Lehre

Grundlagen der Laserphysik (Bachelor):

Für fast alle hier ansässigen Arbeitsgruppen haben Laser als experimentelles Werkzeug zentrale Bedeutung. Angeboten wird eine niederschwellige Einführung in dieses Querschnittsthema. Bei den begleitenden Exkursionen zu verschiedenen Arbeitsgruppen im FB10, FB15 und FB16 und (mindestens) einer Firma in Raum Kassel lernen wir Anwendungen von Lasertechnologie kennen. In der Übung besprechen wir eine Publikation der Arbeitsgruppe, die wir im Anschluss besuchen. Die vollen Credits gibt es für den Besuch aller drei Teile des Angebots.

Details der Vorlesung: 

  • Credits: 6

  • Durchführung: Jedes Wintersemester (Montags 10-13 Uhr; Mittochs 14-17 Uhr)

  • Räume: Montag, 1245/Mittwoch, 2131 (WS 2026/2027)

  • Kontakt: Prof. Dr. Jochen Mikosch (mikosch@uni-kassel.de)

  • Zielgruppe: Die Vorlesung richtet sich vor allem an Bachelor-Studierende von Physik, Nano und Chemie im 3. Semester, ist aber auch für andere Semester und die Ingenieurstudiengänge offen und jeweils als Wahlpflichtmodul zugelassen. 

Gliederung der Vorlesung:

  • Einführung: Laser und ihre Anwendungen

  • Licht (elektromagnetische Wellen): Elektromagnetische Wellen im Vakuum und in Materie, Interferenz und Kohärenz, Statistische Eigenschaften des Lichts

  • Wechselwirkung von Licht und Materie: Struktur von Atomen und Molekülen, Wechsel-wirkung von Atomen und Licht, Verstärkung von kohärenter Strahlung

  • Optische Resonatoren: Fabry-Perot Interferometer und Resonator, Konfokale Resonatoren und transversale Moden, andere Stehwellen-Resonatoren und Stabilitätsdiagramm, Geometrische Regeln für die Stabilität linearer Resonatoren, Instabile Resonatoren bei Lasern, Ringresonatoren, Gütegeschaltete Resonatoren, Laser-Resonatoren und Kohärenz

  • Das Laser-Prinzip: Grundlegender Aufbau und Funktionsweise, Reines Zweiniveausystem kann kein Lasermedium sein, Ratengleichungen für Drei- und Vierniveausysteme bei stationärem Betrieb, Schwellenverhalten und Superstrahlung, Optimale Auskopplung beim Laser-Resonator, Nicht-lineare Laserdynamik, Relaxationsschwingungen, Spiken von Lasern

  • Typen von Lasern und deren Eigenschaften: Gaslaser, Farbstofflaser, Festkörperlaser, Diodenlaser

Ultrashort Laserpulses and their Application (Master):

Details of the lecture:

  • Credits: 8

  • Schedule: Every Summer Term

  • Room: To be announced

  • Contact: Prof. Dr. Jochen Mikosch (mikosch@uni-kassel.de), Dr. Hendrike Braun (braun@physik.uni-kassel.de)

  • Target audience: The is intended for the physics and nanostructure Master program. The module consists of a lecture (Prof. Jochen Mikosch), a tutorial and a software-based project (Dr. Hendrike Braun).

Structure of the lecture:

Introduction: What is ultrashort / Pillars of femtosecond science?

  • Recap of Foundations of Laserphysics: Interaction of light and matter, Principal components of a laser, Amplification of coherent radiation, Laser rate equations, Laser resonators

  • Elements of non-linear optics: Introduction, χ(2) and χ(3) processes, Second Harmonic Generation (SHG) / Frequency doubling, Frequency mixing / Optical Parametric Amplification (OPA), Self-focussing and self-phase modulation

  • Generation of short and ultra-short laser pulses: Q-switching, Mode-locking, Active and passive mode-locking in laser oscillators

  • Generation of intense and wavelength-tunable femtosecond pulses: Chirped Pulse Amplification (CPA), Optical Parametric Amplification (OPA), Non-collinear OPA (NOPA) and OPCPA, Hollow-core fibre compression

  • Characterization of ultrashort laser pulses

  • Pulse shaping

  • Selected Applications of ultrashort laser pulses: Strong-field ionization and molecular alignment, Pump-Probe Experiments, Experience report from a laser physicist in industry

Physikalisches Seminar (Bachelor):

Details der Vorlesung: 

  • Credits: 4

  • Durchführung: Jedes Wintersemester (Diese Veranstaltung ist ein Pflichmodul im Bachelor und wurde von Prof. Dr. Jochen Mikosch im Wintersemester 2022/23, 2023/24 und WS 2024/25 durchgeführt).

  • Kontakt: Prof. Dr. Jochen Mikosch (mikosch@uni-kassel.de)

Experimental Physics Seminar (Master):

  • Credits: 5

  • Durchführung: Jedes Wintersemester (Diese Veranstaltung ist ein Pflichmodul im Master und wurde von Prof. Dr. Jochen Mikosch im Wintersemester 2025/2026 durchgeführt).

  • Kontakt: Prof. Dr. Jochen Mikosch (mikosch@uni-kassel.de)