Docente/i: Antoniangelo Agnesi  

Denominazione del corso: Progettazione di laser industriali()
Codice del corso: 503275
Corso di laurea: Ingegneria Elettronica
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: FIS/03
L'insegnamento è affine per:
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: http://www.unipv.it/fis/PLI/index.html

Obiettivi formativi specifici

Il corso presenta i principi del funzionamento dei laser in relazione a sistemi e materiali specifici. L’obiettivo è di fornire allo studente la conoscenza necessaria per capire ed usare al meglio i più diffusi tipi di laser nell’ambito della sua carriera professionale, e di coglierne l’evoluzione tecnologica. In particolare, viene spiegato con esempi concreti l’approccio alla progettazione dei laser a stato solido. Questo settore assorbe attualmente la maggior parte di professionisti che si occupano della progettazione di sorgenti o di ottimizzazione delle loro applicazioni industriali. Infine vengono discusse le principali applicazioni dei laser industriali e quelle fortemente emergenti delle sorgenti ultraveloci.

Programma del corso

Oscillatore laser in continua
Sistemi a 4 livelli e a quasi 3 livelli. Fattori che determinano la soglia e l’efficienza.

Risuonatori ottici
Fasci gaussiani e formalismo ABCD. Risuonatori stabili. Qualità spaziale. Risuonatori instabili.

Tecniche di controllo dello spettro di emissione

Tipi di laser di notevole rilievo tecnologico
Laser a stato solido. Laser in fibra. Laser a semiconduttore a pompaggio elettrico e ottico. Cenni ad altri laser.

Regimi di funzionamento impulsato al nanosecondo e sub-ns
Q-switching a bassa frequenza e comportamento ad alta frequenza. Gain-switching. Cavity dumping. Dispositivi di switching. Mode locking: tecniche e dispositivi. Criterio di stabilità per cw-ML passivo. Propagazione in mezzi dispersivi con nonlinearità Kerr. Tecnologie delle sorgenti a impulsi ultracorti (ps/fs).

Tecniche di misura di impulsi ultracorti

Esempi di progettazione di laser a stato solido in regime continuo e in Q-switching

Amplificatori di potenza in regime continuo e in regime pulsato

Sorgenti a stato solido dotate di convertitori di frequenza: armoniche, generazione parametrica e Raman

Applicazioni industriali dei laser di potenza (marcatura, taglio, saldatura, foratura, trimming, trattamenti superficiali)

Applicazioni industriali e biomediche degli impulsi ultracorti (micromarcatura, microscopia nonlineare, tomografia ottica coerente)

Prerequisiti

Nozioni di elettromagnetismo, di ottica geometrica e ondulatoria, di componenti ottici e optoelettronici.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 40
Esercitazioni (ore/anno in aula): 7
Attività pratiche (ore/anno in aula): 4

Materiale didattico consigliato

A. Agnesi. Dispense.

O. Svelto. Principles of Lasers. Springer, New York, 2010. (per approfondimenti e integrazioni).

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale. Data e ora del colloquio potranno essere concordate in base a precisa richiesta dello studente.