Docente/i: Antoniangelo Agnesi  

Denominazione del corso: Industrial laser design
Codice del corso: 505015
Corso di laurea: Electronic Engineering
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/01
L'insegnamento è caratterizzante per: Electronic Engineering
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: http://www.unipv.it/fis/PLI

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.

Prerequisiti

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

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

Dispense (A. Agnesi). 
Per approfondimenti e integrazioni: 
O. Svelto: Principles of Lasers, Springer, New York, 2010

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale, con discussione di un progetto assegnato. Data e ora del colloquio potranno essere concordate in base a precisa richiesta dello studente.