Na terminie zerowym był napewno wpływ temperatury na pracę lasera, porównanie MBE i MOVPE, diody do pracy z laserami (coś na ten styl) i oczywiście standardowo i tradycyjnie krawędź absorpcji. Tu wskazówka - prof mówił, żeby przy wyprowadzeniach pilnować się przy warunkach i założeniach, bez nich nie dawał w ogóle punktów. Pozatym pytania testowe. Poszukajcie bo ponoć walają się gdzieś na forum te z zeszłego roku. One są generalnie nie zmienne. Wystarczy wykuć zagadnienia z testów i BARDZO UWAŻNIE CZYTAĆ PYTANIA I ODPOWIEDZI. często zdażało sie tak że przy zmianie liter np. "z" na "w" cała odpowiedź traciła sens. Powodzenia:)

1.Technika MBE co o niej wiesz
2.Heterozłącze
3.Akcja laserowa ( czy cos w ten desen , warunek progowy ,prąd progwy itp.)
4.Krawędź absorpcji -przejscia proste

Prawo Craforda: w ciągu 10 lat wydajność LED wzrasta 10-krotnie.
Prawo Haitz'a: strumień emitowany z LED podwaja sie co dwa lata.

Craford's research has been mainly focused on the development of visible LED's using a variety of compound semiconductor materials. He first became known for the development of nitrogen-doped GaAsP technology in the early 1970's, which became and remains one of the dominant commercial LED technologies

1. -Ep=(h^2 * k^2) / 2md*
   2) Ek=(h^2 * k^2) / 2me*
   3) Eg
   4) hw (w=omega) - en. fotonu.
   
   gdzie:
   md* - zredukowana masa dziury
   me* - zred. m. elektronu
   mr* - zred. m. dziury i el. --> 1/mr*=1/me* + 1/md*
   
   z tego bilans energetyczny:
   -Ep+Ek+Eg=hw
   więc
   hw-Eg=(h^2 * k^2) / 2mr* (1)
   
   teraz trzeba wyznaczyc gęstość stanów energetycznych N(hv):
   od k do k+dk (d-delta) lub hw - hw+dhw
   objętość to 4*pi*k^2*dk
   objętość jednostkowa Vj=(2*pi)^3/Vkryształu gdzie Vkryszt=1
   
   N(hw)d(hw)=(4*pi*k^2*dk)*2/(2*pi)^3 (2)
   (liczba stanów en. x2 bo są 2 nośniki różniące się spinem.
   
   ze wzoru (1) wyznaczamy zmiany energii pod wpływem zmian wektora falowego:
   d(hw)=(h^2*k)dk/mr*
   
   k= (pierwiastek2mr*)/h * (hw-Eg)^(1/2) (jak wyznaczymy z (1) to tak właśnie wyjdzie)
   wzór ten opisuje jak zależy abs. od zmian en. padającej na pp i przerwy energet.
   
   z równania (2):
   
   N(hw)d(hw)=k^2*mr*/pi^2*k*h^2 = kmr*/(pi*h)^2
   
   wstawiamy k i mamy:
   
   N(hw)= mr*/(pi*h)^2 * (pierw2mr*)/h * (hw-Eg)^(1/2)
   gdzie
   mr*/(pi*h)^2 * (pierw2mr*)/h to stała materiałowa.
   
   można więc zapisać:
   
   N(hw)=A*(hw-Eg)^(1/2)
   lub
   a(hw)=A'*(hw-Eg)^(1/2)
   
   tu można machnąć rysunek a(hw) i tyle.
   
   proste, nie?
   

