1. Objetivos

Esta asignatura está orientada a la adquisición por parte del alumno de los conceptos e ideas generales de las diferentes técnicas básicas que pueden aplicarse en el estudio de procesos químico-físicos mediante la utilización de la espectroscopia láser. La gran variedad de técnicas (absorción, emisión espectroscopia lineal o no lineal) se describen a lo largo del curso, indicando cuales son las principales ventajas e inconvenientes de estas técnicas, así como las principales aplicaciones de cada una de ellas en situaciones o experimentos específicos.

En este curso se pretende

• » Resaltar el paper del láser en la espectroscopía.
• » Desarrollar competencia en nuevas ideas y técnicas basadas en el láser.
• » Resaltar los avances actuales en instrumentación y técnicas láser en la espectroscopía.
• » Identificar procedimientos experimentales adecuados y métodos de espectroscopía láser con aplicaciones específicas.

Superado el curso el alumno debería:

• » Comprender los principios físicos y químicos del láser.
• » Conocer los diferentes tipos de láseres y sus principales características.
• » Conocer toda una serie de técnicas basadas en instrumentación láser para estudiar sistemas de interés químico.
• » Conocer los principios de la óptica no lineal y su aplicación a la espectroscopías Raman y multifotónica.
• » Identificar métodos láser con resolución temporal y espacial que permitan aplicaciones como la fabricación de condensados de Bose-Einstein y espectroscopía de moléculas individuales.

2. Contenidos

1. Espectroscopía de absorción y de emisión. Absorción intracavidad y cavity ring-down. Espectroscopía optogalvánica. Espectroscopía de fluorescencia inducida por láser.
2. Espectroscopía en haces moleculares. Espectroscopía de saturación. Espectroscopía de polarización.
3. Espectroscopía multifotónica. Técnicas de doble resonancia.
4. Espectroscopías Raman láser, lineal y no lineal. Espectroscopía Raman aumentada en superficies. Microscopía Raman.
5. Espectroscopía de ionización multifotónica resonante (REMPI).
6. Espectroscopía resuelta en el tiempo.
7. Enfriamiento atómico con láser (condensación Bose-Einstein).
8. Detección de moléculas individuales.

3. Metodología

La docencia correspondiente al curso teórico intensivo se lleva a cabo mediante un sistema mixto que incluye i) lecciones magistrales, sobre un material didáctico previamente distribuido a los alumnos, y ii) ejercicios y trabajos prácticos, así como seminarios especializados relacionados con las materias impartidas. Esta parte intensiva es la que, de modo rotatorio, se desarrolla en una de las universidades participantes y que se coordina por el responsable local del programa. En este curso intensivo se le proponen al alumno una serie de ejercicios destinados a afianzar conceptos y a poner en práctica los conocimientos adquiridos. Una vez de vuelta a su universidad de origen, el alumno terminará de resolver los ejercicios y de realizar los trabajos prácticos propuestos bajo la supervisión del tutor de su universidad. Éste no sólo comprobará que el alumno realiza los ejercicios y trabajos sino que estará disponible para la resolución de cualquier duda que el alumno pueda plantear. A este fin dispondrá de instrucciones por parte de los profesores que imparten el curso sobre el nivel de exigencia en cada uno de los trabajos propuestos, y también sobre el nivel de dificultad que entrañan.

4. Evaluación

La evaluación de los estudiantes se realizará por parte de los profesores que imparten las asignaturas del curso teórico intensivo y el curso práctico (experimentación), de forma coordinada con los tutores de cada universidad (que deberán firmar las actas correspondientes). Una vez finalizado el curso intensivo, los alumnos han tenido que resolver una hoja de ejercicios de cada una de las asignaturas obligatorias que han entregado al correspondiente profesor/profesores de la asignatura para su corrección y evaluación. Así mismo, los alumnos han tenido que presentar un trabajo de comentario de artículos científicos representativos propuestos por los profesores de cada una de las asignaturas optativas. Todos estos trabajos se realizaron con el apoyo de tutorías mediante correo electrónico por parte de los profesores responsables de cada asignatura. La evaluación de los alumnos por parte del profesorado se ha basado en la asistencia y trabajo por parte de los alumnos durante las clases presenciales (70%) y en la evaluación de los ejercicios/trabajos propuestos realizados postreriormente de forma individual (30%).

5. Bibliografía

• [1] W. Demtrõder, Laser Spectroscopy, Basic Concepts and Instrumentation , 3rd Edition, Springer, Berlin 2003.
• [2] J.M. Hollas, High resolution Spectroscopy, 2nd Edition, John Wiley & Sons, NY 1998.
• [3] D.L. Andrews, Lasers in Chemistry, 3rd Edition, Springer-Verlag, Berlin 1997.
• [4] J.I. Steinfeld, Molecules and Radiation, 2nd Edition, Plenum Press, NY 1985.
• [5] J. L. McHale, Molecular Spectroscopy, Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1999.
• [6] W. S. Struve, Fundamentals of Molecular Spectroscopy, John Wiley & Sons, 1989.
• [7] J. Brown and A. Carrington, Rotational Spectroscopy of Diatomic Molecules, Cambridge University Press, 2003.
• [8] Andrews, D. L. and A. A. Demidov (editors), An Introduction to Laser Spectroscopy, Springer Verlag, 2002.