Tümleşik Optik ve Optoelektronik

AMAÇ

Sunulan ders öğrencilere güdümlü dalga optiği ve yarı iletken lazerler teorisinde sağlam bir temel sağlayacaktır. Konular şunları içerecektir: yarı iletken ve düzlemsel silika dalga kılavuzu yapılarında dalga denklemine çözümler bulmak için analitik ve sayısal teknikler; yarı iletken lazerlerin çalışması; yarı iletken lazerlerde kullanılan malzemeler; özel uygulamalar için yarı iletken lazerler; yarı iletken lazerlerin ve entegre optik cihazların imalatı.

İÇERİK

Bu ders; Giriş ve inceleme: Maxwell denklemleri ve sınır şartları; temel yarı iletken elektroniği ,Dielektrik optik dalga kılavuzları; etkili indeks yöntemi, yarı iletken lazerde rehberlik ve indeks rehberliği kazanır; dalga kılavuzunda kayıplar ve kazançlar ,Birleştirilmiş mod teorisi; yönlü çiftler; dağıtılmış geri besleme yapıları; ve eşleşmiş lazer dizileri ,Kuantum soğurma teorisi ve kazanç spektrumu ,Elektron-foton etkileşimi; bantlar arası ve bantlar arası geçişler,Optik matris seçim kuralları,Fotodetektör Çeşitleri; kuantum verimi; kazanç ve bant genişliği ,Yarı iletken ara bant ve alt bant kuantum kuyusu lazerleri ,Kuantum nokta lazerleri,Fabry-Perot ve dağıtılmış geri besleme lazerleri; dikey boşluklu yüzey yayan lazerler,Dökme ve kuantum kuyu yapıları kullanan elektro-optik faz ve genlik modülatörleri,Kuantum sınırlı Stark efektleri ve Franz-Keldysh efektlerini kullanan elektro-emme modülatörleri,Fotonik entegre devreler; entegre lazer kipleyici; çok kesitli faz; kazanç,Dağıtılmış Bragg reflektör cihazları; konularını içermektedir.

1. 1

   Design semiconductor lasers for specific applications, including high power, high temperature operation.

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Soru - Cevap Tekniği, Beyin Fırtınası Tekniği, Anlatım Yöntemi · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

2. 2

   Explain the operation of semiconductor lasers, including basic concepts such as stimulated emission

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Soru - Cevap Tekniği, Beyin Fırtınası Tekniği, Anlatım Yöntemi · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

3. 3

   Suggests analytic solutions to the wave equation in dielectric waveguides.

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Soru - Cevap Tekniği, Beyin Fırtınası Tekniği, Anlatım Yöntemi · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

4. 4

   Use numerical approaches to find solutions in semiconductor and planar silica structures.

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Soru - Cevap Tekniği, Beyin Fırtınası Tekniği, Anlatım Yöntemi · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

5. 5

   Relate the performance of optoelectronics systems to constituent device structures and underlying material physics.

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Soru - Cevap Tekniği, Beyin Fırtınası Tekniği, Anlatım Yöntemi · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

6. 6

   Design process flows for fabricating semiconductor lasers and integrated optic devices.

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Soru - Cevap Tekniği, Beyin Fırtınası Tekniği, Anlatım Yöntemi · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

HAFTALIK PLAN

1. HAFTA 1

   Giriş ve inceleme: Maxwell denklemleri ve sınır şartları; temel yarı iletken elektroniği

   Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

2. HAFTA 2

   Dielektrik optik dalga kılavuzları; etkili indeks yöntemi, yarı iletken lazerde rehberlik ve indeks rehberliği kazanır; dalga kılavuzunda kayıplar ve kazançlar

   Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

3. HAFTA 3

   Birleştirilmiş mod teorisi; yönlü çiftler; dağıtılmış geri besleme yapıları; ve eşleşmiş lazer dizileri

   Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

4. HAFTA 4

   Kuantum soğurma teorisi ve kazanç spektrumu

   Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

5. HAFTA 5

   Elektron-foton etkileşimi; bantlar arası ve bantlar arası geçişler

   Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

6. HAFTA 6

   Optik matris seçim kuralları

   Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

7. HAFTA 7

   Fotodetektör Çeşitleri; kuantum verimi; kazanç ve bant genişliği

   Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

8. HAFTA 8

   Yarı iletken ara bant ve alt bant kuantum kuyusu lazerleri

   Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

9. HAFTA 9

   Kuantum nokta lazerleri

   Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

10. HAFTA 10

    Fabry-Perot ve dağıtılmış geri besleme lazerleri; dikey boşluklu yüzey yayan lazerler

    Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

11. HAFTA 11

    Dökme ve kuantum kuyu yapıları kullanan elektro-optik faz ve genlik modülatörleri

    Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

12. HAFTA 12

    Kuantum sınırlı Stark efektleri ve Franz-Keldysh efektlerini kullanan elektro-emme modülatörleri

    Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

13. HAFTA 13

    Fotonik entegre devreler; entegre lazer kipleyici; çok kesitli faz; kazanç

    Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

14. HAFTA 14

    Dağıtılmış Bragg reflektör cihazları

    Ön hazırlık: Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak

DEĞERLENDİRME

• Ara Sınavın Başarıya Oranı50%
• Genel Sınavın Başarıya Oranı50%

İŞ YÜKÜ

KAYNAKLAR

• S. L. Chuang, Physics of Photonic Devices, 2nd ed., New York: Wiley, 2009.
• L. A. Coldren and S. W. Corzine, Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits, New York: Wiley, 1995.

ÖĞRETİM ELEMANLARI

• Assoc.Prof. Hasan KURTKOORDİNATÖR
• Assoc.Prof. Hasan KURT