Aktualisiert: 2023-04-11
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Technische Anwendungen des Lasers
Schlüsselwort: Modulator
Hocheffiziente frequenzagile Mikrowellen-Leistungsverstärker auf Basis von Verbindungshalbleitern und Ferroelektrika
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf, der Optimierung und Charakterisierung von GaN-HEMT-Leistungsverstärkern für Mobilfunkanwendungen. Der Fokus liegt hierbei auf steuerbaren Transformationsnetzwerken auf Basis elektronisch anpassbarer Barium-Strontium-Titanat (BST)-Varaktoren. Dabei konnte die Leistungsverträglichkeit jener BST-Varaktoren bis zu 50 W gesteigert werden, verbunden mit einer guten Linearität und geringen Temperaturabhängigkeit. Dies zielte darauf, den Wirkungsgrad von Leistungsverstärkern bei Leistungen deutlich unterhalb der Sättigung zu verbessern. Die so entwickelten steuerbaren Transformationsnetzwerke sind für gehäuseintegrierte Transistormodule optimiert. Auf diese Weise lassen sich platzsparende und äußerst flexibel einsetzbare Komponenten für Hochfrequenzanwendungen realisieren. Die Transistormodule erreichen einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 72% PAE in der Sättigung. Sie verbessern zudem die PAE bei reduzierter Leistung um mehrere Prozentpunkte gegenüber statisch angepassten Transistoren.
Darüber hinaus sind sie über der Frequenz im S-Band nicht nur gut steuerbar, sondern lassen sich auch durch Änderung der Steuerspannung auf optimalen Wirkungsgrad oder Linearität bei verschiedenen Leistungspegeln anpassen. Auch hybride Verstärker werden vorgestellt, in denen diskret aufgebaute Varaktoren verbaut sind. Dank der verwendeten Modulatoren, für welche ebenfalls GaN-Transistoren und Dioden genutzt werden, bieten die Verstärker das Potenzial zur Lastmodulation. Dadurch steigt die Effizienz beim Betrieb mit modulierten Signalen. Für LTE-äquivalente Signale lässt sich die mittlere PAE um mehrere Prozentpunkte erhöhen, ohne die Linearität in einem System mit Vorverzerrung zu belasten.
Aktualisiert: 2021-04-16
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Photonik
Kern des Buches ist die integrierte Optik - unter besonderer Berücksichtigung von III/V-Halbleitern. Die Hinzunahme aktiver Bauelemente zu den Konzep ten der integrierten Optik führt zur Optoelektronik. Für alle Erscheinungen und Anwendungen, bei denen neben Elektronen Photonen eine wichtige Rolle spielen, hat sich als Oberbegriff das Kunstwort "Photonik" (in Anlehnung an die Bezeichnung Elektronik) herausgebildet. Viele Autoren und Autorinnen verwenden es synonym für Optoelektronik und speziell integrierte Optoelek tronik. Die Optoelektronik wird in dem vorliegenden Buch vornehmlich, aber nicht nur vor dem Hintergrund ihrer Anwendungen in der optischen Nachrichten technik gesehen. Auch neuere, sich erst in jüngster Zeit entwickelnde An wendungsfelder, wie die Mikrosytemtechnik, werden kurz behandelt. Viele der vorgestellten Konzepte greifen auf Prinzipien der klassischen Optik, aber auch auf die moderne Optik, wie etwa die Fourier-Optik, zurück. Daher wer den in den Anfangskapiteln die notwendigen Grundlagen erläutert. Es ist erstaunlich, wie viele Konzepte der klassischen Optik in den modernen An wendungen eine Renaissance erleben. Für viele moderne Bauelemente der integrierten Optik und Optoelektronik werden Strukturen mit quantenmechanischen Abmessungen im Bereich von wenigen Nanometern verwendet. Auf ihre Funktionsweise wird besonders ein gegangen. Die Herstellung solcher Strukturen ist nicht ohne moderne epitak tische Kristallwachstums- und Lateralstrukturierungsverfahren denkbar, auf die ebenfalls hingewiesen wird.
