Программа вступительных испытаний (междисциплинарного экзамена) для поступающих в магистратуру по направлению 12. 04. 05 «Лазерная техника и лазерные технологии»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.»

Институт электронной техники и машиностроения

Кафедра «Сварка и металлургия»

«Утверждаю» Проректор по УР СГТУ д.и.н., профессор ___________Г.В. Лобачева «___»__________2014 г.

ПРОГРАММА

вступительных испытаний (междисциплинарного экзамена)

для поступающих в магистратуру

по направлению 12.04.05 «Лазерная техника и лазерные технологии»

Программа утверждена на заседании кафедры СМ

« 14 » ноября 2014 года, протокол № 4

Зав. кафедрой Родионов И.В.

Саратов 2015

Вступительные испытания для поступающих в магистратуру по направлению 12.04.05 «Лазерная техника и лазерные технологии» проводятся в соответствии с Правилами приёма в СГТУ в форме письменного тестирования (междисциплинарный экзамен) по настоящей программе.

Для поступления в магистратуру по 12.04.05 «Лазерная техника и лазерные технологии» абитуриент должен иметь знания по следующим дидактическим единицам:

Основы начертательной геометрии. Конструкторская документация. Оформление чертежей. Изображения и обозначения элементов деталей и сборочных единиц. Рабочие чертежи деталей, сборочный чертеж и спецификация изделия. Элементы геометрии деталей. Изображения, надписи, обозначения. Рабочие чертежи деталей. Выполнение эскизов деталей машин. Изображения сборочных единиц. Сборочный чертеж изделий. Современные стандарты компьютерной графики; графические диалоговые системы; применение интерактивных графических систем.

1. 
   Брандзишевская Л.К., Зайцев Ю.А., Бородулина С.В. Сборочные чертежи: учеб. пособие по дисциплине «Инженерная графика» для студентов техн. спец. Саратов: Изд-во СГТУ. Электронная версия. 2011.
   
2. 
   Локтев О.В. Краткий курс начертательной геометрии: учеб. для втузов. 7-е изд., стер. / О.В. Локтев. М.: Высшая школа, 2011. 136 с.
   
3. 
   Фролов С.А. Сборник задач по начертательной геометрии: учеб. пособие / С.А. Фролов. СПб.: Лань, 2008. 192 с.
   
4. 
   Начертательная геометрия и черчение [Электронный ресурс] : учебник для вузов / А. А. Чекмарев. - 3-е изд., перераб. и доп. - Электрон. текстовые дан. - М. : Юрайт : ИД Юрайт, 2011. -
   
5. 
   Инженерная графика : учебник / А. А. Чекмарев. - 9-е изд., перераб. и доп. - М. : Высшая школа, 2007. - 382 с. : ил. ; 21 см. - Библиогр.: с. 370.
   

6. 
   Чекмарев А.А. Осипов В.К. Справочник по машиностроительному черчению. М., Высшая школа, 2007 г.
   
7. 
   Государственные стандарты еденной системы конструкторской документации (ЕСКД).
   
8. 
   Инженерная графика: В 3-х кН. Кн. 3. Компьютерные технологии и графика: учебник/ П.Н. Учаев, В.И. Якунин, С.Г. Емельянов и др. – М.:Высшая школа, 2007
   
9. 
   Лагерь А.И., Михайленко Е.И. Компьютерная графика: учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2006
   

Работа оптических квантовых генераторов. Физические принципы работы лазеров. Характеристики лазерного излучения. Способы управления параметрами луча. Принцип действия наиболее важных газовых, жидкостных и твердотельных лазеров. Измерение энергии, мощности лазерного излучения. Расходимость лазерного пучка.

1. 
   Пржевуский А.К., Никоноров Н.В. Конденсированные лазерные среды: Учебное пособие. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. - 147 с. http://window.edu.ru/window/library?p_rid=67391&p_rubr=2.2.75.26.27
   
2. 
   Основы квантовой электроники и лазерной техники : учеб. пособие / В. А. Малышев. - М. : Высш. шк., 2009. - 543 с.
   
3. 
   Квантовая электроника. Приборы и их применение : учеб. пособие / В. И. Дудкин, Л. Н. Пахомов. - М. : Техносфера, 2009. - 432 с.
   
4. 
   Киселев Г.Л. Квантовая и оптическая электроника Учебное пособие. 2-е изд., испр. и доп. — СПб.: Издательство «Лань», 2011. — 320 с: ил. http://www.twirpx.com/file/1041439/
   

5. 
   Квантовая электроника. Приборы и их применение: Учебное пособие / В.И.Дудкин, Л.Н.Пахомов / М.: Техносфера, 2006. — 432 с. http://www.twirpx.com/file/1178807
   
6. 
   Журнал «Квантовая электроника» 2009-2013 гг.
   

