Optoelektronik (Vorlesungsreihe)


Eine Vorlesung in Optoelektronik an asiatischen Universitäten beinhalten in der Regel folgende Hauptbereiche:

Die Definition und Bedeutung von Optoelektronik, grundlegende physikalische Prinzipien, Licht-Wellen/-Teilchennatur, Quantenmechanik, Halbleiterphysik und -technologie, Halbleitermaterialien wie Galliumarsenid, Indiumphosphid, Silizium etc. Bandstrukturen und Halbleitereigenschaften, pn-Übergänge und Diodenverhalten. Optoelektronische Bauelemente, wie Leuchtdioden und deren Funktionsprinzip, Herstellung, Eigenschaften und Anwendungen. Laserdioden deren Funktionsweise, Arten (Fabry-Pérot-Laser, DFB-Laser) sowie Anwendung in der Telekommunikation und Industrie. Photodioden/Photodetektoren deren Funktionsprinzip, Typen (PIN-Dioden, Avalanche-Photodioden) Anwendungen. Solarzellen deren Prinzip, Typen/Wirkungsgrad in der Photovoltaiktechnologie.

Optische Wellenleiter und Fasersysteme, Grundlagen der Lichtausbreitung in Wellenleitern, optische Fasern deren Struktur, Eigenschaften, Dämpfung und Dispersion, Faserkopplung und -verbindungen sowie Anwendungen in der Tele- kommunikation und Sensorik. Modulation/Detektion von Licht, Amplituden-, Frequenz- und Phasenmodulation, elektrooptische, akustooptische und magnetooptische Modulatoren, optische Detektionsverfahren wie direkte Detektion, heterodyne und homodyne Detektion. Optoelektronische Systeme und Schaltungen, Integration optoelektronischer Bauelemente in elektronische Schaltungen, optische Signalverarbeitung und Übertragungssysteme und deren Anwendungen in der Informations- und Kommunikationstechnik.

Anwendungen in der Telekommunikation durch Lichtwellenleitertechnologien, optische Netzwerke. Medizinische Technologien bei der optische Diagnostik und Bildgebung. In der Sensorik durch optische Sensoren (Temperatur, chemische Sensorik) Industrie bei Lasertechnologien in der Fertigung/Materialbearbeitung. Gegenwärtige Forschungstrends sind bspw.in der Nanophotonik, Plasmonik, Quantenoptik, Quantenkommunikation und bei neuen Materialien und Technologien (Perowskit-Solarzellen) zu finden.

Diese Studienbereiche bieten einen umfassenden Überblick über die Prinzipien, Technologien und Anwendungen der Optoelektronik und bereiten Studenten auf weiterführende Forschung oder berufliche Tätigkeiten vor.