Физические основы лазерных технологий

Цель курса — дать глубокое понимание физических процессов, происходящих при взаимодействии мощного лазерного излучения с веществом, и рассмотреть физические проблемы этого взаимодействия.
Применение знаний, полученных при изучении курса, будет способствовать повышению эффективности как существующих производств, так и внедрению лазерных технологических процессов в еще не охваченные области промышленности.

В состав курса входят еженедельный блок видеолекций, включающий в себя как знакомство с теоретическим  материалом, так и разбор практических задач. Каждый блок завершается коротким тестом, направленным на закрепление и проверку полученных навыков.

Курс рассчитан на 13 недель.

Недельная нагрузка – 4 академических часа.

Общая трудоемкость курса – 4 зачетные единицы.

Курс включает два основных раздела:

1. Физические процессы, происходящие при взаимодействии мощного лазерного излучения с металлами, полупроводниками и диэлектриками и
2. Лазерные технологические установки и лазерные технологические процессы.

В ходе курса учащиеся будут ознакомлены не только с принципами работы различных технологических лазеров, но и с недостатками и преимуществами всех используемых активных элементов технологических лазеров, включая самые современные волоконные лазеры. 

В качестве примера использования лазеров в технологии будет подробно рассмотрена современная лазерная технология в области электроники и создания интегральных схем. Весьма интересным для учащихся представляется раздел лазерной химии, основанный на резонансном возбуждении атомов и молекул лазерным излучением. Здесь учащиеся получают новую информацию об уникальных возможностях лазерного излучения для разделения изотопов (включая разделение изотопов в атомной промышленности), получению особо чистых веществ и синтезу новых материалов.

Курс включает два основных раздела:

 1. Физические процессы, происходящие при взаимодействии мощного лазерного излучения с металлами, полупроводниками и диэлектриками;

 2. Лазерные технологические установки и лазерные технологические процессы.

Курс состоит из следующих разделов:

1. Введение в лазерные технологии.

2. Процессы передачи энергии лазерного излучения.

3. Механизмы поглощения лазерного излучения.

4. Оптические свойства материалов.

5. Процессы нагрева материалов при воздействии лазерного излучения.

6. Нелинейные случаи нагрева материала лазерным излучением.

7. Физические свойства лазерной плазмы.

8. Методы исследования взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом.

9. Лазерные технологические установки.

10. Лазерные технологические установки на основе твердотельных лазеров.

11. Лазерные технологические установки на основе CO2-лазеров.

12. Лазерная технология полупроводников.

13. Лазерная химия.

По завершении этого курса Вы сможете:

1. объяснить, как проходит процесс взаимодействия лазерного излучения с металлами, полупроводниками и диэлектриками;

2. выбрать оптимальный тип технологического лазера для осуществления того или иного технологического процесса;

3. построить оптимальную схему лазерной технологической установки;

4. дать рекомендации для оптимизации того или иного технологического процесса;

5. дать рекомендации по внедрению лазерной технологии в различные производства. Чтобы наиболее полно овладеть материалом курса, учащиеся должны обладать знаниями основ физики твердого тела, лазерной физики, квантовой механики и статистической физики.

Знание процессов взаимодействия лазерного излучения с металлами, полупроводниками и диэлектриками;

Умение выбирать оптимальный тип технологического лазера для осуществления того или иного технологического процесса; 

Умение давать рекомендации для оптимизации того или иного технологического процесса;

Умение давать рекомендации по внедрению лазерной технологии в различные производства. 

Навыки построения оптимальной схемы лазерной технологической установки;