05.11.14 — Технология приборостроения (1015911), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Износостойкие покрытия на инструментах. Декоративные покрытия. Основы квантовой электроники. Излучение абсолютно черного тела. Особенности спектра излучения. Формула Рэлея-Джинса. Закон смещения Вина. Закон Стефана-Больцмана. Число осцилляторов в единице объема. Средняя энергия классического осциллятора. Квантовый осциллятор. Предельные случаи формулы Планка. Частота максимума в шкале длин волн. Гравитационное красное смещение.
Интегральная по спектру плотность энергии. Основные понятия теории излучения. Интенсивность. «Входящая» и «выходящая» энергия. Учет симметрии. Поток. Средняя интенсивность. Интенсивность и плотность энергии. Поток от границы изотропного источника. Формула Стефана — Больцмана. Корпускулярные свойства излучения. Фотоэффект. Корпускулярно-волновойдуализм.
Доплеровский профиль спектральной линии. Волновые свойства частиц. Пример связи импульса и показателя преломления. Оптико— механическая аналогия. Дебройлевская длина волны. Эксперименты по наблюдению волновых свойств частиц. Волновой пакет. Фазовая скорость. Групповая скорость. Сложение колебаний с непрерывной зависимостью . Частица как волновой пакет.
Линейная и нелинейная дисперсионные зависимости. Расплывание волнового пакета. Элементы квантовой механики. Переход от классической, к квантовой механике. Соотношение неопределенностей, Уширение спектральных линий. «Волна» и «частиц໠— предельные случаи реального объекта. Устойчивость атома. Уравнение Шредингера. Волновая функция. Волновая функция как вероятность.
Принцип суперпозипии. Нормировка. Ток вероятности. Операторы физических величин. Среднее значение. Стационарное уравнение Шредингера. Одномерное движение, ограниченное с одной стороны. Частица в потенциальном ящике. Барьер и яма конечной глубины. Примеры туннельного эффекта. Потенциальная яма конечной глубины. Особенности решений для ямы конечной глубины. Рассеяние на потенциальном пороге.
Рассеяние на потенциальной яме. Линейный гармонический осциллятор. Решение волнового уравнения. Свойства квантового осциллятора. Нулевые колебания. Строение атома Уровни энергии в планетарной модели. Принцип соответствия. Приведенная масса. Связь между энергией и моментом вращения 10Квантование момента вращения. Параметры орбиты электрона.
Постоянная Рид берга. Изозлектронная последовательность водорода. Высоков озбуждйнные состояния. Теория БораЗоммерфельда. Атом водорода в квантовой механике. Атом в окружении заряженных частиц. Излучение при переходах между дискретными уровнями. Квантово-механическое описание взаимодействия излучения с веществом. Индуцированные и спонтанные переходы. Коэффициенты Эйнштейна.
Когерентность индуцированного излучения. Вероятности переходов. Форма спектральной линии, виды уширения. Излучательные и безизлучательные переходы в квантовых системах. Ширина и форма спектральных линий, механизмы уширения. Инверсия населенностей, Коэффициент усиления активных сред. Методы создания инверсной населенности. Усиление и генерация электромагнитного излучения. Поглощение и усиление. Активная среда. Сечение поглощения.
Эффект насьпцения. Плотность потока энергии насьпц ения. Коэффициенты Эйнштейна и матричный элемент оператора перехода. Волновые функции стационарных состояний. Уравнение Шредингера при наличии возмущений. Вероятность перехода. Вычисление коэффициентов Эйнштейна для ицдуцированных переходов в двухуровневой системе. Матричный элемент оператора дипольного момента перехода. Осцилляции населенности верхнего уровня, Частота Раби.
Условия возбуждения. Квантовые усилители и генераторы (мазеры, лазеры). Мазер на пучке молекул аммиака, квантовые парамагнитные усилители СВЧ. Газовые лазеры: атомарные, ионные, молекулярные, на парах металлов, химические, газодинамические, эксимерные. Структурная схема излучателя. Особенности излучающей среды. Методы возбуждения. Структурная схема уровней. Особенности технологии изготовления. Твердотельные лазеры на примесных стеклах и кристаллах, Структурная схема излучателя.
Особенности излучающей среды. Методы возбуждения. Структурная схема уровней. Особенности технологии изготовления. Волоконные лазеры. Структурная схема излучателя. Особенности излучающей среды. Методы возбуждения, Структурная схема уровней. Особенности технологии изготовления. Полупроводниковые инжекционные лазеры.
