfully passing the exam. Credit is a necessary condition for participation in the exam.
Last update: Malý Petr, prof. RNDr., DrSc. (04.05.2023)
Podmínkou zakončení předmětu je získání zápočtu a úspěšné složení zkoušky. Zápočet je nutnou podmínkou účasti u zkoušky.
Last update: Malý Petr, prof. RNDr., DrSc. (08.10.2017)
Literature -
O. Svelto: Principles of Lasers, Plenum, New York 1982, Springer-Verlag, New York 2010.
A. E. Siegman: Lasers, University Science Books, Mill Valley, Ca. 1986.
B. E. A. Saleh, M. C. Teich: Základy fotoniky, Čes. překlad Matfyzpress 1991.
M. Sargent III, M.O.Scully, W.E.Lamb,Jr.: Laser Physics, Addison Wesley, Reading, 1974.
H. Haken: Light, vol.1 (Waves, Photons, Atoms), North Holland, Amsterdam 1981.
H. Haken: Light, vol.2 (Laser Light Dynamics), North Holland, Amsterdam 1985.
W. Koechner: Solid State Laser Engineering, Springer Verlag, New York 1976.
A. Yariv: Quantum Electronics, J. Wiley & Sons , New York 1975.
Last update: Malý Petr, prof. RNDr., DrSc. (04.05.2023)
O. Svelto: Principles of Lasers, Plenum, New York 1982, Springer-Verlag, New York 2010.
A. E. Siegman: Lasers, University Science Books, Mill Valley, Ca. 1986.
B. E. A. Saleh, M. C. Teich: Základy fotoniky, Čes. překlad Matfyzpress 1991.
M. Sargent III, M.O.Scully, W.E.Lamb,Jr.: Laser Physics, Addison Wesley, Reading, 1974.
H. Haken: Light, vol.1 (Waves, Photons, Atoms), North Holland, Amsterdam 1981.
H. Haken: Light, vol.2 (Laser Light Dynamics), North Holland, Amsterdam 1985.
W. Koechner: Solid State Laser Engineering, Springer Verlag, New York 1976.
A. Yariv: Quantum Electronics, J. Wiley & Sons , New York 1975.
Last update: Malý Petr, prof. RNDr., DrSc. (04.05.2023)
Requirements to the exam -
In order to take the exam, it is necessary to obtain credit beforehand. The exam is oral to the extent given by the syllabus.
Last update: Malý Petr, prof. RNDr., DrSc. (04.05.2023)
Pro konání zkoušky je nutné předchozí získání zápočtu. Zkouška je ústní v rozsahu daném sylabem.
Last update: Malý Petr, prof. RNDr., DrSc. (08.10.2017)
Syllabus -
1. Light-matter interaction
Classical description. Einstein approach. Semiclassical approach. Einstein coefficients, Rabi oscilations. Line-shape function.
2. Laser rate equations
Formulation of the equations. Laser oscillator. Laser threshold. Optical gain, gain saturation.
3. Optical resonators
Geometrical optics of resonators. Stability of resonator. Boyd-Koleglnik diagram. Wave theory of resonators. Gaussian beam. Laser modes.
Formulation of semiclassical equations. Maxwell-Bloch equations. Chaos in laser dynamics.
6. Selected types of lasers
Gas lasers. Solid state lasers-Semiconductor lasers. Dye lasers. Free electron lasers.
Last update: Malý Petr, prof. RNDr., DrSc. (04.05.2023)
1. Úvod.
2. Základní fyzikální principy.
Einsteinovy koeficienty, termodynamický přístup. Tvar čáry, homogenní a nehomogenní rozšíření, mechanismy rozšíření. absorpce a emise stimulovanými přechody. Průřezy stimulované emise a absorpce.
3. Laserové kinetické rovnice.
Troj- a čtyřhladinové schema laseru. Laserový oscilátor. Prahová podmínka. Činitel jakosti resonátoru. Doba života kvanta v resonátoru. Saturace zisku.
4. Optické rezonátory.
Pasivní optický rezonátor. Mod rezonátoru. Fresnelovo číslo. Analytické řešení pro uzavřený pravoúhlý rezonátor. Otevřený rezonátor. Rezonátor s rovinnými zrcadly, Foxova a Liova teorie.
