1. Od czego zależy szybkość propagacji w danym ośrodku

Od parametrów ośrodka - u,e (mi, epsilon) - stałej magnetycznej i elektrycznej. Są to odpowiedniki sprężystości i gęstości dla rozchodzenia się fal mechanicznych.

Z kolei szybkość fali w danym ośrodku determinuje jej wsp. załamania.

2. Co to jest prędkość grupowa i fazowa

   smutnażaba.jpg

nie kumam, ale
prędkość grupowa wiki

prędkość fazowa wiki

Prędkość fazowa - prędkość, z jaką rozchodzą się miejsca fali o tej samej fazie.

Prędkość grupowa - prędkość rozchodzenia się grupy fal, czoła fali. Prędkość rozchodzenia się modulacji. (złożenia składowych o różnnych częstotliwościach)

3. Co to fala i długość fali

Fala elektromagnetyczna - rozchodzenie się w przestrzeni zaburzenia pola EM.

Ogólnie fala - rozchodzenie się w przestrzeni zaburzenia pola i/lub położenia cząstek ośrodka.

Dł.fali - odległość między sąsiednimi miejscami o takiej samej fazie w fali. (np. odległość dwóch sąsiednich grzbietów fali)

4. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne

Emisja elektronów pod wpływem absorpcji promieniowania EM (fotonów). Warunek: foton musi mieć energię większą od pracy wyjścia (patrz: warunek absorpcji, praca wyjścia)

Powyżej tej energii fotonów, emisja jest proporcjonalna do ilości padających fotonów.

5. Zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne

Podobnież, foton jest absorbowany i jego energię przejmuje foton. Ale jest ona mniejsza, więc elektron przeskakuje na wyższe pasmo (tworzy się wzbudzony elektron i dziura) a nie opuszcza półprzewodnik. Warunkiem jest, aby energia była wyższa od przerwy zabronionej hv>Eg.

6. Praca wyjścia z metalu

Różnica energii elektronu wewnątrz i poza ciałem ; energia, jaką trzeba nadać elektronowi, aby mógł pokonać siły przyciągania ciała i wyjść do próżni

7. Półprzewodnik ze skośną przerwą (wyklad 2)

   7.a Struktura atomowa nie jest gładka, lecz ziarnista. Wartości przerwy Eg czyli poziomów walencyjnego, przewodnictwa będą się nieznacznie różniły w zależności od przestrzennego położenia w strukturze krystalograficznej.

Prosta przerwa energetyczna jest wtedy, gdy najmniejsza różnica poziomów (przerwa Eg) występuje w jednym miejscu (GaAs).

Skośna przerwa jest wtedy, gdy minimum jednego poziomu nie pokrywa się z maksimum drugiego (elektron oprócz zmiany energii, musi zmienić położenie)

W przejściach na prostej przerwie możliwe są bezpośrednie przejścia elektronów między pasmami, muszą być spełnione zasady zach. energii i pędu.

7. def. "W półprzewodnikach ze skośną przerwą (Si, Ge) minimum pasma przewodnictwa nie występuje w punkcie Gamma (początek komórki krystalograficznej), lecz punkcie X lub L strefy Brillouina"

Międzypasmowe przejścia promieniste dzieli się na proste i skośne. W półprzewodnikach ze skośną przerwą przejścia muszą zachodzić przez stany pośrednie (aby spełnić zas.zach.pędu) oddając dodatkowo fonony.

8. Jaka jest głębokość wnikania promieniowania elektromagnetycznego x_d w materiał

   Liczba absorbowanych fotonów zależy od koncentracji nośników nadmiarowych. Natężenie maleje wykładniczo z głębokością, głębokość wnikania definiujemy jako odległość na której natężenie maleje e-krotnie.

9. E-krotne pochłanianie we współczynniku pochłaniania

j.w.

10. Wymagania wobec materiałów dla optoelektroniki

Wymagania:

- czystość materiału = czystośc spektralna

- jakość struktury monokryształu, bo rozpraszanie, niepożądane fotony

- odpowiednio duża koncentracja domieszek

- materiał = barwa światła

- temperatura pracy, specjalne przyrzady blisko 0K

11. Co to falowód (wykład 3)

    def. Falowód - kanał do prowadzenia fal EM w.cz. (centymetrowych, milimetrowych) wzdłuż określonej drogi. Może to być rura metalowa, pręt dieelktryczny, odpowiednich wymiarów ścieżka na PCB.
    (Kabel koncentryczny też?) (pręt dielektryczny to chyba światłowód)

12. Narysować kabel światłowodowy

    rdzeń n1 , płaszcz n2 : musi być n1>n2

13. Warunek absorpcji (sam wzór)

    Absorpcja - pochłanianie przez ośrodek energii promieniowania.

14. Co to temperatura barwowa [w Kelwinach]

def. Temperatura ciała doskonale czarnego, wysyłającego promieniowanie o danej barwie

15. Co to dyfrakcja i jakie warunki są wystarczające

    dyfrakcja - ugięcie fali, gdy przechodzi obok przeszkody w odległości porównywalnej z dł.fali

    warunki?

16. Co to inwersja obsadzeń i w jakich warunkach zachodzi

Odwrócenie obsadzeń poziomów energetycznych uzyskuje się wstrzykując nośniki mniejszościowe, za pomocą złącza pn - spolaryzowanego w k.przewodzenia.

