Appunti di lezioni;
Dynamic Light scattering, B.Berne and R.Pecora;
Principles of laser, O.Svelto;
Obiettivi Formativi
Apprendimento delle tecniche ottiche per l'investigazione spettroscopica delle fasi condensate.
Prerequisiti
Laurea triennale
Metodi Didattici
lezioni frontali e esperienze di laboratorio
Modalità di verifica apprendimento
Preparazione di una relazione scritta sulle esperienze di laboratorio e esame orale
Programma del corso
Parte introduttiva (16 ore frontali):
Introduzione alla fisica delle sorgenti LASER e dell’interazione-radiazione materia:
assorbimento, emissione spontanea e stimolata, equazioni per un sistema a due livelli, fenomeni di amplificazione, equazioni del flusso di fotoni, popolazioni di equilibrio e fuori equilibrio. Principio di funzionamento di una sorgente laser: elementi costituenti e processo di feedback, schemi di pompaggio dei livelli. Definizione generale di cavità aperte e modi del campo e.m.; modi longitudinali e trasversali; semplice calcolo delle frequenze risonanti. Cavità Laser: piane-parallele, concentriche e confocali. Definizione delle condizioni di stabilità di una cavità laser e stabilità delle diverse tipologie di cavità. Introduzione ai vari mezzi attivi presenti nei laser.
Caratteristiche della radiazione e.m. prodotta dalle sorgenti Laser:
Caratteristiche spettrali dei laser multimodo e singolo modo, Definizione del parametri di coerenza spaziale e temporale e loro misura tramite misure interferometriche, proprietà di direzionalità fasci limitati per diffrazione, definizione e significato della Radianza/Intensità di un fascio laser.
Introduzione agli esperimenti di spettroscopia ottica e descrizione di un set-up sperimentale:
Processi di diffusione della luce; scattering singolo vs multiplo, processi di scattering da particelle di dimensione diversa (geometrico, Mie e Rayleigh). Misure di scattering spontaneo della luce, risolto nel dominio delle frequenze (Raman-Brilluoin) e nel dominio dei tempi (Optical Kerr Effect). Introduzione alle tecniche di spettroscopia basate sull'ottica non-lineare e sorgenti pulsate ultracorte.
Esperienze di laboratorio (40 ore di laboratorio):
I esperienza: Misure di risolte nel dominio delle frequenze, spettroscopia Raman.
II esperienza: Misure di risolte nel dominio dei tempi, spettroscopia OKE .