Docente/i: Vittorio Degiorgio  

Denominazione del corso: Ottica nonlineare
Codice del corso: 502889
Corso di laurea: Ingegneria Elettronica
Settore scientifico disciplinare: FIS/03
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Descrizione dell’interazione nonlineare tra fasci laser e materiali, finalizzata alla comprensione del funzionamento dei dispositivi ottici integrati che convertono la frequenza e che hanno funzioni di modulazione o funzioni logiche. Applicazioni alle tecnologie dell’informazione, alla diagnostica ambientale e biomedica.

Programma del corso

Fenomeni nonlineari del secondo ordine
Equazioni di propagazione nonlineari in approssimazione parassiale. Condizioni di "phase-matching". Generazione di seconda armonica. Amplificazione ed oscillazione parametrica. Conversione di frequenza con impulsi ultracorti: accettanza spettrale, "walk-off" temporale. Materiali ottici nonlineari. Tecniche di "phase-matching".

Fenomeni nonlineari del terzo ordine
Generazione di terza armonica, effetto Kerr ottico, auto-focalizzazione, auto-modulazione di fase. Mescolamento di quattro onde: conversione di frequenza, coniugazione ottica di fase.

Impulsi di luce ultracorti
Relazione tra durata dell'impulso e larghezza spettrale. Equazione di propagazione nonlineare unidimensionale (in fibra ottica). Solitoni temporali. Misura della durata di impulsi mediante tecniche di correlazione.

Coerenza e funzioni di correlazione
Definizione classica della coerenza temporale e spaziale. Tecniche di misura. Definizione di Glauber: funzioni di correlazione di ordine superiore. Funzione di correlazione dell'intensità. Metodo eterodina. Confronto tra il laser e le sorgenti convenzionali.

Diffusione di luce spontanea e stimolata
Diffusione Rayleigh statica e dinamica. Diffusione Raman e Brillouin. Diffusione da particelle in moto Browniano e in flusso. Velocimetria Doppler. Tecniche LIDAR di indagine ambientale. Intrappolamento di particelle mediante fasci laser. Applicazioni biomediche. Diffusione Raman e Brillouin stimolata. Amplificatori e oscillatori Raman. Tecnica CARS.

Prerequisiti

Nozioni di campi elettromagnetici e di fotonica

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 45
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

V. Degiorgio. Dispense di Ottica Nonlineare.

A. Yariv. Quantum Electronics. Wiley, New York, 1989.

R. W. Boyd. Nonlinear Optics. Academic Press, London, 2003.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale.