phy 452/562 lasers and modern opticsqit.physics.sunysb.edu/wp-content/uploads/2013/06/... ·...

Prof. Eden Figueroa

Lecture 1: Introductory Remarks

PHY 452/562 Lasers and Modern Optics

August 27th 2013

Bureaucracy remarks. Breaking up the didactics. Possible experimental and computational 

projects. A little motivation.

PHY 452/562 

Instructor:Assistant Prof. Eden Figueroa

Office: A104Lab (MLPTF): S142eden.figueroa@stonybrook.edu

Office hours: W 1:30 – 3:00 PM(or with appointment)

PHY 452/562 

Lecture’s webpage:

http://qit2.physics.sunysb.edu/

Lecture notes, homeworks and lab schedule will be posted here, please visit often (and enjoy the research!) 

Recommended book:

Laser Physics, Milonni, 2nd Edition (2010)

PHY 452/562 

Topics:

1) Review of classical optics and modern physics.2) Semi‐classical model of light‐matter interaction: Lorentz model for dispersion and absorption.3) A bit of quantum mechanics: Two‐state atom in classical optical fields, density matrix approach.4) Emission and absorption, rate equations.5) Laser oscillation; gain & threshold.6) Resonators and laser modes.7) Specific laser systems and their properties.8) Applications of lasers in AMO research.

PHY 452/562 

Grading (tentative):

PHYS 452 HW, computer projects and paper review 30%Midterm exam: 30%Experimental projects: 10%Final exam: 30%

PHYS 562 HW computer projects and paper review: 30%Midterm exam: 25%Experimental projects: 15%Final exam: 30%

PHY 452/562 

Possible computational projects:

1) Simulation of two-level atom physics

2) Simulation of rate equation

For MATLAB: http://it.stonybrook.edu/services/virtual-sinc-site

PHY 452/562 

Possible experimental projects (in collaborationwith the Laser Teaching Center):1) Basic alignment of lasers and fiber optics

2) Alignmment of Fabry-Perot cavities

PHY 452/562 

Possible experimental projects (in collaborationwith the Laser Teaching Center):3) Making a diode laser work

4) Alignment of a Ti:Sa laser

PHY 452/562 

I. Motivation: Why Lasers?

PHY 452/562 

PHY 452/562 

Why Lasers?

‐ Every CD or DVD burner has a laser inside.‐More than 10 different kinds of lasers are used to make a car.‐ Lasers are used to treat many diseases.‐ Lasers help us understand nature!‐ Telecommunication links are mostly based on lasers.‐ They save your time in supermarkets.

PHY 452/562 

What is a LASER?LASER is an acronym for“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”

If a medium has many excited molecules, one photon can become many, through the process called “stimulated emission”.

Stimulated emission yields “coherent” radiation.