Opis predmeta
UVOD: izzivi in trendi v optoelektroniki
Pri predmetu naredimo pregled sodobnih trendov v optoelektroniki, nato se osredotočimo na tehnične vidike sodobnih optoelektronskih gradnikov in sistemov.
Obravnavamo naslednje optične vire: svetleče diode (LED), organske svetleče diode (OLED), laserje in laserske diode. Spoznamo osnovna krmilna vezja.
V sklopu detektorjev svetlobe spoznamo delovanje fotoupora, različnih izvedb fotodiod, fototranzistorjev in svetlobnih detektorskih polj (CCD in CMOS). Spoznamo, kako posamezne fotodetektorje priključimo v vezje za branje in nadaljnjo obdelavo signalov.
Spoznamo osnovne strukture optičnih vlaken in princip razširjanja svetlobe po njih. Pogledamo si osnovne parametre optičnih vlaken.
Pogledamo izvedbe in način delovanja sodobnih zaslonov: LCD, LED LCD, OLED, QLED in mikroLED.
V sklopu fotovoltaike raziščemo osnove delovanja sončnih celic in se spoznamo z različnimi izvedbami sončnih celic in tehnologijami fotonapetostnih modulov. Proučimo različne izvedbe fotonapetostnih sistemov. Naučimo se osnovnih korakov pri načrtovanju sončne elektrarne.
Iz omenjenih področij študenti na laboratorijskih vajah izvedejo več praktičnih vaj in se spoznajo z raziskovalno opremo Laboratoriju za fotovoltaiko in optoelektroniko v povezavi z omenjenimi področji.
Predmet učimo na programih
Elektrotehnika 1. stopnja
Cilji in kompetence
Cilji predmeta so študentu podati sodobna znanja s področja optoelektronike in fotonike s poudarkom na izvedbah sodobnih optoelektronskih gradnikov, se seznaniti z njihovimi strukturami in razumeti osnovne principe delovanja. Osredotočamo se predvsem na elektrotehnične vidike, ki zajemajo tudi rešitve osnovnih načinov priklopa elementov in sistemov v elektronska vezja. Na področju fotovoltaike se študenti spoznajo s pomenom obnovljivih virov energije, seznanijo se in razmišljajo o rešitvah, ki jih ponuja fotovoltaika.
Metode poučevanja in učenja
Na predavanjih so podane teoretične osnove in prikazani izbrani praktični primeri. Študenti imajo na voljo izročke prosojnic predavanj in dodatno gradivo. Na laboratorijskih vajah se študenti usmerjajo na praktično delo s konkretnimi optoelektronskimi gradniki.
Predvideni študijski rezultati
Po uspešno opravljenem predmetu naj bi bili študenti zmožni:
- pojasniti osnovne principe delovanja optoelektronskih gradnikov
- izračunati obravnavane osnovne optične in električne lastnosti optoelektronskih gradnikov
- izmeriti osnovne karakteristike gradnikov
- izbrati ustrezen optoelektronski gradnik za dano aplikacijo
- načrtati enostavno vezje za priključitev gradnikov
- izvesti osnovne korake načrtovanja fotonapetostnega generatorja za enostavno fotonapetostno elektrarno
Temeljni viri in literatura
- S. O. Kasap, Optoelectronics and Photonics – principles and practices, 2nd Ed. Pearson Education, 2013
- B. E. A. Saleh, Fundamentals of photonics, Wiley, 3rd Ed. 2019.
- A. Luque, S. Hegedus, Handbook of photovoltaic science and engineering, Wiley, 2011.
Bodi na tekočem
Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Tržaška cesta 25, 1000 Ljubljana