Оптоэлектроника - Карих Е.Д.
Оптоэлектроника
Автор: Карих Е.Д.Издательство: Мн.: БГУ
Год издания: 2002
Страницы: 107
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
Скачать:
Е. Д. Карих
ОПТОЭЛЕКТРОНИКА
Электронный конспект лекций
по одноименному курсу для студентов специальностей “Радиофизика " и “Физическая электроника "
МИНСК
БГУ
2002
1
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
ОТ АВТОРА
Настоящий электронный конспект лекций предназначен для студентов специальностей "Радиофизика" и "Физическая электроника", изучающих одноименный курс согласно типовому учебному плану указанных специальностей. В его основу положен материал учебного пособия “Оптоэлектроника”, изданного автором в 2000 г. [1].
Основное внимание в конспекте уделено физическим явлениям и принципам, на которых основано действие оптоэлектронных элементов и систем. Материал разделен на лекции, содержащие законченное изложение отдельных тем или вопросов. Список литературы содержит только основные источники, информация из которых использована при изложении материала. Дополнительная литература легко может быть найдена по библиографии, содержащейся в указанных источниках.
Карих Евгений Дмитриевич - кандидат физико-математических наук, доцент кафедры квантовой радиофизики и оптоэлектроники
Тел. 278-13-13 e-mail: karikh@bsu.by
© Карих Е.Д., 2002
2
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
СОДЕРЖАНИЕ
Лекция 1. Введение в оптоэлектронику..................................5
Предмет курса (5). Электрон и фотон как материальные носители информации (5). Терминология (7).
Лекция 2. Световые волны и фотонные коллективы.....................14
Волновое представление светового поля (9). Плотность состояний поля (10). Разложение поля на осцилляторы (12). Вторичное квантование: переход к фотонному представлению (13). Когерентность волн и статистика фотонов (15).
Лекция 3. Оптическое излучение..................................... 16
Тепловое излучение (16). Люминесценция (16). Спонтанное и вынужденное излучение (16). Положительная и отрицательная люминесценция (17). Оптическое усиление и суперлюминесценция (18). Лазерная генерация (19). Свойства лазерного излучения (21).
Лекция 4. Излучательные процессы в твердых телах...............22
Предпробойная электролюминесценция (22). Инжекционная люминесценция в полупроводниках (24). Излучение в гетероструктурах (26).
Лекция 5. Источники излучения в когерентной
оптоэлектронике............................................29
Суперлюминесцентные излучатели и оптические квантовые усилители (29). Инжекционные лазеры (29). РБО- и РОС-лазеры (31). Твердотельные микролазеры (34). Лазеры на активированных оптических волокнах (35).
Лекция 6. Методы приема оптического излучения......................36
Прямое фотодетектирование (36). Метод счета фотонов (36). Когерентный прием излучения (38). Классификация приемников оптического излучения (40). Шумы при фотодетектировании (40). Порог чувствительности и квантовый предел детектирования (41).
Лекция 7. Принципы фотоэлектронного преобразования...................43
Явление фотопроводимости: фоторезисторы (43). Фотогальванический эффект: фотодетектирование в структуре с р-п-переходом (44). Оптоэлектронная пара (47).
Лекция 8. Основные типы твердотельных фотодетекторов.................49
P-i-n-фотодиод (49). Гетерофотодиоды (50). Структура с барьером Шоттки (50). Лавинный фотодиод (51). Твердотельные детекторы изображений (53).
Лекция 9. Транспортировка оптического излучения......................55
Распространение света в оптическом волокне (55). Теорема Лиувилля
3
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
(59).
Лекция 10. Свойства оптических волокон...............................61
Оптические потери (61). Дисперсионные свойства волокна (62). Сенсорные свойства оптического волокна (64). Эффект Саньяка: волоконно-оптический гироскоп (65).
Лекция 11. Распространение света в плоском оптическом
волноводе ..............................................
Плоский диэлектрический волновод (67). Дисперсионное уравнение (68). Модовая структура излучения (69). Сдвиг Гуса - Хэнхена (71). Оптическое туннелирование (72).
Лекция 12. Принципы интегральной оптики...........................
Возбуждение и вывод излучения из волноводов (73). Торцевое возбуждение (73). Возбуждение через поверхность: призменный и дифракционный элементы связи (73). Связь между волноводами (75). Преобразование световых пучков в интегральной оптике (77).
Лекция 13. Взаимодействие света с модулирующей средой............... 79
Классификация операций управления (79). Эффект Франца - Келдыша (79). Электро- и магнитооптические эффекты (80). Явление фотоупругости (82). Акустооптический эффект: режимы дифракции Брегга и Рамана - Ната (83).
Лекция 14. Элементы управления излучением...........................85
Модуляторы интенсивности света (85). Устройства сдвига частоты (88). Оптические дефлекторы (88). Оптические изоляторы (89). Оптические транспаранты (90).
Лекция 15. Электрооптические эффекты в жидких кристаллах ... 92
Структура и свойства жидких кристаллов (92). Эффект динамического рассеяния (93). Твист-эффект (93). Эффект "гость - хозяин" (94). Другие электрооптические явления в жидких кристаллах (95).
