Den studerende vil stifte bekendtskab med moderne teknologi til frembringelse og detektering af kohærent stråling i terahertz-frekvensområdet, samt opnå indsigt i udvalgte videnskabelige anvendelser af terahertz-stråling. Den studerende få dybdegående indsigt i eksperimentelt og teoretisk arbejde, numeriske simulationer og data-opsamling indenfor terahertz optik.
Dette kursus vil give den studerende en grundig forståelse af grundlæggende principper bag moderne terahertz teknologi, og derfor vil kurset være en god platform for videre arbejde (for eksempel Master-projekt) indenfor terahertz-området. Kurset er også egnet som PhD-kursus.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Gøre rede for basale teorier for vekselvirkning mellem terahertz-stråling af stof
Forklare frembringelse af ultrahurtige THz signaler ved hjælp af fotoledende og ikke-lineære optiske processer
Forklare måling af ultrahurtige terahertz signaler ved hjælp af fotoledende og ikke-lineære optiske processer
Anvende formalisme for lineær udbredelse af electromagnetiske bølger i absorberende og dispersive medier
Anvende formalismen for statisk og tidopløst terahertz time-domæne spektroskopi til materialekarakterisering
Forklare principperne for frembringelse og måling af continuous-wave terahertz stråling
Forstå principperne bag terahertz optik (materialer, optiske komponenter, bølgeledere, metamaterialer)
Fortolke eksperimentelle målinger på baggrund af teoretiske modeller for udvalgte fysiske fænomener på picosekund-tidsskala
Forklare principperne bag terahertz imaging og tomografi
Kursusindhold:
Kurset gennemgår basale teorier for vekselvirkning mellem terahertz-stråling og stof, optiske metoder til frembringelse og måling af ultrahurtige terahertz-signaler og continuous-wave terahertz-signaler, såsom fotoledende antenner, ikke-lineære krystaller, og fire-bølgeblanding i gasser. Teorien for terahertz optik gennemgås, med vægt på materialer til terahertz-anvendelser, optiske komponenter, bølgeledere og metamaterialer. Spektroskopiske anvendelser af terahertz-stråling vil blive diskuteret grundigt, med eksempler fra spektroskopi på atomer og molekyler, biologiske materialer og halvlederstrukturer. Teknikker for terahertz-imaging vil blive gennemgået.
Kurset er opbygget som en ligelig blanding af introducerende forelæsninger, regneøvelser, og praktiske demonstrationsforsøg med frembringelse, måling, spektroskopi og imaging ved hjælp af instituttets mobile THz system. Kurset afsluttes med en rapport om et valgfrit emne indenfor pensum.