Test był identyczny jak dwa lata temu (27.06.2006 - nie wiem czy jest na forum ale na pewno jest w ksero) plus dwa pytania o podanie wzoru- jeden na wydajność zewnętrzną a drugi na wzmocnienie modowe lasera. Pytania opisowe cztery:
1. Porównanie MOVPE i MBE (w tabelce)
2. Konstrukcje diod ze światłowodami (jak się łączy)
3. Wpływ temp. na widmo emisyjne.
4. Wyprowadzenie wzoru na absorpcje- przejścia proste dozwolone

wplywa temperatura na charakterystyke widmowa lasera?

ja mam taką odp:

gdy T rośnie to:

-jth wzrasta - jL wzrasta - prąd lasera wzrasta - czyli mamy fluktuacje mocy na wyjsciu {delta P}
- Eg wzrasta - [lambda]L wzrasta - czyli fluktuacja dl fali {delta lambda}
-L {zmiana geometrii} wzrasta - delta lambda - zmiana migotania
-n wzrasta - czyli absorpcja i rekombinacja ulegają zmianie

ale nie daje gwarancji, ze to jest dobrze

Plan wykładu:

1. Wstęp. Wprowadzenie do wykładu. Definicja optoelektroniki - fotonika. Dziedziny optoelektroniki.

2. Optoelektroniczne struktury półprzewodnikowe. Struktury niskowymiarowe - 2D, 1D i 0D. Elementy i układy optoelektroniczne. Elementy toru światłowodowego. Absorpcja i rekombinacja. Stałe optyczne.

3. Baza materiałowa i elementowa optoelektroniki. Materiały stosowane w technologii i konstrukcji struktur optoelektronicznych. Związki AIIIBV - właściwości i metody wytwarzania.

4. Epitaksja. Podłoże. Metody sterowania procesem wzrostu. Kinetyka wzrostu struktur epitaksjalnych.

5. Metoda LPE. Porównanie systemów MOCVD i MBE. Zakres stosowalności metod. Metoda HVPE.

6. Miernictwo optoelektroniczne - charakteryzacja materiałów i struktur optoelektronicznych.

7. Dioda luminescencyjna - powierzchniowa i krawędziowa. Diody przeznaczone do współpracy ze światłowodem.

8. Laser półprzewodnikowy. Mechanizmy wzmocnienia promieniowania. Teoria generacji promieniowania laserowego.

9. Struktura promieniowania wiązki laserowej, jej widmo spektralne i parametry geometryczne. Laser szerokokontaktowy.

10. Lasery półprzewodnikowe paskowe, DBF, DBR i VCSEL.

11. Półprzewodnikowe detektory promieniowania. Detektory PIN i MSM. Fotopowielacz.

12. Wyświetlacze i ekrany.

13. Kollokwium.

14. Zintegrowane układy optoelektroniczne.

Plik do pobrania: plan-eot.zip

Zbiór pytań egzaminacyjnych:

