СОФИЙСКИ УНИВЕРСИТЕТ "СВ. КЛИМЕНТ ОХРИДСКИ"
ФИЗИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ
КАТЕДРА "КВАНТОВА ЕЛЕКТРОНИКА"

Учебна програма на курса
„Оптоелектроника и интегрална оптика”

Хорариум: 60 + 0 + 30 = 90 часа

Кредити (ECTS): 6,5

Лектор: доц. д-р Стоян Куртев

Анотация:

Курсът „Оптоелектроника и интегралана оптика“ е задължителен за бакалаври от специалност „Фотоника и лазерна физика“ и е изборен за всички останали специалности във Физически факултет.

Курсът „Оптоелектроника и интегрална оптика“ ще позволи на студентите да получат системни знания по четирите групи оптоелектронни елементи: фотоприемници, източници на светлина, оптрони и световодни структури, вкл. оптични влакна. В курса се излагат и основните принципи и идеи на интегралната оптика. Курсът ще бъде полезен за запознаване с физическите принципи и характерните особености на основните елементи, изграждащи оптическите комуникационни системи.

Предварителни изисквания:

Курсовете по „Оптика” и „Основи на електрониката” от бакалавърските програми във Физически факултет на СУ.

Програма на курса:

  1. Предмет на Оптоелектрониката и интегралната оптика. Стратегически задачи на Оптоелектрониката и интегралната оптика. (Лекции) (1 уч.часа)
  2. Характеристики на фотонната връзка. Предимства и недостатъци на различните спектрални области за оптична връзка. (Лекции) (1 уч.часа)
  3. Източници на светлина за оптоелектрониката. Общи изисквания, характеристики и параметри на светлинните източници за оптоелектрониката. (Лекции) (1 уч.часа)
  4. Електролуминесцентни кондензатори – устройство, спектрални характеристики, принципи на действие, яркостна, честотна и преходна характеристики. Квантов добив. Дълговечност. (Лекции) (3 уч.часа)
  5. Инжекционни светодиоди. Материали. Принцип на действие, спектрални характеристики. Волт-амперна характеристика. Квантов добив – външен и вътрешен, и оптична ефективност. Влияние на температурата. Яркостна, преходна, честотна характеристики. (Лекции) (3 уч.часа)
  6. Полупроводникови лазери-условия за инверсна населеност. Прагови токове. Недостатъци на хомострукрурните полупроводникови лазери. Хетероструктурни лазери. Яркостна, спектрална, преходна характеристики. КПД. Лазери с разпределена обратна връзка. Ивични лазери. Късорезонаторни лазери с диелектрични огледала (лазери на Корен). Надеждност на полупроводниковите лазери. (Лекции) (5 уч.часа)
  7. Фотоприемници за оптоелектрониката. Общи изисквания към характеристиките и параметрите им. (Лекции) (1 уч.часа)
  8. Фоторезистори - принцип на действие и сравнение с полупроводниковите болометри. Конструкции. Волт-амперна характеристика. Светлинна характеристика. Чувствителност. Спектрална, честотна и преходна характеристики. Динамичен обхват. Коефициент на усилване. (Лекции) (3 уч.часа)
  9. Фотоелементи - определение, принцип на действие, устройство. Волт-амперна характеристика. КПД. Спектрална характеристика и чувствителност. (Лекции) (3 уч.часа)
  10. Фотодиоди – определение. Светлинна характеристика, интегрална чувствителност и инертност. (Лекции) (1 уч.часа)
  11. PIN-фотодиоди. Лавинни фотодиоди. Хетероструктуни фотодиоди. (Лекции) (2 уч.часа)
  12. Фототранзистори. (Лекции) (2 уч.часа)
  13. Фототиристори. (Лекции) (2 уч.часа)
  14. Оптрони. Параметри и характеристики на оптроните. (Лекции) (1 уч.часа)
  15. Диодни, транзисторни, тиристорни и резисторни елементарни оптрони. (Лекции) (2 уч.часа)
  16. Оптронни логически елементи. (Лекции) (1 уч.часа)
  17. Предаване на аналогови сигнали чрез оптрони. (Лекции) (1 уч.часа)
  18. Елементарен оптрон с външна оптична и вътрешно-електрична връзка. Оптрони с обратни връзки. (Лекции) (3 уч.часа)
  19. Устройство и принцип на разпространение на светлината в оптични влакна. Механични и геометрични параметри. (Лекции) (2 уч.часа)
  20. Апертура на право, огънато, конично влакно и на влакно със скосена повърхност. (Лекции) (2 уч.часа)
  21. Затихване във влакната. Разпределени загуби. (Лекции) (2 уч.часа)
  22. Модова структура на полето във влакната – физическа същност. Характеристично уравнение. Брой на модовете. Параметър на влакното. (Лекции) (3 уч.часа)
  23. Константа на разпространение и дисперсията и. (Лекции) (2 уч.часа)
  24. Видове влакна в зависимост от n(r). (Лекции) (2 уч.часа)
  25. Удължаване на импулсите във влакната - материална и модова дисперсия в едномодово и многомодово влакно. Оптимална продължителност на импулсите за предаване на цифрова информация. Несъвършени влакна. (Лекции) (3 уч.часа)
  26. Оптични кабели – устройство. (Лекции) (2 уч.часа)
  27. Сноп от влакна за предаване на образи. (Лекции) (1 уч.часа)
  28. Съединители. Съединяване на влакна – съсредоточени загуби. (Лекции) (2 уч.часа)
  29. Интегрална оптика – цели и задачи. Пасивни елементи във вълноводите. (Лекции) (1 уч.часа)
  30. Възбуждане на модове във вълноводни структури чрез леща, призма, дифракционна решетка. (Лекции) (1 уч.часа)
  31. Интегрални оптически логически елементи. (Лекции) (1 уч.часа)

