Vật liệu tiên tiến và Công nghệ Nano

Giới thiệu môn học: “Quang điện tử và quang tử ” – Khoa học và công nghệ của ánh sáng

Quang điện tử và quang tử là gì?

Quang tử (photonics) là khoa học vật lý và ứng dụng của ánh sáng. Lĩnh vực quang tử bao gồm việc tạo ra, điều khiển và nhu nhận ánh sáng để phục vụ các ứng dụng thực tế trong đó bản chất hạt của ánh sáng (photon) là quan trọng. Thuật ngữ này được sử dụng rộng rãi vào những năm 1960 với sự phát minh ra tia laze và điốt laze. Sự khác biệt chính của lĩnh vực quang học (optics) và quang tử ở chỗ lĩnh vực quang học tập chung vào ánh sáng khi bản chất sóng là chủ yếu.

Sự phát triển nhanh của các lĩnh vực khoa học và công nghệ làm mờ ranh giới của rất nhiều lĩnh vực khoa học cơ bản. Việc kết hợp một nhánh của quang tử và điện tử tạo nên thuật ngữ quang điện tử (opto-electronics). Cơ sở của quan điện tử hiện đại dựa trên của một khám phá vật lý, được biết đến là hiệu ứng quang điện. Khi ánh sáng có năng lượng đủ lớn chiếu tới vật liệu, các hạt tải điện được sinh ra. Các hạt tải điện này trong một số trường hợp cụ thể thể tạo ra một hiệu điện thế hay dòng điện.

Một số linh kiện và thiết bị quang điện tử

Tại sao quang tử và quang điện tử lại quan trọng đối với chúng ta?

Các thiết bị quang tử và quang điện tử đã trở nên phổ biến trong cuộc sống hàng ngày nhưng thường ít được chú ý. Các nguồn chiếu sáng rắn như đèn LED và điốt laze đã có vô kể các ứng dụng. Ưu điểm của những thiết bị này là giá thành tương đối rẻ, kích thước nhỏ gọn, khá bền với tuổi thọ sử dụng cao. Hơn nữa, các nguồn sáng tạo này ra ít nhiệt hơn và yêu cầu ít điện năng hơn so với các nguồn sáng truyền thống khác. Những lý do này đã khiến đèn LED đang được triển khai rộng rãi như một công nghệ chiếu sáng hiện đại do tiết kiệm đáng kể năng lượng và chi phí bảo trì. Trong lĩnh vực thông tin, các thiết bị, hệ thống và mạch tích hợp trong các ứng dụng trong truyền thông dữ liệu tốc độ cao đang được sử dụng. Mạng lưới internet quốc tế được kết nối thông qua cáp quang với tốc độ cao. Trong lĩnh vực năng lượng, pin mặt trời đang trở nên ngày càng phổ biến như là nguồn năng lượng tái tạo sạch và vô tận.

Các thiết bị cảm biến dựa trên quang tử và quang điện tử như cảm biến hình ảnh CCD, CMOS của các loại máy ảnh kĩ thuật số đã thay đổi một cách vĩnh viễn cách chúng ta chụp ảnh. Các loại máy ảnh kĩ thuật số nhỏ gọn, chất lượng cao được tích hợp trên mọi thiết bị như điện thoại di động, đồng hồ cho đến các phương tiện di chuyển như ô tô.

Chúng ta sẽ học được gì ở môn Quang điện tử và quang tử?

Trong chương trình Kĩ sư Khoa học và Kĩ thuật Vật liệu, môn học Quang điện tử và Quang tử sẽ cung cấp cho sinh viên sẽ các kiến thức sâu sắc và kĩ năng về lĩnh vực quang học, quang điện tử và quang tử. Các kiến thức và kĩ năng bao gồm sự tương tác giữa ánh sáng với vật liệu, lý thuyết về phát xạ, hấp thụ, các nguyên lý hoạt động cơ bản của các linh kiện quang điện tử như LED, cảm biến quang, các loại lasers, cảm biến hình ảnh CCD/CMOS. Sinh viên sẽ được học về một số nguyên lý về khuếch đại, thông tin quang và truyền dẫn quang học, đồng thời được cập nhật một số kiến thức về các thiết bị quang học hiện đại.

Nguồn : https://mse.phenikaa-uni.edu.vn/vi/post/dao-tao/mse-nano/gioi-thieu-mon-hoc-quang-dien-tu-va-quang-tu-khoa-hoc-va-cong-nghe-cua-anh-sang