Optické zdroje a detektory záření - B2B34OZD

Kredity 4
Semestry letní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2L
Anotace
Cíl předmětu je vysvětlit princip optických zdrojů, optických zesilovačů a fotodetektorů a jejich technologie. Dále pak diskutovat jejich použití pro informatiku a senzoriku, včetně optických integrovaných obvodů, a to jak z teoretického tak i z širšího aplikačního pohledu. Pozornost je také věnována zejména součástkám pro optické komunikace a dále pak součástkám pro snímání fyzikálních a chemických veličin, uvedeny jsou i důležité měřicí a diagnostické metody.
Cíle studia
Žádná data.
Osnovy přednášek
1.Úvodní přednáška. Základní kvantové principy optoelektronických součástek.
2.Fotodetektory s přímou přeměnou-fotoelektrické, principy. Fotovodivostní (fotoodpory), fotoelektrické fotodiody PN, PIN a APD, fotonásobiče.
3.Fotodetektory s nepřímou přeměnou-bolometry, termočlánky, pyroelektrické fotodetektory. Spektrální citlivost, šumové vlastnosti.
4.Aplikace fotodetektorů pro informatiku a senzoriku. Optické přijímače a senzory.
5.Principy funkce nekoherentních zdrojů záření. Tepelné zdroje a výbojky, elektroluminiscenční LED, SLD.
6.Principy funkce koherentních zdrojů záření. Polovodičové injekční lasery FP.
7.Lasery s optickými mřížkami a kvantovými jámami DFB,BFR,QW.
8.Spektrální, vyzařovací a modulační vlastnosti zdrojů záření.
9.Principy a funkce základních pevnolátkových a plynných laserů. Způsoby čerpání, konstrukce, jejich charakteristiky a použití.
10.Základní typy vlnovodných laserů a optických zesilovačů. Lasery s vnějším rezonátorem
11.Parametrické zesilovače, Ramanovy zesilovače a vlnové konvertory.
12.Způsoby využití zdrojů záření a optických zesilovačů v optických systémech pro informatiku a senzoriku, optické vysílače a přijímače pro intenzitní a heterodynní systémy.
13. Optické zdroje pro osvětlování, vlnovodné trubky, sollektory.
14. Integrované optické vysílače a přijímače pro vlnové a časové přenosové multiplexní systémy.
Osnovy cvičení
1. Rozdělení a použití optických zdrojů a detektorů, bezpečnost práce.
2. Přehled základních principů, využívané při fyzikálním popisu polovodičových zdrojů a fotodetektorů záření.
3. Výpočet úloh na polovodičové nekoherentní zdroje záření LED.
4. Výpočet úloh na koherentní polovodičové zdroje záření LD.
5. Výpočet úloh na polovodičové PN, PIN a APD fotodetektory.
6. Lineární modely optoelektronických součástek.
7. Měření vyzařovacích charakteristik optoelektronických prvků.
8. Měření optických zdrojů a vysílačů.
9. Měření optických detektorů a přijímačů.
10. Měření optické trasy.
11. Měření na optických zesilovačích.
12. Měření na interferometrech.
13. Měření na demonstarátoru pro osvětlování vnitřních prostor pomocí optických vláken a na slunečních článcích.
14. Měření na optických senzorech. Odevzdání protokolů z měření, zápočet.
Literatura
Z. Burian, Optoelektronika, Vydavatelství ČVUT, 1991.
B.E.A. Saleh, M.C Teich: Základy fotoniky, svazek 1-4, Matfyzpress, Praha, 1994-1996.
J. Čtyroký, J. Hüttel, J. Schröfel, L. Šimánková: Integrovaná optika, SNTL, Praha 1986.
G. P. Agrawal: Lightwave Technology, JohnWiley&Sons Ltd., New Jersey, 2005.
Ch.L. Chen: Elements of Optoelectronics&Fiber Optics, IRWIN, 1996
E. Seckinger: Broadband Circuits for Optical Fiber Communication, JohnWiley&Sons Ltd., New Jersey, 2005
Požadavky
Žádná data.