Ders Detayı
Ders Tanımı
| Ders | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| TÜMLEŞİK OPTİK VE OPTOELEKTRONİK | EECD1112901 | Güz Dönemi | 3+0 | 3 | 8 |
| Ders Programı |
| Ön Koşul Dersleri | |
| Önerilen Seçmeli Dersler |
| Dersin Dili | İngilizce |
| Dersin Seviyesi | Doktora |
| Dersin Türü | Programa Bağlı Seçmeli |
| Dersin Koordinatörü | Doç.Dr. Hasan KURT |
| Dersi Verenler | Doç.Dr. Hasan KURT |
| Dersin Yardımcıları | |
| Dersin Amacı | Sunulan ders öğrencilere güdümlü dalga optiği ve yarı iletken lazerler teorisinde sağlam bir temel sağlayacaktır. Konular şunları içerecektir: yarı iletken ve düzlemsel silika dalga kılavuzu yapılarında dalga denklemine çözümler bulmak için analitik ve sayısal teknikler; yarı iletken lazerlerin çalışması; yarı iletken lazerlerde kullanılan malzemeler; özel uygulamalar için yarı iletken lazerler; yarı iletken lazerlerin ve entegre optik cihazların imalatı. |
| Dersin İçeriği | Bu ders; Giriş ve inceleme: Maxwell denklemleri ve sınır şartları; temel yarı iletken elektroniği ,Dielektrik optik dalga kılavuzları; etkili indeks yöntemi, yarı iletken lazerde rehberlik ve indeks rehberliği kazanır; dalga kılavuzunda kayıplar ve kazançlar ,Birleştirilmiş mod teorisi; yönlü çiftler; dağıtılmış geri besleme yapıları; ve eşleşmiş lazer dizileri ,Kuantum soğurma teorisi ve kazanç spektrumu ,Elektron-foton etkileşimi; bantlar arası ve bantlar arası geçişler,Optik matris seçim kuralları,Fotodetektör Çeşitleri; kuantum verimi; kazanç ve bant genişliği ,Yarı iletken ara bant ve alt bant kuantum kuyusu lazerleri ,Kuantum nokta lazerleri,Fabry-Perot ve dağıtılmış geri besleme lazerleri; dikey boşluklu yüzey yayan lazerler,Dökme ve kuantum kuyu yapıları kullanan elektro-optik faz ve genlik modülatörleri,Kuantum sınırlı Stark efektleri ve Franz-Keldysh efektlerini kullanan elektro-emme modülatörleri,Fotonik entegre devreler; entegre lazer kipleyici; çok kesitli faz; kazanç,Dağıtılmış Bragg reflektör cihazları; konularını içermektedir. |
| Dersin Öğrenme Kazanımları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme Yöntemleri |
| Yüksek güç, yüksek sıcaklıkta çalışma dahil, özel uygulamalar için yarı iletken lazerler tasarlar. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Uyarılmış emisyon gibi temel kavramları içeren yarı iletken lazerlerin çalışmasını açıklar. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Dielektrik dalga kılavuzlarında dalga denklemine analitik çözümler önerir. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Yarı iletken ve düzlemsel silika yapılarında çözümler bulmak için sayısal yaklaşımlar kullanır. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Optoelektronik sistemlerin performansını kurucu cihaz yapılarına ve altta yatan malzeme fiziği ile ilişkilendirir. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Yarı iletken lazerleri ve entegre optik cihazları üretmek için tasarım süreci akışlarını tasarlar. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Öğretim Yöntemleri: | 10: Tartışma Yöntemi, 16: Soru - Cevap Tekniği , 19: Beyin Fırtınası Tekniği, 9: Anlatım Yöntemi |
| Ölçme Yöntemleri: | A: Klasik Yazılı Sınav, E: Ödev, F: Proje Görevi |
Ders Akışı
| Sıra | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Giriş ve inceleme: Maxwell denklemleri ve sınır şartları; temel yarı iletken elektroniği | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 2 | Dielektrik optik dalga kılavuzları; etkili indeks yöntemi, yarı iletken lazerde rehberlik ve indeks rehberliği kazanır; dalga kılavuzunda kayıplar ve kazançlar | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 3 | Birleştirilmiş mod teorisi; yönlü çiftler; dağıtılmış geri besleme yapıları; ve eşleşmiş lazer dizileri | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 4 | Kuantum soğurma teorisi ve kazanç spektrumu | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 5 | Elektron-foton etkileşimi; bantlar arası ve