Dieser Kurs ist Teil der Spezialisierung Spezialisierung Active Optical Devices

4.0
Sterne
40 Bewertungen

Juliet Gopinath

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von

Teil des Abschlusses Master of Science in Electrical Engineering
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Spezialisierung Active Optical DevicesUniversity of Colorado Boulder

Über diesen Kurs

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This course can also be taken for academic credit as ECEA 5605, part of CU Boulder’s Master of Science in Electrical Engineering degree.
LEDs and Semiconductor Lasers Course Introduction
You will learn about semiconductor light emitting diodes (LEDs) and lasers, and the important rules for their analysis, planning, design, and implementation. You will also apply your knowledge through challenging homework problem sets to cement your understanding of the material and prepare you to apply in your career. 

Course Learning Outcomes
At the end of this course you will be able to…
  (1) Design a semiconductor light emitting diode and analyze efficiency
  (2) Design a semiconductor laser
  (3) Choose suitable semiconductor materials for light emitting devices

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Dozent

Dozentenbewertung

3,85/5 (9 Bewertungen)

Juliet Gopinath

Associate Professor

Electrical, Computer, and Energy Engineering

12.943 Lernende

3 Kurse

von

University of Colorado Boulder

Beginnen Sie damit, auf Ihren Master-Abschluss hinzuarbeiten.

Dieses Kurs ist Teil des reinen Onlineabschlusses Master of Science in Electrical Engineering von University of Colorado Boulder. Wenn Sie in das komplette Programm aufgenommen werden, werden Ihre Kurse auf Ihren Abschluss angerechnet.

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Lehrplan - Was Sie in diesem Kurs lernen werden

Woche

Woche 1

5 Stunden zum Abschließen

Semiconductor fundamentals

Light emitting diodes and semiconductor lasers is a really special course, and probably one of my favorite. In it, you will learn the fundamental operating principles, design, fabrication techniques and applications of two of the most widely used light emitting devices in the world today - light emitting diodes and semiconductor lasers. For module 1, I am really looking forward to introducing you to the magical world of semiconductors. In this module, we will review the basics of semiconductor physics and you will learn how we can manipulate the materials to tailor electrical and optical properties.

5 Stunden zum Abschließen

15 Videos (Gesamt 59 min), 4 Lektüren, 2 Quiz

15 Videos

Active Optical Devices Specialization Introduction3m

Introduction to Light Emitting Diodes and Semiconductor Lasers1m

Introduction to Semiconductor Fundamentals2m

Energy Bands and Semiconductors5m

Definition of a Semiconductor2m

Density of States7m

Carrier Density, Part I5m

Carrier Density, Part II6m

Carrier Density, Part III5m

Intrinsic and Extrinsic Semiconductors4m

Fermi Levels with Dopants2m

Dopant Energy Levels, Part I2m

Dopant Energy Levels, Part II1m

Charge Neutrality, Part I3m

Charge Neutrality, Part II5m

4 Lektüren

Recommended References5m

Week 1 Reading Assignments1h

Semiconductor Physics Review1h

MATLAB License5m

2 praktische Übungen

Semiconductor Fundamentals Practice45m

Semiconductor Fundamentals Review45m

Woche

Woche 2

5 Stunden zum Abschließen

Radiative recombination in semiconductors

5 Stunden zum Abschließen

15 Videos (Gesamt 51 min), 3 Lektüren, 2 Quiz

15 Videos

Radiative Recombination in Semiconductors2m

Radiative and Non-Radiative Transitions, Part I3m

Radiative and Non-Radiative Transitions, Part II1m

K Selection Rules5m

Direct and Indirect Bandgaps3m

Derivation of Absorption Coefficient2m

Joint Density of States, Direct Bandgap Semiconductor3m

Direct and Indirect Bandgaps, Part II6m

Absorption in Indirect Bandgap Semiconductor3m

Radiative Transition Rate4m

Examples of Radiative Transition Rates in Direct and Indirect Gap Semiconductors40

