Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage ihr theoretisches Wissen anzuwenden, um neue Bauelemente zu entwerfen und zu optimieren.

Das relevante theoretische Wissen in der Halbleiteroptoelektronik umfasst die kp-Theorie, die "Envelope function theory" für Heterostrukturen, Streuprozesse und optische Eigenschaften sowie das Maxwell-Bloch-Modell für Laserdynamik. Die Studierenden werden in der Lage sein, ihr theoretisches Wissen mit numerischen Methoden in Python anzuwenden.

In der Vorlesung wird das theoretische Wissen vermittelt, das für ein intuitives Verständnis und eine präzise physikalische Beschreibung von Halbleiterlasern und anderen optoelektronischen Bauelementen notwendig ist. In den Übungen wird dieses Wissen mittels numerischer Methoden auf ein konkretes Beispiel, den Quantenkaskadenlaser, angewendet. Dabei werden alle wichtigen Aspekte wie Wellenfunktionen in Quantenstrukturen, Streuprozesse, optische Eigenschaften von Halbleitern und Laserresonatoren behandelt. Das erworbene Wissen ist nicht nur für Halbleiterlaser, sondern für alle optoelektronischen Bauelemente von Bedeutung, und die erworbenen praktischen Fähigkeiten im Bauelementdesign sind unabhängig vom Themengebiet.

Vorlesung zur Vermittlung der theoretischen Grundlagen.

Anwendungsorientierte Übung mit Python 3.7 und numpy zum Entwurf von Halbleiterlasern.

Der Kurs findet als Blockveranstaltung an 6 Nachmittagen mit jeweils ca. 50 Minuten Vorlesung, einer kurzen Pause und einem 4-stündigen Modellierungs- und Designtutorial statt.

Bei Terminkonflikten können 2 der 6 Übungen als Hausaufgabe bearbeitet werden.

Mündliche Prüfung der Grundlagen und laufender Leistungsnachweis während der Übung.

Verständnis der Halbleiterphysik und Photonik.

Vorkenntnisse in Python 3.7 und im Umgang mit Numpy-Arrays werden vorausgesetzt (z.B. VU Scientific Programming in Python oder Online-Tutorials).