Aktualisiert: 2022-08-18
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Photonik
Die Photonik beschäftigt sich mit der kontrollierten Erzeugung, Ausbreitung, Manipulation und Detektion von – vorwiegend kohärenten – Lichtfeldern. Der Begriff ist nicht nur in Anlehnung an die Elektronik gebildet, in zahlreichen Anwendungen (Nachrichten-, Daten-, Displaytechnik oder Sensorik) gehen Photonik und Elektronik tatsächlich eine intensive Verbindung ein.
Das Buch vermittelt ein fundiertes Verständnis dieses modernen Wissensgebietes, von den physikalischen Grundlagen bis hin zur Ebene der photonischen "Bauelemente": Laser, Verstärker, Wellenleiter, Modulatoren und Schalter, Interferometer, Detektoren etc. Dabei werden nicht nur die Grundkonzepte dargestellt, sondern auch leistungsfähige Formalismen zur Analyse photonischer Prozesse eingeführt. Damit liefert das Buch für Physiker und Techniker einen umfassenden Überblick und das Rüstzeug zur Einarbeitung in Spezialgebiete der Angewandten Optik, wie Nachrichtentechnik, Lasermaterialbearbeitung, Sensorik und medizinische Laseranwendungen.
Aktualisiert: 2023-03-28
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Integrierte Optoelektronik
Aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung optischer und elektronischer Bauelemente bemüht man sich verstärkt, diese Elemente zu integrieren. Analog zur raschen Entwicklung integrierter Schaltkreise in der Mikroelektronik, zeichnet sich eine ähnliche Entwicklung in der Integrierten Optoelektronik ab. Das Werk ist eine umfassende Darstellung der Wellenleiteroptik und Photonik in den Halbleitersystemen AlGaAs und InGaAsP. Die Grundlagen der Wellenausbreitung und der optisch-elektrischen Wandlung in Laserdioden und Photodioden werden ausführlich behandelt. Der eingeführte einheitliche Formalismus wird benutzt, um aktuelle Entwicklungen eingehend zu diskutieren. Beispiele hierfür sind Halbleiterlaser mit Quantenstruktur, durchstimmbare Laserdioden, Photodioden mit innerer Verstärkung oder die monolithische Integration optischer und elektrischer Komponenten. Das Buch richtet sich an Studenten und in der Praxis stehende Ingenieure und Physiker, die sich mit integrierter Optik, optischer Nachrichtentechnik oder optischer Informationsverarbeitung befassen.
Aktualisiert: 2023-01-20
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Photonik
Kern des Buches ist die integrierte Optik - unter besonderer Berücksichtigung von III/V-Halbleitern. Die Hinzunahme aktiver Bauelemente zu den Konzep ten der integrierten Optik führt zur Optoelektronik. Für alle Erscheinungen und Anwendungen, bei denen neben Elektronen Photonen eine wichtige Rolle spielen, hat sich als Oberbegriff das Kunstwort "Photonik" (in Anlehnung an die Bezeichnung Elektronik) herausgebildet. Viele Autoren und Autorinnen verwenden es synonym für Optoelektronik und speziell integrierte Optoelek tronik. Die Optoelektronik wird in dem vorliegenden Buch vornehmlich, aber nicht nur vor dem Hintergrund ihrer Anwendungen in der optischen Nachrichten technik gesehen. Auch neuere, sich erst in jüngster Zeit entwickelnde An wendungsfelder, wie die Mikrosytemtechnik, werden kurz behandelt. Viele der vorgestellten Konzepte greifen auf Prinzipien der klassischen Optik, aber auch auf die moderne Optik, wie etwa die Fourier-Optik, zurück. Daher wer den in den Anfangskapiteln die notwendigen Grundlagen erläutert. Es ist erstaunlich, wie viele Konzepte der klassischen Optik in den modernen An wendungen eine Renaissance erleben. Für viele moderne Bauelemente der integrierten Optik und Optoelektronik werden Strukturen mit quantenmechanischen Abmessungen im Bereich von wenigen Nanometern verwendet. Auf ihre Funktionsweise wird besonders ein gegangen. Die Herstellung solcher Strukturen ist nicht ohne moderne epitak tische Kristallwachstums- und Lateralstrukturierungsverfahren denkbar, auf die ebenfalls hingewiesen wird.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Technische Anwendungen des Lasers
Bücher zum Thema Modulator
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