Sirotti-06

PROGRAMMA DEL CORSO DI
OPTOELETTRONICA 2007
DOCENTE
PAOLO SIROTTI
Laser
Principi di funzionamento del laser. Concetto di coerenza. Cavità risonanti. Commutazione del Q e
aggancio in fase dei modi. Equazioni di bilancio per laser a tre livelli. Comportamento statico e
dinamico del laser in regime di piccoli segnali. Classificazione panoramica e descrizione dei
diversi tipi di laser. Applicazioni del laser in campo medico e biologico, metrologico e industriale.
Laser a fibre drogate; amplificatori ottici. Il giroscopio a laser. Il Lidar.
La sicurezza laser.
Led e laser a semiconduttori
Semiconduttori a gap diretto e a gap indiretto. Ricombinazione radiante. Arseniuro di Gallio e
composti III-V. Diodi emettitori di luce. Laser a semiconduttori. Eterostrutture. Laser a doppia
eterogiunzione. Laser a pozzi quantici.
Fotorivelatori
Fotoconduttori. Fotodiodi a giunzione p-n. Fotodiodi p-i-n. Fotodiodi a valanga. Fototransistori.
Fotomoltiplicatori; piastre a microcanale. Dispositivi CCD.
Modulatori ottici
Modulazione diretta di diodi LED e Laser. Modulatori a semiconduttore di ampiezza e fase.
Modulatori elettroottici.
Visualizzatori
Cristalli liquidi.
Olografia.
Equazioni generali dell'olografia. Olografia di ampiezza e di fase. Olografia in luce diffusa.
Olografia in luce bianca. Olografia interferometrica. Elementi ottici olografici.
Ottica non lineare
Generazione di armoniche. Effetti fotorifrattivi. Coniugio ottico di fase.
Complementi
Concetti introduttivi di ottica elementare. Interferenza della luce; rifrazione; diffrazione; reticoli;
legge dei punti coniugati per lenti sottili. Dimostrazione in laboratorio.
Optoelectronica
Laser
Introduction to lasers. Coherence of light. Optical cavities. Q-switching and mode-locking.
Rate equations for three level lasers. Low-signal analysis. Laser classification and description.
Laser application in medicine, biology. Industrial applications.
Fiber laser amplifier: EDFA. The laser gyroscope. The LIDAR.
Laser safety.
LED and semiconductor lasers
Direct and indirect semiconductors. Radiant recombination, Gallium Arsenide and others III-V
compounds. Light emitting diodes. Semiconductor lasers. Double heterostructure lasers. Quantum
well lasers.
Light sensors
Photoconductors. P-n junction photodiodes. P-i-n and avalanche photodiodes. Phototransistors
Photomultipliers and microchannel plates. CCD devices.
Optical modulators
Direct modulation of Leds and semiconductors lasers. Amplitude and phase optical modulators.
Electro-optical modulators
Displays
Liquid crystals.
Holography
Holography general equations. Amplitude and phase- scattered light- white light holography.
Interferential holography. Holographic optical elements.
Short account of non-linear optics.
Optical phase conjugation. Photorefractive effects. Harmonics generation.
Complements
Introduction on elementary optics. Interference of the light. Refraction; diffraction; reticles;
conjugate planes law for thin lenses. Laboratory implementation of basic experiments.