Поглощение, отражение, рассеяние, проускание лазерного излучения в металлах полупроводниках и диэлектриках. Поверхностные электромагнитные волны, структура и распределение полей, условия существования. Лазерный нагрев материалов. Тепловые эффекты в конденсированных средах. Уравнение теплопроводности, начальное и граничные условия. Термические эффекты при импульсном лазерном воздействии на металлы. Линейные режимы лазерного нагрева Нелинейные режимы лазерного нагрева. Лазерное окисление. Лазерное разрушение поглощающих материалов. Лазерная абляция. Лазерное испарение и возбуждение плазмы. Формирования лазерно-индуцированного поверхностного рельефа. Основные особенности оптического пробоя и разрушения прозрачных диэлектриков. Воздействие сверхкоротких лазерных импульсов на материалы.

1. Квантовая электроника. Приборы и их применение : учеб. пособие / В. И. Дудкин, Л. Н. Пахомов. - М. : Техносфера, 2006. - 432 с.

4. Либенсон М.Н., Яковлев Е.Б., Шандыбина Г.Д. «Взаимодействие лазерного излучения с веществом (силовая оптика)». Часть I. Поглощение лазерного излучения в веществе / Под общей редакцией В.П. Вейко. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2008. - 141 с.

http://window.edu.ru/window/library?p_rid=57884&p_rubr=2.2.75.26.27
4. Когерентная И НЕЛИНЕЙНАЯ оптика

Физические процессы, связанных с формированием и распространением когерентного излучения в разнообразных оптических системах и передающих средах. Понятие когерентности. Пространственная когерентность, временная когерентность излучения. Основы когерентной оптики. Связь характеристик излучения с его когерентными свойствами. Преобразование Фурье и его основные свойства. Функция корреляции. Возможности использования когерентного излучения. Одно- и многомодовый режимы излучения лазера. Дифракция и интерференция когерентного излучения. Понятие спекла и спекл-интероферометрии.

Локальные и нелокальные нелинейные оптические эффекты. Нелинейная поляризация и дисперсия поляризованных процессов. Распространение света в анизотропных средах. Уравнения Максвелла и волновое уравнение нелинейной оптики. Лазерные умножители частоты. Фазовый синхронизм. Генерация второй гармоники. Параметрические лазерные усиления. Генерация и преобразование частоты. Комбинационное рассеяние света. Адаптивная оптика и обращение волнового фронта,. Самофокусировка луча. Фазовая самомодуляция и компрессия. Нелинейная спектроскопия.

основная литература по изучению курса:

1. Оптика и фотоника : принципы и применение : в 2 т. : учеб. пособие / Б. Салех, М. Тейх ; пер. с англ. В. Л. Дербова. - Долгопрудный : ИД Интеллект, 2012 - .Т. 1. - 2012. - 760 с.

2. Оптика и фотоника : принципы и применение : в 2 т. : учеб. пособие / Б. Салех, М. Тейх ; пер. с англ. В. Л. Дербова. - Долгопрудный : ИД Интеллект, 2012 - Т. 2. - 2012. - 784 с.

3. Квантовая электроника. Приборы и их применение: Учебное пособие / В.И.Дудкин, Л.Н.Пахомов / М.: Техносфера, 2006. — 432 с. http://www.twirpx.com/file/1178807/

Оптические материалы. Производство оптических материалов, изготовление заготовок оптических деталей. Нормируемые параметры качества оптического стекла Параметры и физико-механические свойства оптических материалов. Основные технологические операции формообразования оптических деталей. Основные требования к форме, взаимному расположению и качеству поверхности оптических деталей. Обрабатывающие и вспомогательные материалы. Соединение оптических деталей, нанесение рисунка, виды и методы изготовление интерференционных покрытий. Технология изготовления сферических поверхностей, шаровидных линз, волоконно-оптических элементов, активных тел лазерных резонаторов

1. Вильчинская С.С., Лисицын В.М. Оптические материалы и технологии. Учебное пособие. - Томск, ТПУ, 2011. - 107 с.

2. Оптические измерения / А. Н. Андреев, Е. В. Гаврилов, Г. Г. Ишанин и др. - М. : Университетская книга : Логос, 2008. - 416 с.

Лазерные интеференционные измерения. Лазерные интерферометры. Динамические интерференционные измерения. Лазерное гетеродинирование. Оптические схемы лазерных анемометров. Спекл-эффект в лазерном свете. Лазерные спекл-интерферометры. Голографическая интерферометрия, цифровая голографическая интерферометрия. Корреляционная спекл-интерферометрия.

Оптический диапазон. Параметры луча. энергетические величины. Спектральные плотности энергетических величин. Спектральные параметры и характеристики излучения.  Измеряемые параметры и характеристики лазерного излучения.

Болометры. Калориметры. Тепловые приемники излучения. Физические основы работы приёмников на внешнем фотоэффекте, параметры и рабочие характеристики ФЭ, ФЭК, ФЭУ, ЭОП и других приемников сигнала. Физические основы работы приёмников на внутреннем фотоэффекте: фоторезисторы, фотодиоды, фототриоды, матрицы ПЗС.  Основные математические методы обработки сигналов. Основные серийные приёмники излучения. Принципы цифровой обработки сигналов. Принципы построения систем цифровой обработки информации в информационно-управляющих системах.

