Ottica non lineare - Università degli Studi dell`Insubria
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A.A. 2013/14 Corso di Laurea Magistrale in Fisica LM17 Ottica non lineare Codice SCC0476 Alessia Allevi CFU SSD Lezioni (ore) 6 FIS/ 01 48 Esercitazioni (ore) Laboratorio (ore) [inserire voce: es. attività di campo; seminari; uscite;…] (ore) Lingua Anno 2013/2014 (secondo semestre) Obiettivi dell’insegnamento e risultati di apprendimento attesi - conoscenza dei principali fenomeni ottici non lineari (parametrici e non parametrici) comprensione dei requisiti e delle condizioni da soddisfare per la realizzazione di tali processi capacità di discriminare i diversi processi non lineari comprendendone le cause e distinguendoli da quelli puramente lineari conoscenza delle applicazioni in ambito scientifico-tecnologico dell’ottica non lineare Prerequisiti Ai fini di una miglior comprensione degli argomenti trattati, si richiede che lo studente abbia seguito i corsi di Elettromagnetismo e Fisica della Materia. Inoltre, è preferibile che abbia inserito nel piano di studio il corso di Ottica e vi abbia già preso parte. Contenuti e programma del corso - - Inquadramento storico e introduzione ai principali fenomeni non lineari parametrici e non parametrici (4 ore); Tecniche di mode-locking passivo ottenute tramite processi non lineari (Kerr lens mode-locking e assorbitori saturabili) (2 ore); Proprietà di simmetria del tensore di suscettività non lineare al second’ordine (2 ore); Trattazione dei principali processi non lineari al second’ordine in approssimazione di onda piana: generazione di seconda armonica, generazione alla frequenza somma, amplificazione parametrica e fluorescenza parametrica, oscillatore ottico parametrico (7 ore); Condizioni di phase-matching e generazione in condizione di phase mismatching (3 ore); Fibre ottiche e ottica non lineare: condizione di phase-matching in fibra (2 ore); Italiano Generazione di processi non lineari tramite fasci Gaussiani focalizzati (2 ore); - Proprietà di simmetria del tensore di suscettività non lineare al terz’ordine (1 ora); - Studio della dipendenza dell’indice di rifrazione del mezzo non lineare dall’intensità della luce incidente (1 ora); - Trattazione dei principali processi non lineari al terz’ordine legati alla variazione dell’indice di rifrazione con l’intensità della luce incidente: selfphase modulation, self-focusing, filamentation, solitoni temporali, coniugazione di fase (8 ore); - Danneggiamento ottico e assorbimento a molti fotoni (2 ore); - Ottica ultraveloce e ultraintensa: equazione di Schrodinger non lineare, white-light continuum e produzione di armoniche di ordine superiore (4 ore). L’attività di laboratorio (che consta di 10 ore) è volta a osservare e investigare in maniera diretta i fenomeni, per lo più legati alla non linearità al second’ordine, presentati a lezione. Infatti, sulla base della strumentazione e delle sorgenti laser a disposizione della docente è possibile studiare i seguenti processi: - generazione di seconda armonica in geometria collineare e noncollineare: applicazione alla misura della durata di impulsi corti tramite la tecnica dell’autocorrelazione ottica - analisi quantitativa della generazione di seconda armonica in condizione di phase-mismatching - generazione alla frequenza somma e alla frequenza differenza: studio della dipendenza dei processi dalla polarizzazione dei campi ottici coinvolti - fluorescenza parametrica dal vuoto: osservazione dei coni di spontaneous parametric down conversion e analisi quantitativa delle principali proprietà spaziali e spettrali - mode-locking passivo: utilizzo di una sorgente laser in cui sia facilmente osservabile il risultato di tale tecnica e la modalità con cui viene ottenuta. - Tipologia delle attività didattiche Il Corso viene essenzialmente svolto tramite lezioni frontali (38 ore). Al fine di migliorare la qualità dell’insegnamento e di rendere più comprensibili i contenuti proposti sotto forma di didattica convenzionale, si è inoltre ritenuto opportuno affiancarle un’attività di laboratorio di 10 ore. Testi e materiale didattico Le lezioni vengono svolte sulla base degli argomenti trattati nei seguenti testi: R. W. Boyd, “Nonlinear Optics”, Academic Press (2008) B. E. A. Saleh and M. C. Teich, “Fundamentals of Photonics”, John Wiley & Sons, Inc. (1991) V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, “Handbook of Nonlinear Optical Crystals”, Springer (1999). Quando è ritenuto utile ai fini didattici, durante le lezioni vengono inoltre fornite copie di alcuni articoli. Modalità di verifica dell’apprendimento L’esame è di tipo orale. In genere viene chiesto un argomento a piacere tra quelli trattati, cui fanno seguito alcune domande attraverso le quali la docente intende verificare l’acquisizione da parte dello studente non solo delle conoscenze ma anche competenze necessarie a riconoscere e comprendere i fenomeni ottici non lineari. Orario di ricevimento L’orario di ricevimento è [email protected] da concordare via e-mail con Calendario delle attività didattiche Collegamento ipertestuale alla pagina degli orari e sedi del CdS Appelli d'esame Collegamento ipertestuale alla bacheca appelli la docente:
