Optoelektronik, 6 hp

Optoelectronics, 6 credits

TFYA38

Huvudområde

Elektroteknik Teknisk fysik Fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Kurstyp

Programkurs

Examinator

Wei-Xin Ni

Studierektor eller motsvarande

Magnus Boman

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 48 h
Rekommenderad självstudietid: 112 h

Tillgänglig för utbytesstudenter

Ja
VOF = Valbar / Obligatorisk / Frivillig
Kursen ges för Termin Period Block Språk Ort VOF
6CIEN Civilingenjör i elektronikdesign 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska (Fotonik och kvantteknologi) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping O
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska (Fotonik och kvantteknologi) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping O
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska (Fotonik och kvantteknologi) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping O
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska (Fotonik och kvantteknologi) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping O
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska (Fotonik och kvantteknologi) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping O
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Fotonik och kvantteknologi) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping O
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 8 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V
6MMNQ Materials Physics for Nano and Quantum Technology, masterprogram 2 (VT 2023) 1 3 Engelska Linköping V

Huvudområde

Elektroteknik, Teknisk fysik, Fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Fördjupningsnivå

A1X

Kursen ges för

  • Civilingenjörsprogram i teknisk fysik och elektroteknik
  • Civilingenjörsprogram i elektronikdesign
  • Civilingenjörsprogram i teknisk fysik och elektroteknik - internationell
  • Masterprogram i materialfysik för nano- och kvantteknologi

Rekommenderade förkunskaper

Grundläggande kunskaper i modern fysik eller nanoteknologi.

Lärandemål

Det övergripande målet med kursen är att ge grundläggande kunskaper om optoelektroniska komponenter och fiberoptik för att kunna förstå dagens och morgondagens teknologier för applikation inom optisk kommunikation, sensor- och bild-teknik, samt energiomvandling - som nyligen fått ett förnyat intresse på grund av globala krav på energibesparing och energiproduktion.. Efter avslutad kurs skall studenten:

  • Känna till fysikaliska processer för optoelektroniska övergångar, och kunna använda grundläggande optoelektroniska samband mellan optiska materialegenskaper och komponenter inom optoelektronik.
  • Kunna definiera principen för funktionen hos de viktigaste halvledande optoelektroniska komponenterna
  • Förklara och kunna använda ekvationerna vilka bestämmer huvudsakliga egenskaper för optoelektroniska komponenter och fibeoptik.
  • Kunna tillämpa kunskapen om olika optoelektroniska komponenter för att lösa problem främst inom fysik och teknikområdet.
  • Kunna analysera funktionssättet hos olika fotoniska komponenter i syfte att välja lämpliga typer för givna applikationer.
  • Förstå relationerna mellan komponentdesign, funktionssätt, genskaper, komponentens totala effektivitet och signal överföring.
  • Kunna beräkna parameterar och designa enkla system för optiska kommunikation eller energiomvandling.

Kursinnehåll

  • Grundläggande fysik
    • Elektromagnetisk vågfysik, optik, Maxwells och Fresenels ekvationer
    • Kvantmekanik och halvledarfysik, Einsteins relationer
  • Elektron-foton processer
    • Carrier radiative recombination and light-emitting-devices (LED)
    • Stimulerade processer, lasringsmekanismer, och moder
    • Halvledarlasern
  • Foton-elektron processer
    • Fotokonduktivitet och detektorer
    • Bildsensorer
    • Fotovoltaisk effekt och solceller
  • Foton-foton processer
    • Elektromagnetisk vågrörelse, vågledare och fiberoptik
    • Optisk polarisation och modulation
    • Optiska kommunikationssystem
    • Fotoniska kristaller and lågdimensionella material för optoelektriska tillämpningar
  • Kompletterande och framtida teknologier
    • Organisk och molekylär optoelektronik
    • Terahertz-fotonik
    • Display-teknologi
    • Effekt från nanoteknologi – nytt tänk, material och andra perspektiv

Undervisnings- och arbetsformer

Undervisningen sker i form av föreläsningar (varav en del gästföreläsningar), lektioner med räkneövningar samt laborationer. Dessutom ingår inlämningsuppgifter.

Examination

KTR1Frivillig test0 hpU, G
UPG1Hemuppgifter1 hpU, G
LAB2En laborationskurs1 hpU, G
TEN2En skriftlig tentamen4 hpU, 3, 4, 5
Tentamen testar studentens förmåga att lösa numeriska problem och utföra beräkningar för design av komponenter.
Laborationskursen tränar studentens praktiska förmåga att testa optoelektroniska komponenter

Betygsskala

Fyrgradig skala, LiU, U, 3, 4, 5

Övrig information

Om undervisnings- och examinationsspråk

Undervisningsspråk visas på respektive kurstillfälle på fliken "Översikt". Examinationsspråk relaterar till undervisningsspråk enligt nedan:

  • Om undervisningsspråk är ”Svenska” kan kursen ges i sin helhet på svenska eller delvis på engelska. Examinationsspråk är svenska, men delar av examinationen kan ske på engelska.
  • Om undervisningsspråk är Engelska ges kursen i sin helhet på engelska. Examinationsspråk är engelska.
  • Om undervisningsspråk är ”Svenska/Engelska” ges kursen i sin helhet på engelska om studenter utan tidigare kunskap i svenska språket deltar. Examinationsspråk följer undervisningsspråk.