Inwersja obsadzeń to stan, gdy większa liczba cząstek jest w stanie o energii większej (wzbudzonym) niż podstawowym.

17. Co to inwersja fal

Raczej nie ma takiego czegoś, nic nie znalazłem.

18. Geometryczny warunek wytworzenia fali stojącej

    fala, której grzbiety i doliny nie przemieszczają się. Fala stojąca powstaje na skutek interferencji dwóch takich samych fal poruszających się w tym samym kierunku, lecz o przeciwnych zwrotach

    Warunek: długość wnęki rezonansowej musi być wielokrotnością połowy długości fali Lambda/2 ???

19. O czym mówi Δλ i co to?

    W rezonatorze Fabry'ego-Perota:

    Odległość miedzy kolejnymi modami na charakterystyce widmowej. Im dłuższy rezonator, tym odległość ta jest mniejsza. Im krótszy rezonator, tym mody bardziej oddalone w częstotliwości.

    W rezonatorach prostopadłościennych mogą powstawać mody poprzeczne, podłużne (główne te, które chcemy) i boczne.

W dobrych laserach w znamionowym punkcie pracy występują zazwyczaj 3-4 mody przy szerokości widma 1nm.

20. Jaki powinien być rezonator, by mieć emisję jak najmniejszej liczby modów?

    L - długość rezonatora

    A- pole powierzchni obszaru czynnego
    powinien być jak najkrótszy

    Ponadto, im mniejszy prąd zasilania tym mniej modów.

21. Zależność między ilością modów a L. Jaki ma to wpływ na konstrukcje laserów?
    j.w.

    Jeśli L maleje to ilość modów też maleje, bo δv rośnie (różnica częstotoliwości)

22. 3 oddziaływania wykorzystywane przy detekcji promieniowania optycznego

- fotonowe (fotony oddziałują z elektronami, zjawiska fotoelektryczne)

- termiczne (zmienia się temperatura pod wpływem promieniowania, fotony oddziłują na fonony)

- falowe (pole EM oddziałuje z materią, zmieniają się pewne objętościowe właściwości materiału.)

Przy odpowiedniej konstrukcji dominuje jeden typ oddziaływań!

WYKLAD_1

def. Optoelekttronika obejmuje oddziaływanie energii promieniowania i elektrycznej, wykorzystanie zjawisk rządzących tym oddziaływaniem, generacją, rozchodzeniem się i detekcją promieniowania optycznego (1mm - 10nm czyli 0,001eV - 100eV czyli 30000GHz - 30000THz).

Układy optoelektroniczne pracują z sygnałami: optycznym i opcjonalnie: elektrycznym, akustycznym(mechanicznym), magnetycznym.

Znajduje zastosowanie głównie w systemach informacyjno- elektronicznych, inne:

- fotowoltaika

- holografia (refestrowanie i odtwarzanie obrazów 3D)

- przetwarzanie obraz-sygnał el. i odwrotnie (matryce CCD, ekrany LCD)

- układy logiczne optyczne = możliwość kontrukcji procesora na światło

- optoelektronika laserowa (obróbka laserowa, cięcie)

- optyczne nośniki danych (CD,DVD,BL - zapis/odczyt laserem+fotodioda)

- oświetlenie (nie)zwykłe: budynków, samochody...

- medycyna (kamerki, narzedzia chirurgiczne)

WYKLAD_2

Tylko niewielka część generowanego promieniowania wychodzi z półprzewodnika! spowodowane jest to reabsorpcją i całkowitym wewnętrznym odbiciem. Charakteryzują to współczynniki:

1) załamania n* (zespolony) kłada się z załamania n i ekstynkcji Kappa

2) absorpcji Alpha

3) odbicia R

4) transmisji T

n=c/v , gdzie v jest pr. fazową.

Absorpcja zależy od drogi(odległości) x i przewodności elektrycznej materiału.

R stosunek natężenia fali odbitej do padajacej na próbkę półprzewodnika.

T stosunek mocy promieniowania przechodzącego przez próbkę do padającego.

WYKLAD_3

- Medium transmisyjne, falowód. Światłowody są 100x mniej tłumeinne od kabli koncentrycznych. Odkrycie prowadzenia światła w strumieniu wody.

Prawo załamania to prawo Snelliusa / Snella: "Promień padający, załamany oraz prosta normalna do powierzchni w puinkcie załamania (prostopadła) leżą w jednej płaszczyźnie. Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest wielkością stałą dla danych ośrodków i dł.fali., jest to wsp. załamania n" Jest to prawdziwe w ciałach izotropowych (jednorodnych)

Dyspersja zmienia kształt sygnału, powoduje jego rozmycie. Powody: międzymodowa (różne drogi przebyte przez poszczególne promienie-mody) ; chromatyczna (zależność n od Lambda) ; materiałowa ; falowodowa...

WYKLAD_4

Ooo tu dużo o konstrukcji diod LD, nie ogarniam

WYKLAD_5

Detektory

Rodzaje oddziaływań

Detektory fotonowe mogą być selektywne, ale ich czułość rośnie liniowo z częstotliwością fali

Detektory termiczne mają stałą czułość w funkcji dł.fali; mała czułość, duża inercja.

Bolometr - specjalnej delikatnej konstrukcji termistor, czułość do 10e-12 W, rozdzielczość 10e-5 stopnia!