Minority Carrier Lifetime, Part I3m

Minority Carrier Lifetime, Part II4m

Minority Carrier Lifetime, Part III2m

Radiative Efficiency1m

3 Lektüren

Week 2 Reading Assignments2h

References5m

Radiative Recombination in Semiconductors10m

2 praktische Übungen

Radiative Recombination in Semiconductors Practice45m

Radiative Recombination in Semiconductors1h

Woche

Woche 3

3 Stunden zum Abschließen

Light Emitting Diode (LED)

3 Stunden zum Abschließen

14 Videos (Gesamt 38 min), 3 Lektüren, 2 Quiz

14 Videos

Light Emitting Diode (LED)1m

PN Junction2m

Current in PN Junction4m

Typical LED Structure1m

LED Losses, Part I3m

Total Internal Reflection2m

LED Losses, Part II58

LED Efficiencies2m

Emission Spectra, Part I3m

Emission Spectra, Part II1m

Carrier Temperature2m

LED Wavelengths3m

Blue LEDs3m

Double Heterostructure LED2m

3 Lektüren

Week 3 Reading Assignment10m

Recommended References5m

Light Emitting Diode (LED)10m

2 praktische Übungen

Light Emitting Diode (LED) Practice45m

Light Emitting Diode (LED)1h

Woche

Woche 4

6 Stunden zum Abschließen

Fundamentals of semiconductor lasers

In the last module, we learned about light emitting diodes or LEDs. Now, we will use our knowledge of semiconductors and in particular, radiative recombination, to tackle an even more powerful device, the semiconductor laser. This technology is probably the most successful laser technology of our time, with every compact disc player incorporating a 6-cent semiconductor laser. I hope you enjoy this unit as much as I do.

6 Stunden zum Abschließen

13 Videos (Gesamt 41 min), 3 Lektüren, 2 Quiz

13 Videos

Fundamentals of Semiconductor Lasers2m

History of Semiconductor Lasers4m

Fundamental Processes in a Semiconductor Laser3m

Non-Equilibrium Carrier Distribution5m

Quasi-Fermi Levels3m

Density of Photons2m

Einstein Coefficients, Part I3m

Einstein Coefficients, Part II3m

Stimulated Emission Rate, Part I3m

Calculating Minimum Intensity Needed for Stimulated Emission6m

Stimulated Emission Rate, Part II52

Gain in Semiconductor Lasers2m

Gain Spectrum28

3 Lektüren

Week 4 Reading Assignments4h

Recommended References5m

Fundamentals of Semiconductor Lasers10m

2 praktische Übungen

Fundamentals of Semiconductor Lasers Practice45m

Fundamentals of Semiconductor Lasers45m

Bewertungen

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Top-Bewertungen von LIGHT EMITTING DIODES AND SEMICONDUCTOR LASERS

von GS14. Mai 2020

The course is completely theoretical, it would be nice to have a more hands-on topics.

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Über den Spezialisierung Active Optical Devices

The courses in this specialization can also be taken for academic credit as ECEA 5605-5607, part of CU Boulder’s Master of Science in Electrical Engineering degree. Enroll here.

This Active Optical Devices specialization is designed to help you gain complete understanding of active optical devices by clearly defining and interconnecting the fundamental physical mechanisms, device design principles, and device performance. You will study and gain active experience with light emitting semiconductor devices like light emitting diodes and lasers, nanophotonics, optical detectors, and displays. Specialization Learning Outcomes: *Analyze and design semiconductor light sources, and surrounding optical systems *Analyze and design detection systems for LIDAR, microscopy and cameras *Analyze and design systems for optical device systems that can adapt to the environment at hand. *Use lasers and optical electronics in electronic systems through an understanding of the interaction of light and atoms, laser rate equations and noise in photo-detection.

Häufig gestellte Fragen

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