Optoelettronica 2012/2013

Il corso si propone di fornire agli studenti della Laurea Magistrale gli strumenti di analisi e progettazione dei sistemi e componenti optoelettronici. I temi trattati nel corso sono riassunti qui di seguito.

• Richiami di meccanica Quantistica:L’equazione di Schroedinger, l’elettrone in una buca di potenziale a parete infinite e finite, l’oscillatore armonico, Tunneling
• Guide dielettriche: Le equazioni di Maxwell, l’equazione delle onde di Helmotz omogenea e non omogenea, guide dielettriche planari
• Fibre Ottiche: Principi della propagazione di luce guidata. Parametri fondamentali delle fibre ottiche. Tipi di fibre. Modi di propagazione. Dispersione ed attenuazione nelle fibre. Caratterizzazione di fibre ottiche. Tecniche di fabbricazione.
• Materiali Semiconduttori: Concetti di base sui materiali semiconduttori. Struttura a bande, Leghe ternarie e quadernarie dei semiconduttori GaAs, AlAs, InAs, GaP, InP,  GaN, AlN, InN. Fondamenti del trasporto di carica. Proprietà ottiche dei semiconduttori. Eterostrutture: proprietà di base ed applicazioni. Strain
• Interazione Luce-Materia: Assorbimento, emissione spontanea ed emissione stimolata. Guadagno ottico.
• LED (Light Emitting Diode): Emissione spontanea. Spettro della radiazione di ricombinazione. Efficienza quantica. Grandezze radiometriche e grandezze fotometriche. Principi di funzionamento di LED. Applicazioni dei LED. Colorimetria.
• LASER: Emissione stimolata. Principi dell'azione laser. Proprietà della radiazione laser. Guadagno ottico in semiconduttori. Rate equations per Laser a semiconduttori. Teoria dei modi accoppiati. Laser DFB e DBR.
• Modulazione della Radiazione Ottica: Modulatori a niobato di litio, modulatori Franz-Keldish
• Amplificatori ottici: SOA e EDFA
• Rivelatori Ottici: Assorbimento intrinseco ed efficienza quantica. Fotorivelatori a diodo p-i-n. Fotorivelatori a valanga (APD). Fotorivelatori ad eterogiunzione.
• Celle Fotovoltaiche: Principi di funzionamento e materiali. Tecnologie fotovoltaiche. Circuiti con celle fotovoltaiche.
• Esercitazione di laboratorio: Caratterizzazione delle sorgenti ottiche. Optical spectrum analizer. Accesso in fibra. Trasmissione in fibra