В первой части курса даются основные представления об оптических свойствах полупроводниковых материалов и структур, которые используются для создания оптоэлектронных приборов. Особое внимание уделено свойствам гетероструктур, в том числе квантоворазмерных. Одна из наиболее важных и объемных частей курса – описание принципов работы и характеристик полупроводниковых инжекционных лазеров. Рассмотрены основные виды гетеролазеров – ДГС, РО ДГС, полосковые и РОС-лазеры. Подробно изучаются важнейшие характеристики лазеров, проводится расчет порогового тока накачки, мощности лазера и его диаграммы направленности. Также рассматриваются все важнейшие полупроводниковые фотоприемники – фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, солнечные элементы.
Включает следующие направления исследований:/p>
- Новые лазерные и лазерно-информационные технологии, в том числе технологии, основанные на волоконной, адаптивной и интегральной оптике, микро- и нанофотонике, субволновой и волноводной оптике.
- Квантовые инфокоммуникационные технологии, в том числе квантовая информатика и квантовая криптография, оптические системы памяти, записи и хранения информации, а также технологии, основанные на современной полупроводниковой и органической фотонике и оптоэлектронике.
- Создание высокоэффективных фотовольтаических элементов для солнечной энергетики и энергосберегающих источников освещения, в том числе светоизлучающих полупроводниковых, органических и гибридных светодиодов и транзисторов, а также гибких дисплеев.
- Технологии создания микродисплеев и устройств на их основе: коммуникационных переключателей с селекцией по длинам волн; пространственных модуляторов света, в том числе фазовых, для голографии, адаптивной оптики и фазовых антенных решёток; нашлёмных и окологлазных дисплеев, устройств ввода и обработки оптической информации.
- Разработка новых принципов функционирования в создании квантовых компьютеров и нанофотонных интегральных схем.
- Разработка и создание новых материалов, а также микро- и наноструктур с управляемыми спектральными и нелинейно-оптическими свойствами.
- Разработка принципиально новых методов и технологий создания микро- и наноструктур оптическими методами, в том числе новой безвакуумной и универсальной технологий создания оптических материалов и устройств на их основе путем трехмерной аддитивной послойной печати.
- Создание государственных эталонов и средств измерений на основе квантовых технологий и разработка набора национальных стандартизующих документов.
- Создание новых источников когерентного излучения, в том числе лазерных источников, функционирующих в неосвоенных или слабо освоенных ранее диапазонах спектра, включая рентгеновский, вакуумно-ультрафиолетовый, инфракрасный и терагерцовый диапазоны.
- Создание светоизлучающих устройств, основанных на основе новых принципов функционирования с более низким по сравнению с имеющимися аналогами энергопотреблением и более высоким КПД, а также существенно превосходящими потребительскими свойствами.
- Создание качественно новых приборов для диагностики ранних стадий социально-значимых заболеваний, неинвазивной или минимально инвазивной терапии, а также разработки и производства лекарственных препаратов, в том числе персонализированных.
- Разработка высокочувствительных биосенсоров.