основная литература по изучению курса:

1. Оптические измерения / А. Н. Андреев, Е. В. Гаврилов, Г. Г. Ишанин и др. - М. : Университетская книга : Логос, 2008. - 416 с.

2. Электроника : учеб. пособие / А. А. Щука ; ред. А. С. Сигов. - СПб. : БХВ-Петербург, 2006. - 800 с.

3. Вычислительная оптика : справ. / М. М. Русинов [и др.] ; под ред. М. М. Русинова. - 2-е изд. - М. : Изд-во ЛКИ, 2008. - 424 с.
8. Лазерные методы обработки материалов

Тепловая модель обработки. Влияние длительности импульса, энергии и длины волны излучения на обработку. Лазерное термоупрочнение. Лазерная сварка. Лазерная резка и прошивка отверстий.. Лазерная маркировка и гравировка, лазерное фрезерование. Лазерная очистка. Лазерное структурирование. Модель обработки кулоновским взрывом. Короткоимпульсная обработка.

Комплексы прецизионной обработки в микро– и наноэлектронике. Технологии обслуживания лазерных установок. Техника безопасности при работе с лазерными установками.

основная литература по изучению курса:

1. Лазеры. Исполнение, управление, применение / Ю. Айхлер, Г. -И. Айхлер ; пер. с нем. Л. Н. Казанцевой. - М. : Техносфера, 2008. - 440 с. : ил. ; 25 см. - (Мир физики и техники). - ISBN 978-5-94836-167-3

2. Вейко В.П., Петров А.А. Опорный конспект лекций по курсу "Лазерные технологии". Раздел: Введение в лазерные технологии. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. - 143 с. http://window.edu.ru/resource/003/63003

3. Либенсон М.Н., Яковлев Е.Б., Шандыбина Г.Д. «Взаимодействие лазерного излучения с веществом (силовая оптика)». Часть I. Поглощение лазерного излучения в веществе / Под общей редакцией В.П. Вейко. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2008. - 141 с.

4. Вейко В.П., Смирнов В.Н., Чирков А.М., Шахно Е.А. Лазерная очистка в машиностроении и приборостроении: Учебное пособие. - СПб.: НИУ ИТМО, 2013. - 103 с.

http://window.edu.ru/resource/047/79047

5. Вакс Е.Д., Миленький М.Н., Сапрыкин Л.Г. Практика прецизионной лазерной обработки. – Москва: Техносфера, 2013. – 696 с.

Понятие аналитической спектроскопии. Спектральные линии, интенсивность спектральных линий. Эмиссия и абсорбция излучения. Лазерные методы в спектроскопии. Эмиссионная лазерная спектроскопия (LIBS). Абсорбционная лазерная спектроскопия. Спектроскопия рассеяния. Лазерные источники для масс-спектрометрии. Оптические дисперсионные приборы. Системы регистрации и обработки спектров. Качественный и количественный анализ состава материалов.

Принципы проектирования и конструирования оптических и оптико-электронных приборов и устройств. Методы параметрического и точностного синтеза и анализа выбранных вариантов конструкций.

Основные узлы лазерных установок. Анализ типовых узлов лазерных приборов и устройств, выбор материалов для изготовления деталей узлов. Оптимальные схемы сборки узлов Правила выбора типовых узлов для использования их в конкретных лазерных приборах и устройствах. Выбор источника лазерного излучения. Выбор оптической и фокусирующей системы. Выбор системы перемещения детали, координатные столы. Выбор системы управления лучом, сканаторы. Выбор систем управления, программное обеспечение.

Методики расчёт узлов лазерных установок. Нормативная документация при выборе унифицированных и стандартизированных узлов. Порядок расчёта и правила разработки схем управления узлами, правила оформления спецификации и текстовой документации.

Контрольно-юстировочные операции при сборке типовых узлов и приборов. Использования компьютерных программ для проведения конструкторско-технологического размерного анализа. Факторы, влияющие на показатели качества сборочных единиц, узлов и прибора. Техническое задание на проектирование оснастки.

основная литература по изучению курса:

1. Оптика и фотоника : принципы и применение : в 2 т. : учеб. пособие / Б. Салех, М. Тейх ; пер. с англ. В. Л. Дербова. - Долгопрудный : ИД Интеллект, 2012 - .
   Т. 1. - 2012. - 760 с. : цв.ил. ; 24 см. - ISBN 978-5-91559-038-9

2. Лазеры. Исполнение, управление, применение / Ю. Айхлер, Г. -И. Айхлер ; пер. с нем. Л. Н. Казанцевой. - М. : Техносфера, 2008. - 440 с.

3. Бурбаев А.М. Отработка технологичности конструкций оптических приборов / Учебное пособие. - СПб: СПбГУИТМО, 2005.- 95 с. -http://books.ifmo.ru/book/pdf/54.pdf

4. Рагузин Р.М. Принципы системного проектирования оптических приборов / Учебное пособие. Часть II. - СПб: СПб ГУ ИТМО, 2006. - 282 с.