bantlar arası geçişler | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 6 | Optik matris seçim kuralları | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 7 | Fotodetektör Çeşitleri; kuantum verimi; kazanç ve bant genişliği | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 8 | Yarı iletken ara bant ve alt bant kuantum kuyusu lazerleri | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 9 | Kuantum nokta lazerleri | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 10 | Fabry-Perot ve dağıtılmış geri besleme lazerleri; dikey boşluklu yüzey yayan lazerler | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 11 | Dökme ve kuantum kuyu yapıları kullanan elektro-optik faz ve genlik modülatörleri | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 12 | Kuantum sınırlı Stark efektleri ve Franz-Keldysh efektlerini kullanan elektro-emme modülatörleri | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 13 | Fotonik entegre devreler; entegre lazer kipleyici; çok kesitli faz; kazanç | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 14 | Dağıtılmış Bragg reflektör cihazları | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| Kaynak |
| S. L. Chuang, Physics of Photonic Devices, 2nd ed., New York: Wiley, 2009. |
| L. A. Coldren and S. W. Corzine, Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits, New York: Wiley, 1995. |
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
| Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı | |||||||
| No | Program Yeterliliği | Katkı Düzeyi | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| 1 | Temel bilimleri, matematik ve mühendislik bilimlerini üst düzeyde anlar ve uygular, alanında en son gelişmeler dahil olmak üzere genişlemesine ve derinlemesine bilgi sahibidir. | X | |||||
| 2 | Mühendisliğin ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrar, yeni ve karmaşık fikirleri analiz, sentez ve değerlendirmede uzmanlık gerektiren bilgileri kullanarak özgün sonuçlara ulaşır. | X | |||||
| 3 | Bir alanda en yeni bilgilere ulaşır ve bunları kavrayarak araştırma yapabilmek için gerekli yöntem ve becerilerde üst düzeyde yeterliğe sahiptir. | X | |||||
| 4 | Bilime veya teknolojiye yenilik getiren, yeni bir bilimsel yöntem veya teknolojik ürün/süreç geliştiren ya da bilinen bir yöntemi yeni bir alana uygulayan kapsamlı bir çalışma yapar. | X | |||||
| 5 | Akademik çalışmalarının çıktılarını saygın akademik ortamlarda yayınlayarak bilim ve teknoloji literatürüne katkıda bulunur. | ||||||
| 6 | Bilimsel, teknolojik, sosyal ve kültürel gelişmeleri değerlendirerek bilimsel tarafsızlık ve etik sorumluluk bilinciyle topluma aktarır. | X | |||||
| 7 | Özgün bir araştırma sürecini bağımsız olarak algılar, tasarlar, uygular ve sonuçlandırır; bu süreci yönetir. | X | |||||
| 8 | Bilimsel bilgi birikimini yazılı ve sözlü olarak etkin bir şekilde ifade eder, en az bir yabancı dilde Avrupa Dil Portföyü C1 Genel Düzeyinde iletişim kurar ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanır. | X | |||||
| 9 | Uzmanlık alanındaki fikirlerin ve gelişmelerin eleştirel analizini, sentezini ve değerlendirmesini yapar | X | |||||
| 10 | Mühendislik alanındaki bilimsel, teknolojik, sosyal veya kültürel ilerlemeleri tanıtır, yaşadığı toplumun bilgi toplumu olma ve bunu sürdürebilme sürecine katkıda bulunur ve toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerlerin gelişimini destekler. | X | |||||
Değerlendirme Sistemi
| Katkı Düzeyi | Mutlak Değerlendirme | |
| Ara Sınavın Başarıya Oranı | 50 | |
| Genel Sınavın Başarıya Oranı | 50 | |
| Toplam | 100 | |
| AKTS / İşyükü Tablosu | ||||||
| Etkinlik | Sayı | Süresi (Saat) | Toplam İş Yükü (Saat) | |||
| Ders Saati | 14 | 6 | 84 | |||
| Rehberli Problem Çözme | 0 | 0 | 0 | |||
| Problem Çözümü / Ödev / Proje / Rapor Tanzimi | 1 | 60 | 60 | |||
| Okul Dışı Diğer Faaliyetler | 0 | 0 | 0 | |||
| Proje Sunumu / Seminer | 1 | 30 | 30 | |||
