Docente/i: Federico Pirzio  

Denominazione del corso: Quantum electronics
Codice del corso: 504993
Corso di laurea: Electronic Engineering
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: FIS/03
L'insegnamento è affine per: Electronic Engineering
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: http://www-3.unipv.it/fis/Quantum_Electronics/index.htm
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Obiettivi formativi specifici

Il corso si pone l'obiettivo di fornire i fondamenti della Meccanica Quantistica. Le nozioni di base acquisite nella prima parte del corso saranno utilizzate per affrontare il problema dell'interazione radiazione-materia e spiegare la fisica alla base del funzionamento dei LASER

Programma del corso

Programma del corso

• Fenomenologia del Dualismo onda-corpuscolo
• Postulati della Meccanica Quantistica, Equazione di Schrödinger
• Problema agli Autovalori, esempi rappresentativi di buche di potenziale
• Momento angolare in Meccanica Quantistica, atomo di Idrogeno e tavola periodica degli elementi
• Particelle identiche, Spin e cenni alla statistica di bosoni e fermioni
• Teoria delle perturbazioni non dipendenti dal tempo
• Teoria delle perturbazioni dipendenti dal tempo
• Interazione mediata da dipolo elettrico, regola d'oro di Fermi
• Assorbimento, emissione spontanea e stimolata, coefficienti A e B di Einstein
• Formalismo della Matrice densità, interazione radiazione materia
• Sistemi a 3 e 4 livelli, equazioni di bilancio
• Risonatori ottici
• Funzionamento di un laser in Free-Running
• Regimi pulsati: Q-Switching e Mode-Locking
• Esempi rappresentativi di diversi tipi di LASERs (Laser a Gas, Laser a Stato Solido, Laser in fibra, Laser a semiconduttore

Prerequisiti

I concetti matematici e fisici forniti dalla laurea di primo livello (Meccanica, Elettromagnetismo e Ottica, Geometria, Algebra a metodi Matematici). I concetti illustrati nel corso di Fotonica sono importanti, ma non indispensabili alla comprensione della materia trattata in questo corso

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

Non farò riferimento specifico nelle mie lezioni ad alcun testo in particolare, ma gli argomenti trattati nella prima parte del corso sono affrontati in tutti i numerosi testi di Meccanica Quantistica presenti nella Biblioteca della Facoltà. Indico qualche riferimento bibliografico anche per la seconda parte del corso più specificamente dedicata alla fisica dei LASERs

D. J. Griffiths. Introduzione alla Meccanica Quantistica. Casa Editrice Ambrosiana.

A. Yariv. Quantum Electronics. Pearson Prentice Hall.

C.L. Tang. Fundamentals of quantum mechanics, for solid state electronics and optics. Cambridge University Press.

W. Koechner. Solid-State Laser Engineering (6th Edition). Springer. E' il testo di riferimento per gli ingegneri che vogliano imparare a progettare una sorgente laser industriale .

A.E. Siegman. Lasers. University Science Books.

O. Svelto. Principles of Lasers. Plenum.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame finale consiste in un colloquio orale