Приборы квантовой электроники и фотоники

Description

Данное учебное пособие предназначено для изучения физических основ, принципов работы, типовых конструкций и эксплуатационных параметров приборов квантовой электроники и фотоники. Отмечены направления по улучшению их параметров.В первых главах пособия рассматриваются процессы эмиссии излучения из твердых тел, а также вводятся параметры, описывающие эмиссию, как с позиции феноменологической модели взаимодействия света и вещества, так и позиции дипольной модели атома. Выделены процессы, приводящие к релаксации энергии атомной системы, дано их математическое описание. Сравнение различных схем накачки показывает перспективность четырехуровневой схемы. В главах, посвященных изучению свойств оптического резонатора, рассмотрены свойства продольных и аксиальных мод, их расположение в спектре собственных частот резонатора. Показаны основные свойства плоского волновода и его применимость для распространения света. Проведен анализ прохождения света через анизотропный кристалл, показан эффект двулучепреломления, используемого для модуляции оптического излучения.В главе по квантовым приборам оптического диапазона представлены энергетические диаграммы, составы рабочего вещества, параметры лазеров и особенности их работы, использующие в качестве рабочего вещества газы, жидкости и твердые тела, в том числе полупроводники. Показано применение эффекта двулучепреломления в жидких кристаллах для отображения информации и ее модуляции. В главах, посвященных приборам регистрации сигналов оптического диапазона, излагаются физические механизмы фотопроводимости и фотоэлектрических эффектов в полупроводниках. Показано их применение для регистрации слабых и широкополосных световых сигналов. В конце раздела описаны различные типы фотовольтаических приемников, а также приведены параметры выпускаемых промышленностью фоторезисторов и фотодиодов. Пособие предназначено для подготовки студентов направления «Электроника и наноэлектроника», профиль «Квантовая и оптическая электроника».