| Kısa Sınav (QUİZ) ve Hazırlığı | 0 | 0 | 0 | |||
| Ara Sınav ve Hazırlığı | 0 | 0 | 0 | |||
| Genel Sınav ve Hazırlığı | 1 | 60 | 60 | |||
| Performans Görevi, Bakım Planı | 0 | 0 | 0 | |||
| Toplam İş Yükü (Saat) | 234 | |||||
| Dersin AKTS Kredisi = Toplam İş Yükü (Saat)/30*=(234/30) | 8 | |||||
| Dersin AKTS Kredisi: *30 saatlik çalışma 1 AKTS kredisi sayılmaktadır. | ||||||
Dersin Detaylı Bilgileri
Ders Tanımı
| Ders | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| TÜMLEŞİK OPTİK VE OPTOELEKTRONİK | EECD1112901 | Güz Dönemi | 3+0 | 3 | 8 |
| Ders Programı |
| Ön Koşul Dersleri | |
| Önerilen Seçmeli Dersler |
| Dersin Dili | İngilizce |
| Dersin Seviyesi | Doktora |
| Dersin Türü | Programa Bağlı Seçmeli |
| Dersin Koordinatörü | Doç.Dr. Hasan KURT |
| Dersi Verenler | Doç.Dr. Hasan KURT |
| Dersin Yardımcıları | |
| Dersin Amacı | Sunulan ders öğrencilere güdümlü dalga optiği ve yarı iletken lazerler teorisinde sağlam bir temel sağlayacaktır. Konular şunları içerecektir: yarı iletken ve düzlemsel silika dalga kılavuzu yapılarında dalga denklemine çözümler bulmak için analitik ve sayısal teknikler; yarı iletken lazerlerin çalışması; yarı iletken lazerlerde kullanılan malzemeler; özel uygulamalar için yarı iletken lazerler; yarı iletken lazerlerin ve entegre optik cihazların imalatı. |
| Dersin İçeriği | Bu ders; Giriş ve inceleme: Maxwell denklemleri ve sınır şartları; temel yarı iletken elektroniği ,Dielektrik optik dalga kılavuzları; etkili indeks yöntemi, yarı iletken lazerde rehberlik ve indeks rehberliği kazanır; dalga kılavuzunda kayıplar ve kazançlar ,Birleştirilmiş mod teorisi; yönlü çiftler; dağıtılmış geri besleme yapıları; ve eşleşmiş lazer dizileri ,Kuantum soğurma teorisi ve kazanç spektrumu ,Elektron-foton etkileşimi; bantlar arası ve bantlar arası geçişler,Optik matris seçim kuralları,Fotodetektör Çeşitleri; kuantum verimi; kazanç ve bant genişliği ,Yarı iletken ara bant ve alt bant kuantum kuyusu lazerleri ,Kuantum nokta lazerleri,Fabry-Perot ve dağıtılmış geri besleme lazerleri; dikey boşluklu yüzey yayan lazerler,Dökme ve kuantum kuyu yapıları kullanan elektro-optik faz ve genlik modülatörleri,Kuantum sınırlı Stark efektleri ve Franz-Keldysh efektlerini kullanan elektro-emme modülatörleri,Fotonik entegre devreler; entegre lazer kipleyici; çok kesitli faz; kazanç,Dağıtılmış Bragg reflektör cihazları; konularını içermektedir. |
| Dersin Öğrenme Kazanımları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme Yöntemleri |
| Yüksek güç, yüksek sıcaklıkta çalışma dahil, özel uygulamalar için yarı iletken lazerler tasarlar. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Uyarılmış emisyon gibi temel kavramları içeren yarı iletken lazerlerin çalışmasını açıklar. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Dielektrik dalga kılavuzlarında dalga denklemine analitik çözümler önerir. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Yarı iletken ve düzlemsel silika yapılarında çözümler bulmak için sayısal yaklaşımlar kullanır. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Optoelektronik sistemlerin performansını kurucu cihaz yapılarına ve altta yatan malzeme fiziği ile ilişkilendirir. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Yarı iletken lazerleri ve entegre optik cihazları üretmek için tasarım süreci akışlarını tasarlar. | 10, 16, 19, 9 | A, E, F |
| Öğretim Yöntemleri: | 10: Tartışma Yöntemi, 16: Soru - Cevap Tekniği , 19: Beyin Fırtınası Tekniği, 9: Anlatım Yöntemi |
| Ölçme Yöntemleri: | A: Klasik Yazılı Sınav, E: Ödev, F: Proje Görevi |
Ders Akışı