Практически упражнения:

  1. Изследване на сноп от оптични влакна за предаване на образи. (Лабораторен практикум) (6 уч.часа)
  2. Характеристики и параметри на фоторезистор. (Лабораторен практикум) (6 уч.часа)
  3. Характеристики на фотодиоди. (Лабораторен практикум) (6 уч.часа)
  4. Характеристики на оптрони. (Лабораторен практикум) (6 уч.часа)
  5. Оптрон с положителна обратна връзка. (Лабораторен практикум) (6 уч.часа)

Формата на контрол е: изпит

Основна литература:

  1. Записки от лекции по Оптоелектроника и интегрална оптика.
  2. Б. Арнаудов, А. Попов, Полупроводникови излъчватели, С., Унив. изд. ,,Св. Кл. Охридски“, 1994.
  3. Г. Георгиев, С. Салтиел, Ръководство за практикум по квантова електроника и лазерна техника, С., Унив. изд. СУ „Св. Кл. Охридски“, 1988.
  4. Я. Суэмацу и др., Основы оптоэлектроники., М., Мир, 1988.
  5. D. A. B. Miller, Semiconductor Optoelectronic Devices, Stanford University, CA, (Winter 2000).
  6. J.-M. Liu, Photonic Devices, Cambridge University Press, 2005.
  7. S. L. Chuang, Physics of Photonic Devices, 2nd ed., Wiley, 2009.
  8. Ю. Р. Носов, Оптоэлектроника, 2-е изд., перераб. и доп., М., Радио и связь, 1989.
  9. J. Senior, Optical fiber communications: principles and practice, 3rd ed., Pearson Education Ltd., 2009.
  10. И. Саватинова, Вълноводи и интегрална оптика, С., Наука и изкуство, 1989.

Допълнителна литература:

  1. B. van Zeghbroeck, Principles of Semiconductor Devices, Colorado State University.
  2. Ю. Р. Носов, А. Сидоров, Оптроны и их применение, М., Радио и связь, 1981.
  3. С. В. Свечников, Элементы оптоэлектроники, M., Советское радио, 1971.
  4. Л. Козанне и др., Оптика и связь., М., Мир, 1984.
  5. И. Колев, Е. Даскалов, Н. Недев, Оптоелектронни схеми. Наръчник по електронни схеми. Част 9: Оптоелектронни схеми, С., Техника, 1985.

Съставил програмата: доц. д-р С. Куртев

26.01.2021 г.

Вашите коментари изпращайте тук

2021-05-20

Check this is a valid HTML 4.01 document!