Předmět Fotonika (NTI / FOT)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu NTI / FOT - Fotonika, Fakulta mechatroniky a MIS, Technická univerzita v Liberci (TUL).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Témata přednášek:1. Interakce fotonů s atomy - spontánní emise, absorpce a stimulovaná emise.2. Koherentní optický zesilovač - zisk zesilovače, fázové posunutí a frekvenční pásmo zesilovače.3. Čerpání optického zesilovače - čtyřhladinové a tříhladinové čerpání, příklady čerpání.4. Nelinearita a saturace -saturovaný koeficient zesílení, zesilovače s homogenním a nehomogenním rozšířením.5. Lasery - teorie laserových oscilací, optické rezonátory a zpětná vazba, podmínky vzniku laserových oscilací.6. Vlastnosti laserového záření - vnitřní a výstupní fotonový tok, spektrální složení a modová struktura laserového záření.7. Impulsní lasery - spínání zisku, spínání jakosti Q dutiny, otevírání dutiny, modová synchronizace, příklady pulsních laserů.8. Fotony v polovodičích - energetické pásy, koncentrace elektronů a děr, generování, rekombinace a injekce.9. Interakce fotonů s elektrony a dírami - mezipásová absorpce a emise, rychlosti absorpce, spontánní a stimulované emise.10. Luminiscenční diody - injekční elektroluminiscence, charakteristiky luminiscenčních diod.11. Polovodičové laserové zesilovače - koeficient zesílení, šířka pásma, čerpání, špičkový koeficient zesílení.12. Polovodičové injekční lasery - zesílení, zpětná vazba a oscilace, laserový práh, spektrální složení a modová struktura.13. Vlastnosti polovodičových fotodetektorů - vnější a vnitřní fotoefekt, kvantová účinnost, citlivost, doba odezvy, vnitřní zisk.14. Polovodičové fotodetektory - fotoodpory, fotodiody, lavinové fotodiody, šum fotodetektorů.Náplň cvičení:1. Řešení příkladů: Interakce fotonů s atomy - absorpce, spontánní a stimulovaná emise.2. Řešení příkladů: Laserové zesilovače - inverzní obsazení, zisk, optické čerpání, saturarace.3. Řešení příkladů: Lasery - optické rezonátory, zesílení, podélné mody a modová selekce.4. Experimentální úlohy s využitím He-Ne laseru.5. Experimentální úlohy s využitím argonového laseru.6. Experimentální úlohy s využitím Nd:YAG laseru.7. Experimentální úlohy s dvoudutinovým Q-spínaným Nd:YAG laserem.8. Řešení příkladů: Fotony v polovodičích - Fermiho funkce a Fermiho hladina, rychlosti absorpce a emise.9. Řešení příkladů: Luminiscenční diody - injekční elektroluminiscence, spektrální šířka, kvantová účinnost.10. Řešení příkladů: Laserové diody - špičkový koeficient zesílení, šířka pásma a prahová hustota proudu.11. Řešení příkladů: Fotoodpor a fotodioda - kvantová účinnost, citlivost, doba odezvy, zisk a šum.12. Řešení příkladů: Lavinová fotodioda - kvantová účinnost, citlivost, doba odezvy, zisk a šum.13. Experimentální úlohy s využitím laserové techniky a fotodetektorů.14. Experimentální úlohy s využitím laserové techniky a fotodetektorů.

Získané způsobilosti

Student se seznámí s vybranými partiemi z kvantové elektroniky a optiky a získá základní znalosti zejména o laserech, polovodičových zdroji záření a detektorech, včetně praktických aplikací.

Literatura

Kopecký, V.:. Učební texty k předmětu Základy fotoniky. TU Liberec, 1998. Bahaa, E., A., Saleh, Malvin, C., T.:. Základy fotoniky, svazek 1,2,3 a 4. MATFYZPRESS, Praha, 1996. ISBN 80-85863-00-6.

Požadavky

Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních. Podmínkou zkoušky je správné zodpovězení zadaných otázek.

Garant

prof. Ing. Václav Kopecký, CSc.

Vyučující

prof. Ing. Václav Kopecký, CSc.prof. Ing. Václav Kopecký, CSc.Ing. Michal Kotek, Ph.D.Ing. Vít Lédl, Ph.D.