1 OPISY KURSÓW • Kod kursu: ETD 4068 • Nazwa kursu

OPISY KURSÓW

Kod kursu:
ETD 4068

Nazwa kursu:
Optoelektronika I

Język wykładowy:
polski
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS

Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Seminarium
2
egzamin
2
60
Poziom kursu: studia I stopnia stacjonarne, podstawowy
 Wymagania wstępne: zjawiska optyczne w ciele stałym, przyrządy półprzewodnikowe
podstawy mikroelektroniki

Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: Marek Tłaczała, dr hab. inż., prof. PWr
 Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego: dr hab. inż.
Regina Paszkiewicz, dr inż. Ryszard Korbutowicz, dr inż. Beata Ściana, dr inż. Damian
Radziewicz, dr inż. Iwona Zborowska-Lindert

Rok: ..II.... Semestr:..4

Typ kursu: obowiązkowy
 Cele zajęć (efekty kształcenia): Słuchacz wykładu zdobywa wiedzę niezbędną do
zrozumienia zjawisk optycznych w półprzewodnikach. Otrzymuje podstawową wiedze
dotyczącą kierunków rozwoju i obszarów zastosowania optoelektroniki. Poznaje podstawy
fizyczne działania podstawowych przyrządów i układów optoelektronicznych mających
zastosowanie w telekomunikacji, medycynie, zaawansowanych technologiach wytwarzania i
obróbki mechanicznej, technice pomiarowej i czujnikach. Poznaje zasady stosowania lub
wytwarzania przyrządów optoelektroniki, takich jak diody elektroluminescencyjne i lasery
półprzewodnikowe. Dodatkowo, zdobyta wiedza umożliwia lepiej zrozumieć i wykorzystać
pracę telekomunikacyjnych systemów techniki światłowodowej i innych systemów
wykorzystujących źródła i detektory promieniowania.

Forma nauczania: tradycyjna
 Krótki opis zawartości całego kursu: Optoelektronika – definicja, kierunki rozwoju,
obszary zastosowania. Charakterystyki optyczne ciała stałego. Klasyfikacja i podstawy
zjawisk optycznych w półprzewodnikach. Absorpcja i generacja światła. Struktury
niskowymiarowe. Zjawiska kwantowe w strukturach optoelektronicznych. Baza materiałowa
dla
optoelektroniki.
Materiały AIIIBV.
Związki
wieloskładnikowe. Elementy
1
optoelektroniczne. Podstawy technologii półprzewodnikowych struktur przyrządowych.
Podstawy epitaksji. Podstawowe metody charakteryzacji struktur i przyrządów
optoelektronicznych.
Wydajność
źródeł
światła.
Emitery
światła.
Diody
elektroluminescencyjne. Lasery półprzewodnikowe. Nowoczesne konstrukcje laserów.
Detektory promieniowania. Podstawy logiki optycznej; konstrukcja inwertera
optoelektronicznego oraz zasada działania bramek optoelektronicznych NOR i AND.

Wykład (podać z dokładnością do 2 godzin):
Zawartość tematyczna poszczególnych godzin wykładowych
Liczba godzin
1. Wstęp do optoelektroniki. Podstawowe właściwości. Kierunki rozwoju
2
optoelektroniki. Obszary zastosowań.
2. Struktura przejść optycznych w półprzewodniku. Absorpcja, mechanizmy i
2
typy absorpcji. Absorpcja podstawowa.
3. Rekombinacja. Szybkość rekombinacji. Rekombinacja typu DAP
2
4. Materiały optoelektroniki. Materiały typu AIIIBV – podstawowe
2
właściwości. Związki wieloskładnikowe
5. Struktury optoelektroniczne. Struktury o obniżonej wymiarowości. Epita- 2
ksja.
6. Mechanizmy epitaksji. Rodzaje epitaksji, Podłoża do epitakcji.
2
7. Epitaksja LPE. VPE. MOVPE, MBE. – porównanie metod, obszary
2
zastosowań.
8. Klasyfikacja elementów i układów optoelektronicznych. Podstawy
2
generacji światła w półprzewodnikach.
9. Źródła światła. Diody elektroluminescencyjne. Wydajność kwantowa.
2
10. Konstrukcje diod elektroluminescencyjnych. Optoelektronika światła
2
białego. Diody do współpracy ze światłowodem.
11. Klasyfikacja laserów. Lasery półprzewodnikowe. Warunki i mechanizm
2
generacji światła w laserze. Warunki wzmocnienia. Konstrukcje laserów.
2
Laser szerokokontaktowy i laser paskowy.
2
12. Rezonator optyczny, warunek rezonansu Przegląd konstrukcji laserów.
Lasery typu RFB, BRD, BFR, VCSEL. Charakterystyki użytkowe.
2
13. Detektory promieniowania. Mechanizmy detekcji. Detektory
półprzewodnikowe termiczne i półprzewodnikowe.
2
14. Konstrukcje detektorów. Detektory MSM i PIN. Parametry.
Charakterystyki użytkowe.
2
15. Elementy i układy logiki optycznej. Wzmacniacz i inwerter optyczny.
Bramki optoelektroniczne. Bramki oproelektroniczne NOR i AND
2

Ćwiczenia - zawartość tematyczna:

Seminarium - zawartość tematyczna:

Laboratorium - zawartość tematyczna:

Projekt - zawartość tematyczna:
 Literatura podstawowa:
B. Mroziewicz, M. Bugajski, Wł. Nakwaski, Lasery półprzewodnikowe, WNT 1985,
J. E. Midwinder, Y. L. Guo, Optoelektronika i technika światłowodowa, WKŁ 1995,
J. I. Pankove, Zjawiska optyczne w półprzewodnikach, WNT 1984,
J. Piotrowski, A. Rogalski, Półprzewodnikowe detektory podczerwieni, WNT 1985,
B. Ziętek, Optoelektronika, Wyd. UMK, 2004
Z. Bielecki, A. Rogalski, Detekcja sygnałów optycznych, WNT 2001,
2
 Literatura uzupełniająca:
A. Smoliński, Optoelektronika światłowodowa, WKŁ 1985,
J. Hennel, Podstawy elektroniki półprzewodnikowej, WNT 1986,
J. Godlewski, Generacja i detekcja promieniowania optycznego, PWN 1997,
J. Siuzdak, Wstęp do współczesnej telekomunikacji światłowodowej, WKŁ 1997,
M. Marciniak, Łączność światłowodowa. WKŁ 1998,
G. Einarsson, Podstawy telekomunikacji światłowodowej, WKŁ 1998,
K. Booth, S. Hill, Optoelektronika, WKŁ, Warszawa 2001,
R. Bacewicz, Optyka ciała stałego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej,
Warszawa 1995.

Warunki zaliczenia: egzamin
* - w zależności od systemu studiów
3