Optoelektronika és szilárdtest fényforrások

Optoelectronics and Solid State Lighting

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

—

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Optoelektronika és szilárdtest fényforrások

Optoelectronics and Solid State Lighting

Tantárgykód

BMEVIEEM357

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	2	1	0
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	kapcsolt	—

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

vizsga

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

DR. Poppe András

beosztás: egyetemi tanár

elérhetőség: poppe.andras@vik.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

—

Kar

Tantárgy weboldala

—

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

Az optikai sugárzás, fogalommeghatározások. Érzékelés, látás. Radiometria, fotometria, színmérés. Spektrum, spektrális eloszlás.

A hullámegyenlet és legegyszerűbb megoldása, a síkhullám. Terjedési sebesség, hullámszám, törésmutató. Fénytörés, hullámvezető, numerikus apertúra. Többutas diszperzió többmódusú szálakban. Változó törésmutatójú optikai szál. Optikai módusok, határhullámhossz. Anyagi diszperzió, Sellmeier diszperziós formula. Idődiszperzió a tömb anyagban, anyag diszperziós együttható. Teljes diszperzió többmódusú és egymódusú szálakban. Kromatikus diszperzió. Csillapítási mechanizmusok, minimális csillapítású hullámhossz. Szóródási mechanizmusok. Stimulált szóródások. Optikai erősítők. Optikai kábelek. Összeillesztések és csatlakozók. Optikai csatolók és szűrők. Integrált optika. Planár hullámvezető, sugárnyaláb hasítók, iránycsatolók, kapcsolók, modulátorok. Bistabil állapotok, optikai számítástechnika.

Optikai szálas hírközlő rendszerek. Digitális optikai szálas távközlési rendszerek. Adatátviteli rendszerek.

Fényforrások és detektorok fajtái és tulajdonságai. Optoelektronikai félvezető eszközök alapanyagai, intermetallikus félvezetők összetétele és tulajdonságai. Direkt és indirekt sávú félvezetők. LED-ek fizikai működése. Heteroátmenetek felépítése, injekciós hatásfoka. Sugárzó rekombináció és spektruma. Belső kvantumhatásfok. Nagyfrekvenciás viselkedés. Kettős heterostruktúra és belső kvantumhatásfoka. Modulációs sávszélesség. Kvantumgödrök és szuperrácsok. Gyakorlati LED típusok

Félvezető lézerek. A lézersugárzás jellemzői. Optikai rezonátor, módusok. A lézerhatás elmélete félvezetőben. Stimulált és spontán emisszió. Az erősítési együttható változása, küszöbáram. Modulációs frekvenciatartomány. Bekapcsolási tranziens. Gyakorlati lézerstruktúrák. Fabry-Perot lézerek, kvantum-gödör lézerek, Bragg reflexiós lézerek.

Félvezető fotodetektorok. Fotodióda. PIN fotodióda. Heteroátmenetes fotodióda. Schottky-átmenetes fotodióda. PIN fotodióda frekvenciafüggése és tranziense. PIN fotodióda zaja. Lavina fotodióda.

A fényforrások általában. A fényforrások fajtái: izzólámpák, elektro-lumineszcens és gázkisülő lámpák, LED-ek, OLED-ek. A LED-ek fajtái: színes és fehér fényű LED-ek. LED-ek fotometriai, radiometriai és termikus jellemzése, méréstechnikája. Modern, nagyteljesítményű LED-ek és LED clusterek. Teljesítmény LED-ek alkalmazásai. Organikus fénykibocsájtó eszközök: OLED-ek. OLED-ek felépítése, karakterisztikái.

A tárgy célja olyan korszerű optoelektronikai eszközök széles skálájának ismertetetése melyeket a távközlés, a számítástechnika területein alkalmaznak. Az eszközműködés fizikai alapjai mellett a tárgy kitér az eszközkonstrukció és az alkalmazástechnika kérdéseire is. A hasonló fizikai működés alapjáról kiindulva a tárgy második fele a modern világítástechnika leggyorsabban fejlődő szegletét. a szilárd-test világítástechnikát mutatja be. Részletesen tárgyalja az inorganikus és organikus LED-ek témakörét, megismerteti a hallgatókat a fényforrások jellemzésének alapvető fogalmaival és a szilárd-test fényforrások alkalmazástechnikájának számos vonatkozásával.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

Előadások és tantermi gyakorlatok, laboratóriumi demonstrációkkal

Tanulástámogató anyagok

Online források

John Gowar:”Optical Communication Systems” Prentice Hall, 1993. ISBN 0-13-638727-6; http://www.eet.bme.hu/index2.html („Elektronikus jegyzetek”); Világítástechnikai Kislexikon, Világítástechnikai Társaság, 2001; E. Fred Schubert: Light-emitting diodes, Cambridge University Press, 2003.

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

Elektronika, Mikroelektronika

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

Elektronika, Mikroelektronika

Általános szabályok

Követelmények: a. A szorgalmi időszakban: A félév folyamán a hallgatók egy zárthelyit írnak. Az aláírás feltétele a zárthelyi minimum elégséges szintű megírása. b. A vizsgaidőszakban: a vizsga szóbeli c. Elővizsga: van Pótlási lehetőségek: Amennyiben a zárthelyi nem éri el az elégséges osztályzatot, a félév végén javító zárthelyi írására lesz lehetőség. A pótlási időszakban egy alkalommal pót-pót zárthelyi írható.

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.