Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronice

Transcriere

1 Curs 03/04

2 Curs marti, 7-0, P4 C 3C 4*/ C

3 Capitolul

4 B E t H D B J D t 0 t J Ecuatii costitutive D B J E H E I vid H m 0 8,8540 F m c0, m s

5 X Simplificarea ecuatiilor lui Maxwell jt X X 0e j X g t f t e E H E E j J H H J 0 jt dt f t g E E H H 0 0 e j t d Ecuaţiile Helmoltz sau ecuaţiile de propagare Mediu lipsit de sarcii electrice j γ Costata de propagare

6 Camp electric dupa directia Oy, propagare dupa directia Oz z z y e E e E E j j Exista umai uda progresiva E + => A z j y e A E Camp armoic z t j z y e A e E Amplitudie Ateuare Propagare (variatie i timp si spatiu) Propagare Polarizare circulara

7

8 z t j z y e e Ct z E ~, E P W z t j z y e e Ct z E z z z z e e Ct e Ct P P A 0 0 log 0 0log ] [ z z e P P A db log 0 ] [ z z e z z db A ] / [ / km db L A Ateuarea se exprima de obicei i db/km de obicei valori pozitive semul = implicit

9 E y A e H x E j H j E y Mediu fara pierderi, σ = 0 E H y x j Impedata itriseca a mediului z j t z puctele de faza costata: t z cost e Viteza de faza Viteza de grup v v g dz dt dz dt d d i medii dispersive ude β = β(ω)

10 I vid c 0 f v v g c 0 T c0, f m s Periodicitate i spatiu Periodicitate i timp I mediu edispersiv ε r c r 0 0 r 0 Idice de refractie al mediului T c 0 r f c0 c c f c 0 0 f

11 T 0 f c0, c 0 f 8 m s r 0 T f c0 c c 0 0 f ITU G.69 "the allowed chael frequecies are based o a 50 GHz grid with the referece frequecy at 93.0 THz" SI "a source that emits moochromatic radiatio of frequecy Hz"

12 I medii dispersive β = β(ω), = (ω) d d c c d d d d ) / ( m s d d c d d d d ) / ( m s d d c d d d d d d c d d D Dispersia se exprima de obicei i ps/m/km si permite aflarea itarzierilor aparute itre "moduri" (latirea impulsurilor) petru o aumita latime spectrala si o aumita distata parcursa L D

13 = (ω) c = c(ω)

14 , S C l h S, S 0, a) b) h, E E 0 H H J S D D S B B 0

15 Viteza de faza viteza virtuala cu care circula puctul cu o aumita faza Viteza de grup viteza cu care circula iformatia (eergia)

16 SiO gr d d D d d c d gr d

17 icideta ormala reflexia i amplitudie desitatea de putere proportioala cu patratul amplitudiii câmpului iterfata aer-sticla ( =, =.5) Z Z 0 Z Z Z Z r 4%.04 0 r t

18 .5 0.;.5 r % 0. 0.; apare iterfereta itre diversele ude reflectate se adua campurile u puterile max r max max 0.6 6% lamele atireflexive

19 icideta oblica reflexiile i amplitudie a campului: r s r p t s t p si si ta ta si cos si si cos si cos

20 trasmisia totala a polarizarii p lumia reflectata este total polarizata (s) B arcta 34 B B 56

21

22

23

24

25 E g h ; hc E g ; μm.40 E ev g h costata lui Plak Ws c viteza lumiii i vid m/s

26 Capitolul 3

27 Lumia este costituita di raze care se propaga i liie dreapta i medii omogee Sursa omidirectioala: emite similar i toate directiile Eergia lumioasa descreste ivers proportioal cu patratul distatei fata de sursa (eergia se imparte uiform pe suprafata itregii sfere) P P r 0

28 la suprafata de separatie ditre doua medii, (o parte di) lumia se itoarce i mediul de icideta ughiul facut de raza icideta cu ormala (φ i ) este egal cu ughiul facut de raza reflectata cu ormala (φ r ) Legea reflexiei i r

29 la suprafata de separatie ditre doua medii, (o parte di) lumia se (poate) propaga i mediul de trasmisie sub u ughi diferit de ughiul icidet la trecerea i medii mai dese (optic) lumia se apropie de ormala Legea lui Sell (a refractiei) sii si φ i ughi icidet φ R ughi de refractie R

30 Apare umai câd lumia se propaga ditr-u mediu mai des optic itr-u mediu mai puti des La itersectia lumiii cu suprafata de separatie a doua medii se italesc i geeral raze reflectate si raze refractate Petru u ughi de icideta umit ughi critic, raza refractata se obtie i lugul suprafetei de separatie Petru orice ughi mai mare decât ughiul critic exista umai raza reflectata ; 90 R si C arcsi C

31 Razele de lumia paralele sut cocetrate itr-u puct umit focar, aflat la distata focala de plaul letilei O sursa omidirectioala pozitioata i focar va permite obtierea uui fascicul paralel a b f x y f

32

33 icideta oblica reflexiile i amplitudie a campului: r s r p t s t p si si ta ta si cos si si cos si cos

34 r p B arcta 34 B 0 ta si si cos B 56

35 Capitolul 4

36 I optoelectroica lumia poate fi privita di doua pucte de vedere eergetic (efect asupra dispozitivului) uma (efect asupra ochiului) Dualitatea marimilor implicate eergetice lumioase Cadela (cd) este ua di cele 7 marimi fudametale ale SI Cd = itesitatea lumioasa a uei surse ce emite o radiatie moocromatica cu frecveta Hz (λ = 555m i vid) si are o itesitate radiata de /683 W/sr

37 Flux eergetic al lumiii viteza cu care eergia trece pritr-o suprafata eergie/uitatea de timp uitatea SI - W de e dt Ughi solid defiitie A [ sr] r valoarea maxima: Ω = 4π sr petru ughiuri mici si W

38 Flux lumios, defiitie o masura a puterii lumioase percepute de om Uitate de masura lm = lume I SI de uitati lumeul este defiit ca fluxul lumios al uei surse lumioase puctiforme cu itesitatea lumioasa de o cadela itr-u ughi solid egal cu sr. la λ = 555m e W v 683lm Dualitate petru toate marimile implicate radiometrie idice e fotometri idice v La alte lugimi de uda se tie cot de sesibilitatea relativa medie a ochiului uma

39

40 Se icearca defiirea omului stadard CIE Commissio Iteratioale de l'éclairage 93 lumiozitatea relativa stadard V(λ) fotopic 95 lumiozitatea relativa stadard V(λ) scotopic 978 Vos 005 Sharpe, Stockma, Jagla, Jägle Sesibilitatea maxima a ochiului uma vedere diura (fotopic), λ=555 m, η v = 683 lm/w vedere octura (scotopic ), λ=507 m, η v = 700 lm/w

41

42 efect Purkije

43 Laboratorul de microude si optoelectroica