Övrigt

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt. 

Kursen är campusförlagd på den ort som anges för kurstillfället om inget annat anges under ”Undervisnings – och arbetsformer”. I en campusförlagd kurs kan dock enstaka moment på distans ingå.

Om det föreligger synnerliga skäl får rektor i särskilt beslut ange förutsättningarna för, och delegera rätten att besluta om, tillfälliga avsteg från denna kursplan. 

Institution

Institutionen för fysik, kemi och biologi

Kurslitteratur

S.O. Kasap: "Optoelectronics and Photonics",ISBN 0-201-61087-6; 2001, Prentice-Hall, Inc., New Jersey. Alternativ: P. Bhattacharya: "Semiconductor Optoelectronic Devices" (Prentice Hall) Laborationshandledningar (2 st) kan laddas ner från kursens hemsida.
Kod Benämning Omfattning Betygsskala
KTR1 Frivillig test 0 hp U, G
UPG1 Hemuppgifter 1 hp U, G
LAB2 En laborationskurs 1 hp U, G
TEN2 En skriftlig tentamen 4 hp U, 3, 4, 5
Tentamen testar studentens förmåga att lösa numeriska problem och utföra beräkningar för design av komponenter.
Laborationskursen tränar studentens praktiska förmåga att testa optoelektroniska komponenter
S.O. Kasap: "Optoelectronics and Photonics",ISBN 0-201-61087-6; 2001, Prentice-Hall, Inc., New Jersey. Alternativ: P. Bhattacharya: "Semiconductor Optoelectronic Devices" (Prentice Hall) Laborationshandledningar (2 st) kan laddas ner från kursens hemsida.
I = Introducera, U = Undervisa, A = Använda
I U A Moduler Kommentar
1. ÄMNESKUNSKAPER
1.1 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) matematiska och naturvetenskapliga ämnen
X
The course demands and mixes knowledge from several disciplines. To benefit students, 6 lecture hours also devote to review theoretical fundamentals needed in the course in electromagnetism, semiconductors, and p-n junctions.
1.2 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) teknikvetenskapliga ämnen
X
KTR1
TEN2
The course deals with some important technologies relating to the conversion between light and electricity with major applications in IT and energy industries. The course contents stay at the device and architecture level to help students building up a knowledge base in this area, which will be examined through on-site interactive quiz tests (15 times in the beginning of each lecture) and a final written exam.
1.3 Fördjupade kunskaper (motsvarande G2X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen
X
Since the optoelectronics industries have a very large market, and impact to human life and society, the course also give a survey on the advance of relevant products in the market, and the trend of technological development. Through the context, the course also gives an introduction of applications in various possible systems.
1.4 Väsentligt fördjupade kunskaper (motsvarande A1X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen

                            
1.5 Insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete

                            
2. INDIVIDUELLA OCH YRKESMÄSSIGA FÄRDIGHETER OCH FÖRHÅLLNINGSSÄTT
2.1 Analytiskt tänkande och problemlösning
X
UPG1
Many design issues demand calculations. Three sets of homework assignment are requested as a mediatory part accompanied with 24 hours onsite problem solving demo-lectures to help students to enhance their computational skills.
2.2 Experimenterande och undersökande arbetssätt samt kunskapsbildning
X

                            
2.3 Systemtänkande
X
LAB2
As a technology course, there are also 2x6 hours laborations to allow students to have a direct touch to characterize and operate various optoelectronic devices, as well as a demo of fiber optics in communication systems.
2.4 Förhållningssätt, tänkande och lärande
X
KTR1
TEN2
The help student for better understanding and consolidating course contents, on-site quiz tests are used. The point students obtained through the quiz tests will transfer as a part of the final exam.
2.5 Etik, likabehandling och ansvarstagande

                            
3. FÖRMÅGA ATT ARBETA I GRUPP OCH ATT KOMMUNICERA
3.1 Arbete i grupp
X
LAB2
The lorations are organized with 2-3 students in each group. Students are requested to communicate and work in group for preparation, operation and eventual report.
3.2 Kommunikation
X
LAB2

                            
3.3 Kommunikation på främmande språk

                            
4. PLANERING, UTVECKLING, REALISERING OCH DRIFT AV TEKNISKA PRODUKTER OCH SYSTEM MED HÄNSYN TILL AFFÄRSMÄSSIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV
4.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling

                            
4.2 Företags- och affärsmässiga villkor
X

                            
4.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera utveckling av produkter och system
X

                            
4.4 Att konstruera produkter och system

                            
4.5 Att realisera produkter och system

                            
4.6 Att ta i drift och använda produkter och system

                            
5. PLANERING, GENOMFÖRANDE OCH PRESENTATION AV FORSKNINGS- ELLER UTVECKLINGSPROJEKT MED HÄNSYN TILL VETENSKAPLIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV
5.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling för kunskapsutveckling

                            
5.2 Ekonomiska villkor för kunskapsutveckling

                            
5.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera forsknings- eller utvecklingsprojekt

                            
5.4 Att genomföra forsknings- eller utvecklingsprojekt

                            
5.5 Att redovisa och utvärdera forsknings- eller utvecklingsprojekt

                            

Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida.

Det finns inga filer att visa.