| Sıra | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Giriş ve inceleme: Maxwell denklemleri ve sınır şartları; temel yarı iletken elektroniği | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 2 | Dielektrik optik dalga kılavuzları; etkili indeks yöntemi, yarı iletken lazerde rehberlik ve indeks rehberliği kazanır; dalga kılavuzunda kayıplar ve kazançlar | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 3 | Birleştirilmiş mod teorisi; yönlü çiftler; dağıtılmış geri besleme yapıları; ve eşleşmiş lazer dizileri | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 4 | Kuantum soğurma teorisi ve kazanç spektrumu | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 5 | Elektron-foton etkileşimi; bantlar arası ve bantlar arası geçişler | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 6 | Optik matris seçim kuralları | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 7 | Fotodetektör Çeşitleri; kuantum verimi; kazanç ve bant genişliği | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 8 | Yarı iletken ara bant ve alt bant kuantum kuyusu lazerleri | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 9 | Kuantum nokta lazerleri | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 10 | Fabry-Perot ve dağıtılmış geri besleme lazerleri; dikey boşluklu yüzey yayan lazerler | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 11 | Dökme ve kuantum kuyu yapıları kullanan elektro-optik faz ve genlik modülatörleri | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 12 | Kuantum sınırlı Stark efektleri ve Franz-Keldysh efektlerini kullanan elektro-emme modülatörleri | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 13 | Fotonik entegre devreler; entegre lazer kipleyici; çok kesitli faz; kazanç | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| 14 | Dağıtılmış Bragg reflektör cihazları | Ders notlarını ve önerilen makaleleri okumak |
| Kaynak |
| S. L. Chuang, Physics of Photonic Devices, 2nd ed., New York: Wiley, 2009. |
| L. A. Coldren and S. W. Corzine, Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits, New York: Wiley, 1995. |
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
| Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı | |||||||
| No | Program Yeterliliği | Katkı Düzeyi | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| 1 | Temel bilimleri, matematik ve mühendislik bilimlerini üst düzeyde anlar ve uygular, alanında en son gelişmeler dahil olmak üzere genişlemesine ve derinlemesine bilgi sahibidir. | X | |||||
| 2 | Mühendisliğin ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrar, yeni ve karmaşık fikirleri analiz, sentez ve değerlendirmede uzmanlık gerektiren bilgileri kullanarak özgün sonuçlara ulaşır. | X | |||||
| 3 | Bir alanda en yeni bilgilere ulaşır ve bunları kavrayarak araştırma yapabilmek için gerekli yöntem ve becerilerde üst düzeyde yeterliğe sahiptir. | X | |||||
| 4 | Bilime veya teknolojiye yenilik getiren, yeni bir bilimsel yöntem veya teknolojik ürün/süreç geliştiren ya da bilinen bir yöntemi yeni bir alana uygulayan kapsamlı bir çalışma yapar. | X | |||||
| 5 | Akademik çalışmalarının çıktılarını saygın akademik ortamlarda yayınlayarak bilim ve teknoloji literatürüne katkıda bulunur. | ||||||
| 6 | Bilimsel, teknolojik, sosyal ve kültürel gelişmeleri değerlendirerek bilimsel tarafsızlık ve etik sorumluluk bilinciyle topluma aktarır. | X | |||||
| 7 | Özgün bir araştırma sürecini bağımsız olarak algılar, tasarlar, uygular ve sonuçlandırır; bu süreci yönetir. | X | |||||
| 8 | Bilimsel bilgi birikimini yazılı ve sözlü olarak etkin bir şekilde ifade eder, en az bir yabancı dilde Avrupa Dil Portföyü C1 Genel Düzeyinde iletişim kurar ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanır. | X | |||||
| 9 | Uzmanlık alanındaki fikirlerin ve gelişmelerin eleştirel analizini, sentezini ve değerlendirmesini yapar | X | |||||
| 10 | Mühendislik alanındaki bilimsel, teknolojik, sosyal veya kültürel ilerlemeleri tanıtır, yaşadığı toplumun bilgi toplumu olma ve bunu sürdürebilme sürecine katkıda bulunur ve toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerlerin gelişimini destekler. | X | |||||
Değerlendirme Sistemi
| Katkı Düzeyi | Mutlak Değerlendirme | |
| Ara Sınavın Başarıya Oranı | 50 | |
| Genel Sınavın Başarıya Oranı | 50 | |
| Toplam | 100 | |