1. Optoelektronika. Definicja. Dziedziny. Obszary zastosowań.

2. Zalety optoelektroniki.

3. Telekomunikacyjny tor światłowodowy.

4. Charakterystyki optyczne ciała stałego.

5. Rekombinacja. Mechanizm. Rodzaje rekombinacji.

6. Absorpcja w półprzewodniku. Mechanizmy. Widmo absorpcji.

7. Prawa przejść optycznych w półprzewodnikach. Struktura pasmowa.

8. Materiałowa baza półprzewodnikowa dla optoelektroniki. Materiały typu AIIIBV.

9. Twierdzenie van Roosbroecka - Schockley? a.

10. Materiały AIIIBV. Roztwory stałe.

11. Epitaksja - definicja, klasyfikacja. Podstawy teoretyczne.

12. Podłoża. Wymagania w stosunku do podłoża.

13. Mechanizmy sterowania procesem wzrostu epitaksjalnego.

14. Epitaksja LPE i VPE. Porównanie.

15. Epitaksja MOVPE. Mechanizm wzrostu. Sterowanie procesem wzrostu.

16. Epitaksja MBE. Mechanizm wzrostu i sterowania procesem wzrostu.

17. Porównanie MBE i MOVPE.

18. Porównanie technik osadzania warstw epitaksjalnych AIIIBV.

19. Metody charakteryzacji materiałów i struktur optoelektronicznych.

20. Pomiar parametrów optycznych warstw i struktur optoelektronicznych.

21. Pomiar parametrów elektrycznych warstw i struktur optoelektronicznych.

22. Przyrządy optoelektroniczne. Klasyfikacja. Obszary zastosowań. Ważniejsze parametry.

23. Diody elektroluminescencyjne. Klasyfikacja. Mechanizm świecenia. Konstrukcja.

24. Wydajność kwantowa, zewnętrzne źródła światła.

25. Dioda krawędziowa i powierzchniowa. Porównanie.

26. Generacja światła. Zjawiska. Warunki generacji. Wydajność źródła światła.

27. Konstrukcje źródeł światła LED do współpracy ze światłowodem. Przegląd, sposoby podłączenia. Wymagania w stosunku do podłączenia ze światłowodem.

28. Diody krawędziowe i superluminescencyjne.

29. Lasery półprzewodnikowe. Klasyfikacja. Mechanizm generacji światła w laserze. Podstawowe parametry.

30. Emisja spontaniczna i wymuszona.

31. Rezonator. Rodzaje rezonatorów. Podstawy fizyczne rezonatorów.

32. Bilans mocy lasera półprzewodnikowego.

33. Charakterystyka I-U oraz P-I. Różniczkowa wydajność kwantowa lasera.

34. Lasery heterozłączowe. Właściwości heterostruktury i heterozłącza.

35. Laser szerokokontaktowy.

36. Laser paskowy.

37. Porównanie lasera szerokokontaktowego i paskowego.

38. Zjawisko migotania lasera.

39. Lasery DBF i DBR.

40. Lasery z obszarem czynnym MQW.

41. Szerokość połówkowa widma emisyjnego lasera. Wpływ parametrów konstrukcyjnych i warunków zasilania na FWHM.

42. Technologia struktury laserowej. Montaż i warunki eksploatacji lasera.

43. Lasery strojone, półprzewodnikowe.

44. Szumy w laserach półprzewodnikowych.

45. Laser z pionową wnęką rezonansową VCSEL.

46. Detektory półprzewodnikowe. Mechanizmy detekcji. Rodzaje detektorów półprzewodnikowych.

47. Fototranzystor.

48. Parametry i charakterystyki detektorów.

49. Materiały do konstrukcji detektorów. Porównanie detektorów MSM i PIN.

50. Detektory z wewnętrznym wzmocnieniem optycznym.

51. Układy optoelektroniki scalonej.

wzór na krawędź absorpcji to obowiązkowe trzeba umieć (przejście skośne dozwolone i zabronione - oba przypadki)
Warunki wystąpienia akcji laserowej
porównanie LED i Laserów
Te wszystkie wzory na sprawnoś LED i laserów

kyniekk:
wyprowadzenie to nie jest (chyba) skomplikowane. masz
a(hv)=A*E Ppk * N(hv)
gdzie:
a - alfa
E - suma od n=1 do nieskończoności
A - stała, która zależy od materiału
Ppk - prawdopodobieństwo przejścia ze stanu pocz. do koń.
N(hv) 0 kombinowana gęstość stanów energetycznych
* uwzględnia wszystkie stany
* suma po wszystkich stanach

można machnąć ten wykres na przejścia proste, dozwolone E(k)
(k - wektor falowy)

muszą być spałnione 2 prawa:
1) zachowania energii
E En=0
pierwsze E to suma jw, a En to energia, wiadomo.
2) zachowania wektora falowego (quasi-pędów)
E k=0 (E p=0)

aby wyznaczyć a(hv) musimy wyznaczyć: Ppk i N(hv)

zakładamy, że:
1) a=f(Eg,hv)
Ppk różne od 0 w punkcie T(000)
Ppk=const i nie zależy od wektora falowego
2) mamy do czynienia z parabolicznym rozkładem pasm (jak to inteligentnie brzmi!
)

teraz energie:
(wszędzie h będzie teraz h kreślnym)

