Det overordnede formål med kurset er at forstå den fundamentale fysik og teknologi bag ultrahurtige lasere, og at få en forståelse for, hvorledes dette muliggør cutting-edge fundamental videnskab samtidig med et stort impact indenfor industrielle anvendelser med stort kommercielt potentiale. Specifikt vil kurset beskrive, hvordan ultrahurtige laserpulser skabes, hvordan de udbreder sig, og hvordan man måler dem. Kurset beskriver også vekselvirkning mellem ultrahurtige laserpulser og materialer, og hvordan de kan anvendes til at undersøge dynamiske processer på femtosekund-tidsskala, der er naturlig for bevægelsen af elektroner i materialet. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Beskriv driften af ​​en continous-wave laser og beskriv repræsentationer af ultrakorte laserimpulser og deres nøgleegenskaber ved hjælp af matematiske klassifikationer;
• Forklar princippet om aktiv modelocking ved hjælp af en forenklet ramme til at analysere nøglekomponenternes bidrag til den overordnede laserdynamik;
• Vis hvordan vekselvirkningen mellem ​​ultrakorte laserimpulser og et dispersivt medium kan påvirke pulsformen;
• Anvend en matematisk model til at evaluere egenskaberne af ultrakorte laserimpulser genereret af en passivt modelocked laser;
• Skitser design og forklar driftsgrænserne for instrumenter, der kan måle ultrakorte laserimpulser;
• Skabe en princip-skitse over opbygningen af et ultrahurtigt lasersystem og argumentere for, hvordan de trufne valg opfylder kravene til specifikke anvendelser;
• Beskrive vigtigheden af carrier-envelope stabilitet af kilder til single-cycle og sub-cycle lyspulser og optiske frekvenskamme;
• Designe en metodologi for frembringelse af midt-infrarød og terahertz-stråling baseret på ikke-lineær optisk frekvenskonvertering, og forklare det teoretiske grundlag for vekselvirkningen;
• Analysere eksperimentelle spektroskopidata fra laboratoriet med henblik på at bestemme fysiske egenskaber af et materiale.

Kurset er sammensat af tre blokke: Fundamental teori, praktiske systemer og anvendelser. Disse blokke indeholder følgende emner:
• Overblik over essentielle egenskaber ved lasere og overblik over ultrahurtige lyspulser;
• Frembringelse og modellering af ultrahurtige laserpulser;
• Dispersion af ultrahurtige laserpulser og teknikker til pulskomprimering;
• Måleteknikker til ultrahurtige laserpulser: Korrelationsmetoder og fuld rekonstruktion af
det elektriske felt;
• Udvikling af chirped pulse amplification (CPA);
• Parametrisk forstærkning og frekvenskonvertering;
• Carrier envelope fasestabilitet, few-cycle laserpulser og optiske frekvenskamme;
• Moderne ultrahurtige lasersystemer;
• Ultrahurtige midt-infrarøde og terahertz kilder;
• Varme emner i ultrahurtig videnskab: Ultrahurtig spektroskopi (pump-probe, tr-ARPES,
UED m.fl.), strong-field fænomener, etc; 24. november, 2023