Optoelektronische Bauelemente
Optoelectronic Components

Einleitend werden die physikalischen Grundlagen der Halbleiter, der Elektronik sowie der Optik zusamemngefasst. Dazu zählen ferner die Grundlagen der Licht-Materie-Wechselwirkung und eine Diskussion der radiometrischen und photometrischen Einheiten. Im folgenden wird die Familie der Photodetektoren vorgestellt. Diese umfasst die Photoleiter, (Lawinen-) Photodioden und -transistoren sowie Detektoren für spezielle Anwendungen wie beispielsweise in der Bildaufnahme. Bei den Leuchtdioden stehen insbesondere die HB-LEDs, die blauen und UV-LEDs sowie weisse LEDs im Vordergrund, ergänzt um neue Entwicklungen im Bereich der OLEDs. Ein weiteres zentrales Kapitel stellen die Laserdioden dar. Im Mittelpunkt stehen hier: Fabry-Perot-Laser und VCSEL sowie spezielle Lasertypen wie DFB-, QC-und MQW-Laser. Als weitere optoelektronische Bauelemente werden behandelt: Modulatoren, photovoltaische und Solarzellen. Bei allen Komponenten werden die theoretischen Grundlagen behandelt, sowie die Materialauswahl, die Technologien, die Bauformen und die Kenndaten diskutiert und die Einsatzgebiete und Märkte vogestellt. Die Vorlesung schließt mit einer kurzen Übersicht über einfache optoelektronische Schaltungen und deren Bedeutung in der optoelektronischen Signalverarbeitung und -erzeugung.

Die Studierenden sind in der Lage, die Funktionsweise, den Aufbau und die charakteristischen technischen Daten zentraler und moderner optoelektronischer Bauelemente zu beschreiben. Sie verfügen über ein breites Wissen industrieller Anwendungen.

[1] Graham-Smith, Francis: Optics and Photonics, Wiley, Chichester 2000
[2] Harth, Wolfgang: Sende- und Empfangsdioden für die optische Nachrichtentechnik, Teuber, Stuttgart 1998
[3] Bludau, Wolfgang: Halbleiter-Optoelektronik, Hanser, München 1995
[4] Dörnen, Achim: Halbleiter für die Optoelektronik und Phototnik, Hänsel-Hohenhausen, 1994
[5] Billings, Alan: Optics, optoelectronics and photonics, Prentice Hall, New York 1993
[6] Ebeling, Karl Joachim: Integrierte Optoelektronik, Springer-Verlag, Berlin 1992
[7] Paul, Reinhold: Optoelektronische Halbleiterbauelemente, Teuber, Stuttgart 1992

First, the physical principles of semiconductors, electronics and optics are summarized together with the fundamentals of light-matter interaction and a discussion of the radiometric and photometric units, followed by the presentation of the family of photo detectors. This includes the photo conductor, (avalanche) photodiodes and transistors, and detectors for specific applications such as image acquisition. Regarding light-emitting diodes, the HB-LEDs, the blue and ultraviolet LEDs and white LEDs are discussed, complemented by new developments in the field of OLEDs. Another chapter deals with lasers. The focus here: Fabry-Perot lasers and VCSELs, as well as specific types of lasers such as DFB-QC and MQW lasers. Further opto-electronic components are considered: modulators, photovoltaic and solar cells. For all components the theoretical fundamentals are discussed, as well as material selection, technologies, designs, characteristics and application areas as well as markets. The lecture concludes with a brief overview of simple optoelectronic circuits and their importance in optoelectronic signal processing and signal generation.

The students are capable of describing the functioning, structure and characteristic technical data of modern optoelectronic devices. They have a broad knowledge of industrial applications.

[1] Graham-Smith, Francis: Optics and Photonics, Wiley, Chichester 2000
[2] Harth, Wolfgang: Sende- und Empfangsdioden für die optische Nachrichtentechnik, Teuber, Stuttgart 1998
[3] Bludau, Wolfgang: Halbleiter-Optoelektronik, Hanser, München 1995
[4] Dörnen, Achim: Halbleiter für die Optoelektronik und Phototnik, Hänsel-Hohenhausen, 1994
[5] Billings, Alan: Optics, optoelectronics and photonics, Prentice Hall, New York 1993
[6] Ebeling, Karl Joachim: Integrierte Optoelektronik, Springer-Verlag, Berlin 1992
[7] Paul, Reinhold: Optoelektronische Halbleiterbauelemente, Teuber, Stuttgart 1992