Экспериментальные методы исследования твердого тела: оптические методы
 +7 (495) 939-20-03
 kofms@phys.msu.ru

Спецкурсы

Экспериментальные методы исследования твердого тела: оптические методы

Введите что-нибудь для фильтрации.

Лекторы

Дмитрий Ремович Хохлов

Заведующий кафедрой, д.ф.-м.н.

Алексей Игоревич Артамкин

Старший преподаватель, к.ф.-м.н.

Аннотация

Оптоэлектроника является одним из наиболее быстро развивающихся разделов современной физики конденсированного состояния. С успехами современной оптоэлектроники во многом связан бурный прогресс в развитии техники телекоммуникаций, дистанционного зондирования и в других областях. В курсе рассматриваются основные понятия, подходы и эффекты инфракрасной оптоэлектроники. Особое внимание уделяется физике и теории работы приемников инфракрасного излучения, а также источников излучения и линий оптической связи. Рассматриваются основные характеристики приборов, связь их параметров со свойствами материалов, на базе которых указанные приборы создаются.

Программа курса

  1. Основные элементы оптоэлектроники
    Основные элементы оптоэлектроники. Инфракрасное излучение. Излучение абсолютно черного тела. Закон Кирхгофа. Закон Бугера.
  2. Тепловые приемники излучения
    Уравнение теплового баланса. Зависимость изменения температуры от падающей мощности, теплоемкости и теплового сопротивления. Типы инфракрасных фотоприемников. Тепловые фотоприемники. Болометры, пироэлектрики, приемники Голея. Физические основы работы болометра. Уравнение теплового баланса для болометра. Элементарная теория работы пироприемника.
  3. Фотонные приемники излучения
    Фотонные фотоприемники. Типы фотонных фотоприемников. Общие свойства фотонных фотоприемников, отличия от тепловых фотоприемников. Параметры фотонных фотоприемников. Физические основы работы фотоэмиссионного приемника. Элементарная теория работы фотосопротивлений. Формула для токовой чувствительности фотосопротивлений. Фотоэлектрическое усиление. Фотогальванические фотоприемники. Лавинные фотодиоды. Фотоприемники на квантовых ямах.
  4. Шумы в фотоприемниках. Предельные характеристики фотоприемников
    Шумы в фотоприемниках. Шум Джонсона. Дробовой шум. Генерационно-рекомбинационный шум. Токовый шум. Флуктуации потока излучения. Режим ограничения флуктуациями фонового излучения. Режим ограничения флуктуациями сигнала. Обнаружительная способность. Теоретический предел обнаружительной способности. Фотоприемники для дальнего инфракрасного диапазона. BIB-структуры, их преимущества по сравнению с обычными фотоприемниками. Физические основы работы фотоприемников на основе А4В6, легированных элементами 3 группы. Стабилизация уровня Ферми. Задержанная фотопроводимость. Гашение задержанной фотопроводимости. Стимуляция квантовой эффективности. «Непрерывная» фокальная матрица.
  5. Физические основы работы линейной оптической связи
    Физические основы работы световодов. Основные параметры световодов. Градиентные световоды. Одномодовые световоды. Материальная дисперсия в световодах. Физические основы работы лазеров. Инверсная заселенность. Обратная связь. Спектр лазерного излучения. Особенности полупроводниковых лазеров. Коэффициент оптического усиления. Источники потерь в полупроводниковых лазерах. Связь внутренней и внешней квантовой эффективности лазера.

Литература

  • Т.Мосс, Г.Баррел, Б.Эллис. «Полупроводниковая оптоэлектроника». 1976 г.
  • Ф.Джонс, Р.Смит, М.Чесмер. «Обнаружение и измерение инфракрасного излучения». 1959 г.
  • Ж.Госсорг. «Инфракрасная термография». 1988 г.
  • В.В.Козелкин, И.Ф.Усольцев. «Основы инфракрасной техники». 1967 г.
  • «Фотоприемники видимого и ИК-диапазонов». Под ред. Р.Дж.Киеса, 1985 г.
  • А.Ярив, П.Юх. «Оптические волны в кристаллах». 1987 г.
  • «Световоды для передачи изображения». Под ред. К.И.Блоха и В.Б.Вейберга, 1961 г.

Другие спецкурсы программы