1) -Ep=(h^2 * k^2) / 2md*
2) Ek=(h^2 * k^2) / 2me*
3) Eg
4) hw (w=omega) - en. fotonu.

gdzie:
md* - zredukowana masa dziury
me* - zred. m. elektronu
mr* - zred. m. dziury i el. --> 1/mr*=1/me* + 1/md*

z tego bilans energetyczny:
-Ep+Ek+Eg=hw
więc
hw-Eg=(h^2 * k^2) / 2mr* (1)

teraz trzeba wyznaczyc gęstość stanów energetycznych N(hv):
od k do k+dk (d-delta) lub hw - hw+dhw
objętość to 4*pi*k^2*dk
objętość jednostkowa Vj=(2*pi)^3/Vkryształu gdzie Vkryszt=1

N(hw)d(hw)=(4*pi*k^2*dk)*2/(2*pi)^3 (2)
(liczba stanów en. x2 bo są 2 nośniki różniące się spinem.

ze wzoru (1) wyznaczamy zmiany energii pod wpływem zmian wektora falowego:
d(hw)=(h^2*k)dk/mr*

k= (pierwiastek2mr*)/h * (hw-Eg)^(1/2) (jak wyznaczymy z (1) to tak właśnie wyjdzie)
wzór ten opisuje jak zależy abs. od zmian en. padającej na pp i przerwy energet.

z równania (2):

N(hw)d(hw)=k^2*mr*/pi^2*k*h^2 = kmr*/(pi*h)^2

wstawiamy k i mamy:

N(hw)= mr*/(pi*h)^2 * (pierw2mr*)/h * (hw-Eg)^(1/2)
gdzie
mr*/(pi*h)^2 * (pierw2mr*)/h to stała materiałowa.

można więc zapisać:

N(hw)=A*(hw-Eg)^(1/2)
lub
a(hw)=A'*(hw-Eg)^(1/2)

tu można machnąć rysunek a(hw) i tyle.

proste, nie?

Witam właśnie wróciłem z zerówki.
Pytania otwarte:

- Zjawisko migotania w laserze pp
- Heterostruktura- definicja, właściwości
- Analiza wzmocnienia w laserze (warunki akcji laserowej, prąd progowy itp.)
- No i oczywiście sztandarowe zadanko na wyprowadzenie związane z absorbcją

• absorpcja
  
  - Sposoby łączenia diod ze światłowodem
  Coś takiego
  - Porównanie MOVPE i MBE
  - wpływ temp na charakterystykę widmową lasera

Podział epitaksji - transport masy i faza:
a) transport za pomocą wiązki jonowej
b) transport za pomocą wiązki atomowej
c) transport za pomocą wiązki molekularnej
d) epitaksja z udziałem plazmy
e) epitaksja z roztworu ciekłego
f) krystalizacja w fazie gazowej

Wydaje sie, ze na pewno bedzie b i c. Ale jest chyba tak, ze roztwor tnsportuje mase, wiec jak to interpretowac takie pytanie ? Odpowiedzi e i f tez sa poprawne ?


Warunki progowe emisji laserowej w rezonatorze F-P:
a) częściowa emisja tylko przez jedno zwierciadło R1
b) zjawiska w warstwach ograniczających można pominąć
c) w zwierciadłach zachodzą zjawiska absorpcji, rozpraszania
d) gęstość prądu zasilania nie może przekroczyć prądu progowego
e) zwierciadło R2 charakteryzuje się transmisją jak zwierciadło R1
f) musi wystąpić inwersja obsadzeń

W materialach jest napisane cos takiego jak w odp a, c - z tym, ze tyczy sie to analizy warunkow progowych. Czy warunkiem jest takie cos jak w odp a, czy jest to po prostu taka wlasnosc FB
Poprawne chyba jest f, bo inwersja zawsze musi byc w laserach .Poprawcie mnie jesli sie myle

---