A Lézerfizika, lézeres mérőberendezések GEFIT004M

c. tárgy ütemterve

II. évfolyamos Energetikai mérnöki mesterszakos (MSc) hallgatóknak

2021/2022. tanév, 2. félév

6. hét: Összefoglaló a hullámoptikából: a monokromatikus síkhullám fázissebessége, transzverzalitása, spektruma. A polarizáció, hullámkésleltetők. Az elektromágneses hullámok intenzitása, az interferencia és a diffrakció jelenségei. A Doppler-effektus. Interferométerek, feladatok az interferencia témaköréből.

7. hét: A geometriai optika áttekintése (törés, visszaverődés, diszperzió, kettős törés), tükrök és lencsék képalkotása, egyszerű optikai eszközök (nagyító, Kepler-távcső). A hullámoptika és a geometriai optika viszonya. Feladatok a geometriai optika témaköréből.

8. hét: A lézerműködés atomfizikai alapjai: atomok színképe, a kvantummechanikai tárgyalásmód, a határozatlansági reláció. Az abszorpció, spontán emisszió és indukált emisszió folyamatainak elemzése, az Einstein-összefüggések.

9. hét: A populáció inverzió és létrehozásának módjai. Lézerek működési elve, általános felépítésük. A gerjesztés módjai, a tükörrezonátor. A lézerek longitudinális és transzverzális módusai. A lézerfény legfontosabb tulajdonságai.

1. laboratóriumi demonstráció

10. hét: A fontosabb lézertípusok konkrét konstrukciói, működésük és jellemzőik. Gázlézerek atomokkal (a He-Ne lézer), molekulákkal (a CO₂ lézer) és ionokkal (az argon-ion lézer).

11. hét: Rektori szünet. 1. zárthelyi dolgozat t

12. hét: A szilárdtestfizika alapjai. A szilárdtestfizika alapjai, a sávszerkezet, a Fermi-Dirac-statisztika. Szilárdtest lézerek: a rubinlézer, a Nd:YAG lézer működése. A félvezető lézerek működése, heteroátmenetes lézerek

13. hét: Néhány különleges lézer (festék, excimer, szabadelektron-, stb.). Rövid impulzusok előállítása: Q-kapcsolás, módusszinkronizáció.)

14. hét: A nemlineáris optika elemei, frekvencia átalakítás. ELI, a szegedi szuperlézer.

A precíziós lézerinterferometrikus elmozdulásmérés. A lézer Doppler sebességmérés (LDV), a Bragg-cella.

15. hét: A lézeres anyagmegmunkálás alapjai: lézeres vágás, hegesztés, hőkezelés.

Az áramlás és hőtechnikában alkalmazott lézeres méréstechnikai módszerek (LDA, LDV, PIV, stb.) ismertetése. 2. laboratóriumi demonstráció

16. hét: Húsvét hétfő. A lézergyártmányok sugárzásbiztonsági előírásairól. A holográfia és alkalmazásai.

17. hét: További informatikai (CD, nyomtató, üvegszál-optika) felhasználások. Tudományos (lézeres fúzió és hűtés) és egészségügyi (műtét, fogászat, kozmetika) felhasználások. 2. zárthelyi dolgozat

18. hét: Összefoglaló a lézeralkalmazásokról. Pótzárthelyi dolgozat

19. hét: Beszámolók.

A tárgy lezárásának módja: aláírás + kollokvium

Az aláírás megszerzésének feltételei:

A szorgalmi időszak végén azok a hallgatók kapnak aláírást, akik az alábbi két feltételnek megfelelnek,

a, a tanóráknak legalább az 50 %-án részt vettek és ott elfogadhatóan szerepeltek,

b, a megadott témákból összeállított zárthelyi dolgozatokat legalább elégségesre megírták, illetve az elégtelen vagy elmulasztott dolgozat anyagából sikeres pótzárthelyit írtak.

A zárthelyik a tananyaghoz kapcsolódó feleletválasztós kérdéseket tartalmaznak. Az érdemjegyet a zárthelyik összpontszáma határozza meg, elégségeshez a lehetséges pontoknak legalább az 50%-át kell megszerezni.

Az aláírás pótlásának feltételei:

Azok a hallgatók, akik az a, feltételnek nem felelnek meg az aláírást a vizsgaidőszak erre kijelölt részében az egész félév anyagából tett írásbeli beszámolóval szerezhetik meg. Akik a b, feltételnek nem felelnek meg, azoknak az aláírásért a tanár által meghatározott témából és módon beszámolót kell határidőre készíteniük.

A vizsga letételének módja:

A vizsgaidőszakban letett vizsga írásbeli, amelyen az előre kiadott vizsgakérdések közül néhányat ki kell dolgozni. Az elégségeshez a lehetséges pontoknak legalább a 50%-át kell megszerezni. A vizsga végső érdemjegybe a szorgalmi időszakban végzett munka 40% súllyal számít bele.

Kötelező irodalom:

1. Paripás B., Szabó Sz., Kocsisné Baán M., Tolvaj B., Bencs P.: Lézeres mérési- és megmunkálási eljárások a gépészetben, Elektronikus jegyzet, http://miskolc.infotec.hu/

2, Az oktató honlapjára (http://www.uni-miskolc.hu/~www_fiz/paripas/32.htm) feltett aktualizált tananyagok.

Ajánlott irodalom:

1. Budó - Mátrai: Kisérleti Fizika III.

2. Csillag – Kroó: A lézerek titkai

3. Ábrahám: Optika

4. Charschan: Lasers in Industry

Miskolc, 2022. február 10.

Dr. Paripás Béla

egyetemi tanár