НТУУ "КПІ імені Ігоря Сікорського"

ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОНІКИ

КАФЕДРА ЕЛЕКТРОННИХ ПРИСТРОЇВ ТА СИСТЕМ

Спеціалізація "ЕЛЕКТРОННІ ПРИЛАДИ ТА ПРИСТРОЇ"

Одним з напрямків спеціалізації "Електронні прилади та пристрої" є використання світла в електроніці. 
Клацніть на назві спеціалізації, щоб дізнатися більше про розвиток оптичних технологій в електроніці.
Презентація, яку я підготував 5 років тому для кафедральної конференції, мала на меті ознайомити студентів з роллю світла в електронних системах.
Кожного року на кафедрі захищаються понад 30% магістерських дисертацій, пов'язаних з оптичними технологіями. 
Ось деякі теми:
3D сканери. Волоконно-оптичні сенсори. Біосенсори на плазмовому резонансі. Оптичний зв'язок між комп'ютерами. Волоконно-оптичний зв'язок з оптичним підсиленням. Голографічне розпізнавання образів. Виявлення оптичних засобів спостереження. Лазерний контроль забруднень атмосфери. Прозорі сонячні батареї.  

Вимоги до магістерських робіт 
(див. файли 2018 р.)

Розроблення стартап-проекту (методичн. матеріали)

Кафедра електронних приладів та пристроїв (спочатку - технічної електроніки) була створена у 1951 році і в ній було закладено фундамент заснованого у 1962 році факультету електроніки (тоді - радіоелектроніки). Спектр дисциплін, які вивчають студенти кафедри, охоплює всі напрямки сучасної електроніки: мікропроцесорна техніка (комп'ютери, інтелектуальні системи), лазерна техніка (волоконно-оптичний зв'язок, інформаційно-вимірювальні системи), прилади надвисоких частот (супутниковий та мобільний зв'язок, радари), прилади відображення інформації (дисплеї, рентгено-телевізійна техніка), технологія (виробництво електронних та оптичних компонентів мікро- та наномасштабу, лазерне, іонне та електронне оброблення матеріалів), комп'ютерне моделювання електронних та оптоелектронних систем. Завдяки такій універсальній підготовці випускники кафедри є високо затребованими на ринку праці.

Як побудувати модель лазера (завантажте відео з субтитрами і вчіть англійську термінологію з лазерної техніки)

ПОПУЛЯРНА ОПТИКА (Сферичне дзеркало див. відео)

ТЕМИ БАКАЛАВРСЬКИХ ТА МАГІСТЕРСЬКИХ РОБІТ 

З ОПТОЕЛЕКТРОНІКИ

1. Дослідження оптичних методів візуалізації наночастинок.
2. Розробка і дослідження лазерного пінцета.
3. Розробка інтерферометричного датчика нанопереміщень об'єктів.
4. Дослідження оптичного хемосенсора.
5. Дослідження оптичного біосенсора.
6. Візуальне комп'ютерне моделювання наноелектронних процесів.
7. Дослідження фотоелектричних процесів в сонячних елементах.
8. Розробка і дослідження голографічного дисплея.
9. Розробка і дослідження голографічного пінцета.
10. Дослідження методів оптичної фільтрації зображень.
11. Розробка світлодіодного знезаражувача води.
12. Розробка пристрою для оптичного зв’язку між комп’ютерами.
13. Розробка пристрою для люмінесцентного контролю якості харчових продуктів.
14. Дослідження однофотонного приймача.
15. Розробка і дослідження лазерного тріангуляційного далекоміра.
16. Розробка і дослідження інфрачервоного локатора.
17. Дослідження можливостей ближньопольової мікроскопії.
18. Дослідження можливостей підвищення ефективності сонячних батарей.
19. Розробка і дослідження волоконно-оптичного сенсора.
20. Розробка і дослідження 3D сканера.

Лазер збільшує ємність жорсткого диска (читай статтю)

      Термомагнітний запис (англ. Heat-Assisted Magnetic Recording, HAMR) здатний збільшити на порядок щільність запису інформації на жорсткий диск і довести її до 2 Тб/кв.см. Ідея термомагнітного запису була запатентована у 1954 р., ще до появи перших жорстких дисків американської фірми IBM  (1956 р.) та винаходу лазера (1960 р.). Сфокусований промінь інфрачервоного GaAs-лазера з довжиною хвилі 810 нм нагріває до температури Кюрі (450 C) нанокристали феромагнетика Cu2MnAl , нанесеного на пластини жорсткого диска. До точки Кюрі нанокристал феромагнетика має спонтанну намагніченість. В точці Кюрі інтенсивний тепловий рух атомів руйнує спонтанну намагніченість - відбувається фазовий перехід з перетворенням феромагнетика (речовини із залишковим макроскопічним магнітним моментом у відсутності зовнішнього магнітного поля) в парамагнетик  (речовину без залишкового магнітного момента). У разі охолодження феромагнітного матеріалу нижче точки Кюрі поле магнітної головки жорсткого диска вишиковує феромагнітні домени у напрямку поля і біт інформації записується у вигляді локально зміненої намагніченості феромагнітного шару пластини жорсткого диска. Лазер забезпечує локальність нагрівання феромагнітного шару.
Поєднання магнітної головки та лазера  (див. рисунок)

Лазер очищає метал від іржі (див. відео)
        Для очищення поверхні металу від іржі та забруднення використовують СО2-лазер з довжиною хвилі 10,6 мкм та Nd:YAG-лазер з накачкою лазерними діодами - на основній та подвоєній частотах (довжини хвиль 1064 та 532 нм). Механізм очищення грунтується на лазерній абляції (випаровуванні поверхневого шару), який у разі генерації неодимовим лазером  наносекундних імпульсів доповнюється оптичним пробоєм повітря, утворенням мікроплазми та ударної хвилі. Середня потужність лазерних очищувачів сягає 1000 Вт. Лазерне випромінювання підводиться до ручного очищувача (розміром з перфоратор) за допомогою гнучкого волоконно-оптичного кабеля [1]. Лінійна розгортка лазерного променя дозволяє утворити на поверхні лазерну смужку, щось на зразок світлового пензля, який стирає з поверхні іржу, стару фарбу, забруднення.
        Лазерне очищення виявилося ефективним для відновлення не тільки сучасних, але й антикварних виробів, зокрема, монет Римської імперії. Для запобігання пошкодженню щільність енергії в лазерному імпульсі не перевищувала 0,4 Дж/кв.см  [2].

1. http://www.cleanlaser.de/wEnglish/produkte/high-power-cl-1000.php.
2. http://trajan.numizmat.netnwww.trajan.numizmat.net/papers/num5.pdf.

       
Лазер очищає кузов автомобіля від старої фарби (див. відео)
       Традиційно зняття шару старої фарби з автомобілів, літаків, суден та інших транспортних засобів здійснюється методом піскоструминного очищення, який створює багато шуму, пилу, забруднює середовище і зрештою є вибухонебезпечним. Лазерні очищувачі, які з'явилися останнім  часом, позбавлені цих недоліків. Очищення відбувається внаслідок лазерної абляції - випаровування нагрітої речовини без її переходу в рідкий стан. Для цього потрібна інтенсивність випромінювання приблизно 20 кВт/кв.см. [1].

1. https://link.springer.com/article/10.1007/s00339-010-5811-0#page-1