Optické vlastnosti pevných látek a optoelektronika - NOOE009

• Anglický název: Optoelectronics and Optical Properties of Solids
• Zajišťuje: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2006
• Semestr: letní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: letní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: RNDr. Milan Orlita, Ph.D.; doc. RNDr. Milan Zvára, CSc.
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Optika a optoelektronika

Anotace

čeština

Poslední úprava: T_FUUK (07.05.2003)

Optické konstanty a jejich souvislost s pásovou strukturou. Optické vlastnosti kovů, polovodičů a iontových krystalů. Mechanismy optických přechodů. Magnetooptické a elektrooptické jevy, nelineární optické jevy. Generace světla, luminiscence a stimulovaná emise. Základy optoelektroniky.

angličtina

Poslední úprava: T_FUUK (09.05.2001)

Optical constants and their mutual relations. Optical properties of semiconductors, metals and ionic crystals. Fundamental optical interactions in different spectral regions. Magneto-optical and non-linear optical phenomena. Light generation, luminescence and stimulated emission in semiconductors. Fundamentals of optoelectronics. Light detectors and sources.

Literatura

Poslední úprava: T_KCHFO (24.01.2007)

[1] H.Frank: Fyzika a technika polovodičů. SNTL Praha 1990

[2] Teorie pevných látek. ČSAV Praha 1965.

[3] Peter Y.Yu, Manuel Cardona: Fundamentals of Semiconductors.

Springer-Verlag Berlin 1996.

[4] K.Seeger: Semiconductor Physics: Springer Verlag Berlin 1989 a další vydání

[5] M.A.Herrman: Semiconductor Superlattices. Akademie-Verlag

Berlin 1986

[6] J.Toušek: Fotoelektrické jevy v polovodičích.

SPN Praha 1977.

[7] J.Toušek: Polovodičové prvky III. Karolinum, Praha 1993.

[8] B.E.A.Saleh a M.C.Teich: Základy fotoniky, sv. 1 - 4.

Matfyzpress Praha 1995.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: T_FUUK (29.04.2004)

1. Fenomenologický popis

Elektromagnetické vlny. Definice optických konstant.

Dispersní relace a obecné vlastnosti optických konstant.

2. Optické vlastnosti polovodičů a iontových krystalů

Kvantová teorie optických přechodů. Mezipásová absorpce.

Dovolené a zakázané přechody, přímé a nepřímé přechody.

Exciton. Příměsová absorpce. Reflexe v oblasti kmitů

mříže. Polariton.

3. Optické vlastnosti kovů

Model volných elektronů. Plasmová hrana a skin-efekt.

Absorpce na volných elektronech. Mezipásové přechody.

4. Vliv vnějších polí

Umělá anisotropie. Magnetooptické jevy na volných

elektronech. Cyklotronová resonance. Faradayova rotace

a Voigtův jev. Landauovy hladiny a mezipásová

magnetoabsorpce.

5. Nelineární optické jevy

Fenomenologický popis. Generace druhé harmonické

frekvence. Dvoufotonová absorpce. Ramanův rozptyl.

Elektrooptické jevy. Čtyřvlnové směšování.

7. Optoelektronika

Zdroje a detektory světla, jejich základní parametry

a charakteristiky. Sluneční články. Luminiscenční diody

a polovodičové lasery

angličtina

Poslední úprava: T_FUUK (29.04.2004)

1. Phenomenological description
Electromagnetic waves. Definitions of optical constants. Dispersion relations and general properties of optical constants.

2. Optical properties of semiconductors and ionic crystals

Quantum theory of optical transitions. Interband transitions. Direct allowed and "forbidden" absorption edges. Indirect absorption edge. Excitons, exciton-polaritons. Defects. Lattice absorption and reflection. Phonon-polaritons.

3. Optical properties of metals

Free electron approximation. Plasmon edge and skin-effect. Free carrier absorption. Interband transitions in metals.

4. Effect of external fields

Induced anisotropy. Magneto-optical phenomena of free electrons. Cyclotron resonance. Faraday rotation and Voigt effect. Landau levels and interband magneto-absorption.

5. Nonlinear optics

Phenomenological description. Second harmonic generation. Two-photon absorption. Raman scattering. Four-wave mixing. Electro-optic effects.

6. Emission of light, luminescence

Thermal emission. Radiative and nonradiative recombination. Methods of luminescence excitation. Interband recombination, free and bound excitons. Stimulated emission. Semiconductor photodiodes and lasers.

7. Optoelectonics

Light sources and detectors. Basic parameters and characteristics. Solar cells. Semiconductor photodiodes and lasers. Quantum wells and superlattices. Quantum size effects. Applications.