ID:
SCC0746
Durata (ore):
48
CFU:
6
SSD:
FISICA DELLA MATERIA
Fisica sperimentale della materia e applicazioni
Anno:
2026
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (21/09/2026 - 15/01/2027)
Syllabus
Obiettivi Formativi
La fisica dei laser è fondamentale in diversi ambiti di ricerca dell’ottica sperimentale. Questo corso è particolarmente utile per gli studenti che intendono intraprendere una carriera nella ricerca in ottica e nei settori affini, tra cui la microlavorazione laser, la biofisica, la fisica medica e l’astrofisica.
Il corso si propone di fornire agli studenti i concetti e i metodi necessari per riconoscere e comprendere la dinamica dei laser e i diversi regimi di funzionamento. Inoltre, offre gli strumenti necessari per progettare soluzioni laser di base applicabili a problemi tecnologici.
Il corso si propone di fornire agli studenti i concetti e i metodi necessari per riconoscere e comprendere la dinamica dei laser e i diversi regimi di funzionamento. Inoltre, offre gli strumenti necessari per progettare soluzioni laser di base applicabili a problemi tecnologici.
Prerequisiti
È richiesta una conoscenza di base dell’elettromagnetismo e della fisica quantistica. In particolare, gli studenti dovrebbero aver completato corsi di Elettromagnetismo e di Fisica della materia. È inoltre consigliabile (ma non necessario)inserire nel proprio piano di studi un corso di Ottica e averlo già frequentato.
Metodi didattici
Il corso si articola principalmente in lezioni frontali, durante le quali il docente presenta gli argomenti attraverso calcoli e illustra quanto esposto mediante esempi pratici (44 ore). Quando necessario, il docente fornirà agli studenti materiali integrativi, quali articoli scientifici e rassegne.
Le ultime 4 ore del corso saranno dedicate all’osservazione in laboratorio di sistemi laser amplificati. Durante questa attività, gli studenti individueranno le diverse componenti dei sistemi laser. I laser saranno inoltre messi in funzione per illustrarne il funzionamento e per generare e osservare alcuni effetti di ottica non lineare.
Le ultime 4 ore del corso saranno dedicate all’osservazione in laboratorio di sistemi laser amplificati. Durante questa attività, gli studenti individueranno le diverse componenti dei sistemi laser. I laser saranno inoltre messi in funzione per illustrarne il funzionamento e per generare e osservare alcuni effetti di ottica non lineare.
Verifica Apprendimento
L’esame finale consiste in una prova orale. Sebbene i contenuti e la struttura possano variare da caso a caso, l’esame comprenderà, in linea generale, almeno tre domande relative a tre diverse parti del programma:
Interazione radiazione-materia ed equazioni della dinamica laser
Risonatori, cavità e schemi di pompaggio
Generazione di impulsi laser brevi e ultrabrevi
L’esame mira a verificare che gli studenti sappiano fornire un’interpretazione fisica della dinamica laser e descriverne gli aspetti fondamentali mediante le equazioni di bilancio. Gli studenti dovranno inoltre saper spiegare il funzionamento del laser nei diversi regimi, illustrando i requisiti e le condizioni necessari per ottenerli. Dovranno esporre gli argomenti appresi utilizzando un linguaggio tecnico appropriato e valutare le principali applicazioni della fisica dei laser.
Gli studenti dovranno sviluppare in modo esauriente le proprie risposte. A ciascuna domanda saranno assegnati fino a 10 punti e il voto finale sarà determinato dalla somma dei punteggi ottenuti. In caso di raggiungimento del punteggio massimo di 30 punti, sarà posta una quarta domanda ai fini dell’attribuzione della lode, volta a valutare la capacità dello studente di ragionare su argomenti leggermente al di fuori del programma del corso, ma ad esso strettamente correlati.
Interazione radiazione-materia ed equazioni della dinamica laser
Risonatori, cavità e schemi di pompaggio
Generazione di impulsi laser brevi e ultrabrevi
L’esame mira a verificare che gli studenti sappiano fornire un’interpretazione fisica della dinamica laser e descriverne gli aspetti fondamentali mediante le equazioni di bilancio. Gli studenti dovranno inoltre saper spiegare il funzionamento del laser nei diversi regimi, illustrando i requisiti e le condizioni necessari per ottenerli. Dovranno esporre gli argomenti appresi utilizzando un linguaggio tecnico appropriato e valutare le principali applicazioni della fisica dei laser.
Gli studenti dovranno sviluppare in modo esauriente le proprie risposte. A ciascuna domanda saranno assegnati fino a 10 punti e il voto finale sarà determinato dalla somma dei punteggi ottenuti. In caso di raggiungimento del punteggio massimo di 30 punti, sarà posta una quarta domanda ai fini dell’attribuzione della lode, volta a valutare la capacità dello studente di ragionare su argomenti leggermente al di fuori del programma del corso, ma ad esso strettamente correlati.
Contenuti
1. Richiami di teoria elettromagnetica e onde elettromagnetiche
2. Concetti fondamentali alla base del laser
3. Proprietà dei fasci laser
4. Interazione tra luce e materia
5. Livelli energetici e transizioni
6. Ottica geometrica ed elementi ottici fondamentali dell’ottica ondulatoria
7. Risonatori ottici
8. Processi di pompaggio dei mezzi attivi
9. Dinamica del laser: equazioni di bilancio in regime stazionario
10. Spettro del laser
11. Dinamica del laser: equazioni di bilancio in regime impulsato
12. Agganciamento dei modi (mode locking)
2. Concetti fondamentali alla base del laser
3. Proprietà dei fasci laser
4. Interazione tra luce e materia
5. Livelli energetici e transizioni
6. Ottica geometrica ed elementi ottici fondamentali dell’ottica ondulatoria
7. Risonatori ottici
8. Processi di pompaggio dei mezzi attivi
9. Dinamica del laser: equazioni di bilancio in regime stazionario
10. Spettro del laser
11. Dinamica del laser: equazioni di bilancio in regime impulsato
12. Agganciamento dei modi (mode locking)
Lingua Insegnamento
Italian
Altre informazioni
Per ulteriori informazioni contattare Prof. Matteo Clerici (matteo.clerici@uninsubria.it)
Corsi
Corsi
FISICA
Laurea Magistrale
2 anni
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Persone
Persone
Docenti di ruolo di IIa fascia
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