Структурная схема излучателя. Особенности излучающей среды. Методы возбуждения. Структурная схема уровней. Особенности технологииизготовления. Безилучательная рекомбинация в твердом теле. Электрон-фононное взаимодействие. Слабая вибрационная связь. Вероятность многофононной релаксации. Ион-ионное взаимодействие. Лазеры на квантоворазмерых эффектах. Особенности строения нанокомпозитных материалов.
Квантов оразмерные эффекты. Полупроводниковые лазеры с квантоворазмерной областью. Лазеры на квантоворазмерных точках. Резонаторы. Объемные резонаторы СВЧ. Открытые резонаторы в лазерах: плоскопараллельные, конфокальные, устойчивые и неустойчивые, кольцевые. Типы колебаний, собственные частоты, добротность. Динамика излучения лазеров. Кинетические уравнения. Одномодовый и многомодовый режьпг. Пички в лазерах. Методы стабилизации интенсивности и частоты лазеров. Приемники лазерного излучения Характеристики излучения оптического диапазона.
Оптические константы вещества и методы вх определения. Взаимосвязьоптических констант. Связь между оптическими и электрическими характеристиками вещества. Дисперсия оптических постоянных, Основные параметры и характеристики приемников лазерного излучения. Чувствительность, спектральная характеристика, частотная характеристика, инерционность, световая характеристика, квантовая эффективность, угол зрения. Пороговые характеристики: пороговая мощность, эквивалентная мощность шума, обнаружительная способность, удельная эквивалентная мощность шума. Сравнения характеристик различных типов фотоприемников.
Шумы приемников излучения. Приемники лазерного излучения. Фотоприемники. Виды взаимодействия оптического излучения с веществом. Типы фотоприемников. Фотонный эффект: внутренний и внешний. Тепловой эффект. Фотопроводимость: собственная и примесная. Фотопроводимость в СВЧ электрическом поле. Фотогальванический эффект: р-и переход, р-1-п-структура, барьеры Шоттки, гетеропереходы, фототранзистор, фоторезистор.
Фотоэлектромагнитный эффект. Фотоэффекты на основе эффекта поглощения свободными носителями. Фотонное увеличение носителей заряда, болометр на горячих носителях. Эффекты преобразования в видимый свет: ИК квантовый преобразователь, фосфоры, фотопленки. Внешний фотоэффект. Фотокатоды: металлические, полупроводниковые с отрицательным и положительный сродством к электрону. Фотоумножители: динодные, газонаполненные, многоканальные. Внутренний фотоэмиссионный эффект. Фотодиодные приемники. Тепловые эффекты. Болометрический эффект: термисторы, металлические болометры.
Пироэлектрический эффект: пироприемники. Термоэлектрический эффект; термопары. Пиромагнитный эффект. Эффект Нернста Жидкие кристаллы. Области применения приемников излучения. Системы тепловидения, теплопеленгации, радиометрии, обнаружения, дальнометрии. Основные типы фотонных приемников. Фотоэмиссионные детекторы. Фотоэмиссионные процессы. Типы фотоэмиссионных приемников. Фоторезисторные приемники. Фотопроводимость полупроводников. Коэффициент усиления, спектральная плотность шумов, сигнальная и шумовая характеристики. Условия достижения предельной фоточувствительности. Частотная характеристика. Пороговые характеристики. Примесной фоторезистор. Многоэлементные и координатные приемники. Схемы включения, ИК приемники изображения на приборах с переносом заряда. Основные принципы работы. Характеристики МДП-структур: идеальная и реальная.
Фотоприемники на МДП- элементах. Типы приемников ИК изображения. Оптические приборы на основе приемников излучения. Телевизионные передающие трубки. Электронно-оптические преобразователи. Перспективы развития фотоэлектроники. Нанофотоника и наноэлектроника. Физические основы злионных технологий. Основные понятия физики взаимодействия частиц с твердым телом. Общая характеристика взаимодействия ионов с твердым телом.
Неупругие и упругие потери энергии. Неупругие потери энергии при торможении ионов в веществе. Формула Бете-Блоха. Упругие потери энергии при торможении ионов в веществе. Потенциалы иовно-атомного взаимодействия. Параметры взаимодействия ионов с веществом. Дифференциальные сечения рассеяния и передачи энергии. Полный и про ективный пробеги ионов. Разброс пробегов. Профиль концентрации имплантированных ионов. Ионная имплантация.
Имплантация и пробег ионов в монокристаллах, каналирование. Явление каналирования заряженных частиц в кристалле. Профиль концентрации имплантированных ионов в условиях каналирования. Радиационные дефекты. Радиационное дефектообразование. Профиль концентрации имплантированных ионов в условиях распыления. Образование радиационных дефектов в твердых телах при ионном облучении. Понятие пороговой энергии образования дефекта.