Вопросы к экзамену по дисциплине «Современные проблемы науки и индустрии фотоники и оптоинформатики».
11 семестр
Учебный год
1. Классическая фотолитография и методы формирования структур фотоники, включая многослойные структуры, нанометровая фотолитография.
2. Полутоновая (3-D) литография как метод формирования структур произвольной формы,
3. Глубокая литография (DEEP LITHOGRAPHY) для формирования структур с высоким форматным отношением.
4. Прямая запись трехмерной нанометровой структуры методом абляции материала лазерным или электронным пучком. Возможности метода. Аппаратура. Основные обрабатываемые материалы.
5. Технологии копирования и тиражирования 10 нм уровня - контактная литография, наноимпринтинг, нанометровая печать, soft lithography – реализация и возможности.
6. Как влияет наличие пылинок между фотошаблоном и фоторезистом на разрешение? Объяснить с точки зрения законов оптики.
7. Для фотолитографии используется иммерсионный объектив с апертурой 1,0. Размер получаемого элемента 0,5 мкм. Какая максимальная толщина слоя возможна? Какие негативные последствия можно ожидать при увеличении слоя фоторезиста? Целесообразно ли уменьшить апертуру объектива, если слой слишком толстый?
8. Голограмма образована синусоидальной модуляцией поверхности при небольшой ее относительной высоте (1:10). Решетка эшелет обеспечивающая направленное отражение света образована поверхностями треугольной в сечении формы, с относительной высотой структур до 1:1. Какие методы фотолитографии можно было бы рекомендовать для первого и второго случая?
9. Определить наименьший размер точки на фоторезисте (приблизительно), которую можно записать с использованием обычного микрообъектива (апертура 0,8, длина волны 560 нм). Во сколько раз измениться размер точки, если применить: иммерсию (показатель преломления 1,5); УФ излучение 248 нм?
10. Сравнить контактную и проекционную фотолитографию. Преимущества и недостатки той и другой.
11. Причины ограничения разрешающей способности в оптической и электронной фотолитографии, сравнить.
12. На что влияет величина зазора между фотошаблоном и фоторезистом. Причины ограничения разрешения в контактной литографии.
13. Результаты торможения электронного пучка в материале в электронной литографии (влияние на формируемую структуру)
14. Сравнение оптической и электронной литографии (скорость, разрешение, применение).
15. Сравнение электронно - лучевой и ионно - лучевой литографии. Обрабатываемые материалы в обоих случаях.
16. Методы измерения формы элементов микрооптики, оптические методы, краткая характеристика, преимущества и недостатки.
17. Методы измерения формы элементов микрооптики, электронно-микроскопические методы, краткая характеристика, преимущества и недостатки
18. Методы измерения формы элементов микрооптики, атомно-силовой, туннельная микроскопия, краткая характеристика, преимущества и недостатки
19. Причины появления артефактов в разных методах. Как с этим бороться?
20. Причина ограничения спектральной полосы фотодиода в длинноволновой и коротковолновой областях.
21. Источники ограничения полосы частот в p-n фотодиоде.
22. Влияние толщины базы на быстродействие фотодиода.
23. Сравнить величину задержки сигнала в результате движения носителей в базе и p-n переходе. Что дает больший вклад в задержку сигнала?
24. Отличие p-i-n диода от p-n классического фотодиода с точки зрения достижимой полосы частот.
25. Изменение динамических характеристик фотодиода при повышении сигнала до начала насыщения. Критерий «большого сигнала».
26. Цель создания структуры m-s-m фотодиода? Какие лимитирующие быстродействие процессы здесь исключены?
27. Фотодиод предназначен для телекоммуникационной длины волны 1,5 мкм. До какой величины можно уменьшить межэлектродный промежуток m-s-m фотодиода? Рассчитать граничную частоту этого диода на базе GaAs.
28. Какая цель создания структуры бегущей волны в фотодиоде? Какие факторы ограничения быстродействия минимизируются в этом случае?
29. Указать области применения фотодиодов бегущей волны. Какая конструкция выходных цепей фотодиода необходима для работы в высокочастотном субмиллиметровом диапазоне?
30. Назовите источники шумов в фотодиоде. Как связан шум с температурой приемника?
31. Назовите источники шумов в фотодиоде. Как связана величина шума с полосой пропускания фотодиода?
32. Назовите источники шумов в фотодиоде. Как связан шум с величиной входного светового сигнала?
33. Назовите источники шумов в фотодиоде. Чем отличается шум от шумоподобного сигнала. Как можно их различить?
34. Объяснить различие метода формирования волнового фронта в геометрической оптике и решетке фазированных излучателей?
35. Как производится поворот индикатрисы излучения фазированной антенной решетки?
36. Какими способами может быть обеспечен управляемый сдвиг фазы между элементами решетки?
37. Основное отличие радаров с фазированной антенной решеткой от классического с параболической
38. В какую часть радара вводится фотонный тракт передачи и из каких основных элементов он состоит?
39. Сравнить параметры оптического канала передачи радара и оптической связи. Какие параметры будут различаться?
40. Какие преимущества радаров обеспечивают фазовращатели на произвольно управляемых матрицах.
41. Объяснить принцип действия векторного фазовращателя.
42. Методы синтеза нанокомпозитов. Какие условия необходимы для отсутствия светорассеянеия?
43. Объяснить основные методы синтеза - в жидкости и в газе. Сравнить эти методы.
44. Области использования нанокомпозитов в солнечных элементах, Принцип действия солнечного элемента на основе переноса зарядов в электролите.
45. Методы изготовление фотонных кристаллов. Сравнить преимущества и недостатки.
Преподаватель: ____________
Утверждено на заседание кафедры ____ от «____»_______________2012г.
Зав. кафедры ОКРС ___________
Секретарь кафедры ___________
