Optoelektronik & Photonik

01

Grundlagen der Optoelektronik

• Warum Optoelektronik?
• Direkte vs. indirekte Bandlücke
• Photonenenergie und Bandlücke
• Materialsystem-Übersicht
• Quanteneffizienz als Bewertungsgröße

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02

Leuchtdioden (LED)

• Aufbau und Funktionsprinzip
• Materialsysteme nach Farbe
• Quantum Wells zur Effizienzsteigerung
• Droop-Effekt und Auskopplungseffizienz
• Von der Emission zur nutzbaren Lichtleistung

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03

Laserdioden

• Vom LED zum Laser: Besetzungsinversion und stimulierte Emission
• Der optische Resonator und Modenbildung
• Kantenemitter: Fabry-Pérot- und DFB-Laser
• VCSEL: Aufbau und Vorteile
• Materialsysteme und Anwendungsfelder

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04

Photodioden & Photodetektoren

• Funktionsprinzip: pn- und pin-Photodiode
• Kenngrößen: Quantenausbeute und Responsivität
• Avalanche-Photodiode (APD)
• Materialwahl je Wellenlängenbereich
• Anwendungen: Glasfaserkommunikation und Bildsensorik

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05

Integration & Anwendungen

• Die optische Übertragungskette
• Displaytechnik: LED-Backlight, µLED und OLED im Vergleich
• Sensorik: LiDAR und Time-of-Flight
• Sensorik: Pulsoximetrie und Näherungssensoren
• Photonische integrierte Schaltkreise (PIC) – Ausblick

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06

Herstellung optoelektronischer Bauelemente

• Epitaxie: MOCVD und MBE
• Mesa-Strukturierung und Kontaktierung
• Facettenherstellung bei Kantenemittern
• Vereinzelung und Aufbau

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07

Solarzellen

• Photovoltaischer Effekt: Grundprinzip
• Innerer Aufbau einer Si-Solarzelle
• Kennlinie und Kenngrößen
• Verlustmechanismen
• Materialsysteme und Zelltypen

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