facoltà di
INGEGNERIA
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CORSO di LAUREA in
INGEGNERIA ELETTRONICA

Presidente : Prof. Carmine Ciofi


OPTOELETTRONICA

PROGRAMMA

DIARIO di ESAMI

ORARIO delle LEZIONI

PRENOTAZIONI ESAMI


PROGRAMMA di OPTOELETTRONICA

Per il Corso di Laurea in: INGEGNERIA ELETTRONICA
A. A. 2002/2003

Docente: Prof. Ing. Alina Caddemi
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1. RICHIAMI di CAMPI ELETTROMAGNETICI e OTTICA

Equazioni di Maxwell. Equazione d’onda. Propagazione onda piana. Legge di Snell. Angolo di Brewster. Angolo critico. Ottica geometrica. Lenti. Specchi. Prismi. Polarizzazione. Interferenza. Specchi dielettrici multistrato. Proprietà ottiche dei metalli. Diffrazione.

2. DISPOSITIVI EMETTITORI DI LUCE

Richiami di fisica dello stato solido: bande di energia nei solidi, proprietà elettroniche dei semiconduttori. Processi ottici nei semiconduttori. Diodo emettitore di luce (LED): luminescenza per iniezione di cariche, struttura a omogiunzione e a eterogiunzione, efficienza quantica e globale, materiali per LED, circuiti di polarizzazione.

3. DISPOSITIVI ATTIVI PER MICROONDE E ONDE MILLIMETRICHE

Parametri di diffusione. Transistori bipolari a omogiunzione per elevate frequenze. Transistori bipolari a eterogiunzione. Confronto Si vs. GaAs. Transistori a effetto di campo: MESFET, HEMT convenzionali e pseudomorfici. Cifra di rumore. Modellistica circuitale.

4. LASER

Principi di funzionamento: emissione spontanea, emissione stimolata e assorbimento. Il mezzo attivo. Equazioni di bilancio per sistemi a tre livelli e a quattro livelli. Fasci gaussiani: caratteristiche e proprietà. dei modi trasversi. Pompaggio: efficienza, tecniche. Il risonatore ottico. Modi della cavità. Laser a stato solido: Nd3+:YAG, Nd3+:Glass, laser a rubino, a titanio-zaffiro. Laser a gas: HeNe, Ar+, CO2 . Laser a dye. Laser a semiconduttore: strutture a omogiunzione e a eterogiunzione. Cenni sui laser a vapori di metallo, laser a eccimeri e laser a elettroni liberi. Selezione modale. Funzionamento in Q-switching e mode-locking. Applicazioni.

5. RIVELATORI di RADIAZIONE OTTICA

Fotoconduttori. Rivelatori termici. Rivelatori a fotoemissione. Fotomoltiplicatori. Fotodiodi a giunzione: PIN, diodi Shottky, APD. Dispositivi ad accoppiamento di carica (CCD). Dispositivi commerciali e loro impiego nelle misure.

6. METODI di MODULAZIONE della LUCE

Cristalli anisotropi. Birifrangenza. Lamine a l/4 e a l/2. Attività ottica. Effetto elettro-ottico. Cella di Pockels. Modulatore di Kerr. Dispositivi magneto-ottici. Effetto acusto-ottico.

 

7. FIBRE OTTICHE

Riflessione totale. Guida d’onda dielettrica planare. Guide d’onda a fibra ottica: fibre step-index; dispersione intermodale; fibre singolo modo; fibre graded-index; fibre a bassa dispersione. Perdite nelle fibre. Tecniche di misura delle caratteristiche delle fibre: misure di attenuazione, di dispersione e misura dell’indice di rifrazione. Materiali per fibre ottiche.

Cenni di ottica integrata: guide d’onda slab e stripe. Dispositivi. Materiali.

 

Testi consigliati:

P. Bhattacharya, Semiconductor Optoelectronic Devices, Prentice Hall, 1994

J. Wilson and J.F.B. Hawkes, Optoelectonics, An Introduction, Prentice Hall, 1989

Materiale didattico a cura del docente



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