Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Optoelektronika és szilárdtest fényforrások

    A tantárgy angol neve: Optoelectronics and Solid State Lighting

    Adatlap utolsó módosítása: 2009. november 28.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2015. június 30.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Villamosmérnöki Szak, MSc képzés

     

    Fényelektromos átalakítók mellékszakirány

     

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEEM357 3 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Poppe András, Elektronikus Eszközök Tanszéke
    4. A tantárgy előadója
    Dr. Zólomy Imre

     

    Egyetemi tanár

     

    Elektronikus Eszközök Tsz.

     

    Dr. Poppe András

     

    Egyetemi docens

     

    Elektronikus Eszközök Tsz.

     

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Elektronika, Mikroelektronika

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:
    -
    7. A tantárgy célkitűzése 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.

     

    8. A tantárgy részletes tematikája

    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.

     

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Előadások és tantermi gyakorlatok, laboratóriumi demonstrációkkal

    10. 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

    11. 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.

     

    12. Konzultációs lehetőségek

    Az előadókkal történő személyes időpont egyeztetéssel.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    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.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra10
    Felkészülés zárthelyire20
    Házi feladat elkészítése 
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
    Vizsgafelkészülés48
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Dr. Zólomy Imre

     

    Egyetemi tanár

     

    Elektronikus Eszközök Tsz.

     

    Dr. Poppe András

     

    Egyetemi docens

     

    Elektronikus Eszközök Tsz.