Optoelektronika

Opis predmeta

UVOD: sodobni izzivi in trendi v optoelektroniki

OPTIKA: modeli svetlobe, interakcija svetlobe s snovjo, kompleksna dielektričnost in kompleksni lomni količnik, odboj na gladkih in hrapavih površinah, refrakcija, sipanje na nanostrukturah, fotometrija in radiometrija

OPTIČNI VIRI:

– Svetleče diode (LED): spontana emisija , materiali, , strukture, sodobne tehnologije, optične in električne karakteristike,

– Organske LED (OLED); materiali, strukture in trendi

– Laserji: stimulirana emisija, princip in zahteve za lasersko delovanje, zgradbe laserjev, optično ojačenje in izgube, spekter in oblika žarka, aplikacije

– Laserske diode (LD): strukture (PN, DH, DBR, DFB, VCSEL), delovanje, praktični primeri uporabe, močnostne LD

DETEKTORJI SVETLOBE in BARVE:

– polprevodniški fotodetektorji (pn, pin, hetero, PD s plazovito ionizacijo, fototranzistor), optični filtri, vertikalni tankoplastni detektorji barve na osnovi a-Si:H

– detektorska polja: CCD, CMOS, večja a-Si:H detektorska polja

ZASLONI: zgradba in delovanje sodobnih LCD, LED. plazemskih in OLED zaslonov, lastnosti in karakteristike TFT-jev, EL zasloni, 3D zasloni

OSTALE IZBRANE TEMATIKE: fotonski kristali, nanofotonika, plazmonika, tiskana optoelektronika, metamateriali, optične antene, optični senzorji, fourierjeva optika

Vsebina predmeta se dopolnjuje in nadgrajuje s specifičnimi poglobljenimi tematikami seminarskih nalog z različnih področij optoelektronike in fotonike.

Predmet učimo na programih

Cilji in kompetence

poznavanje pregleda sodobnih gradnikov, tehnologij in trendov v optoelektroniki
nadgradnja znanja o principih delovanja
optoelektronskih elementov
sposobnost nadaljnjega samostojnega raziskovalnega dela na področju

Metode poučevanja in učenja

predavanja, konzultacije, samostojno delo

Predvideni študijski rezultati

predznanja za nadaljnji razvoj in raziskave na področju optoelektronskih znanosti
razumevanje delovanja in uporabe sodobnih optoelektronskih gradnikov
specifično raziskovalno delo na ožjem segmentu optoelektronike (seminarska naloga)

Reference nosilca

Krč J, Lipovšek B, Topič M (2014) Design for high out-coupling efficiency of white OLED using CROWM – a combined geometric/wave optics model, Solid-State and Organic Lighting, Tuscon, Arizona, United States, November 3-7, 2013. Solid-State and Organic Lighting
Schmid M, Klenk R, Lux-Steiner M, Ch, Topič M, Krč J (2011) Modeling plasmonic scattering combined with thin-film optics. Nanotechnology 22/10: 1-10
Conde J P, Joskowiak A, Lipovšek B, Pimentel A, Pereira A T, Santos M, Krč J, Topič M, Prazers D M F, Chu V (2010) Spectral selectivity constraints in fluorescence detection of biomolecules using amorphous silicon based detectors, Physica status solidi. C, 7: 1156-1159
Kovačič M, Krč J, Lipovšek B, Topič M (2013) Diffraction gratings for optical filtering in fluorescence detection of biomolecules. 49th International Conference on Microelectronics, Devices and Materials & theWorkshop on Digital Electronic Systems, September 25 – 27, Kranjska Gora, 71-75
Krč J,Topič M (2013) Optical modeling and simulation of thin-film photovoltaic devices. CRC Press, New York

Temeljni viri in literatura

1. Saleh B E A, Tech M C (2007) Fundamentals of photonics. Wiley, New Jersey

2. Gong Q, Hu X (2014) Photonic crystals, Principles and applications. Pan Stanford, Singapore

3. Smith F G, King T A, Wilkins D (2007) Optics and Photonics – An Introduction. Wiley, New Jersey

4. Smith W J (2008) Modern Optical Engineering: The Design of Optical Systems. Mcgraw Hill Book Co, UK

5. Chrostowski L, Hoshberg M (2015) Silicon Photonics Design. Cambridge University Press, Cambridge