De lesmodule gaat in op verschillende zaken die een belangrijke rol spelen binnen de fotonische chip. De volgende onderdelen worden in de lesmodule behandeld:
- Het belang en de toepassingsgebieden van de fotonische chip
- De eigenschappen van licht, waaronder:
o De snelheid van licht
o De golf- en deeltjeseigenschappen van licht
o Fotonen en hun energie
o Interferentie
- De werking van een laser met daarbij aandacht voor:
o Het atoommodel van Bohr en het gebruik van energieniveauschema’s
o Gestimuleerde emissie en populatie-inversie
o Resonantie en staande golven
- Eigenschappen van golfgeleiders, waarbij de volgende concepten een rol spelen:
o Breking en reflectie (waaronder brekingsindex en de wet van Snellius)
o Totale interne reflectie (waaronder het begrip grenshoek)
- Eigenschappen van koppelaars, waarbij stilgestaan wordt bij:
o De werking van een micro-ring resonator
o De werking van een Mach-Zehnder interferometer
- De fabricage van chips met behulp van fotolithografie
Hieronder vind je een lijst met leerdoelen die horen bij de gehele lesmodule. In de lesmodule zijn aan het einde van elke paragraaf de leerdoelen van de betreffende paragraaf opgenomen.
Leerdoelen van de gehele lesmodule:
Je kent de voortplantingssnelheid van licht in vacuüm.
Je kunt uitleggen wat er wordt bedoeld met zowel het golf- als deeltjeskarkater van licht.
Je kunt de formule c = λ ∙ f op een juiste manier gebruiken en toepassen binnen verschillende vraagstukken.
Je kunt de formule E = h∙ c / λ op een juiste manier gebruiken en toepassen binnen verschillende vraagstukken.
Je kunt de eenheden Joule en elektronvolt in elkaar omrekenen.
Je kunt uitleggen wat interferentie is en je kunt werken met enkele eenvoudige interferentieverschijnselen van licht.
Je kunt rekenen aan de golflengte van mogelijke staande golven in een resonantieruimte met lengte L.
Je kunt de basisprincipes van de werking van een laser uitleggen. Hierbij kan je de termen populatie-inversie en gestimuleerde emissie hanteren.
Je weet een energieniveauschema juist te interpreteren en kunt daarbij rekenen aan energie-overgangen.
Je kunt beschrijven wat de eisen zijn die aan een goede golfgeleider van een fotonische chip worden gesteld.
Je kunt uitleggen hoe de voortplantingssnelheid van licht door een materiaal afhangt van de brekingsindex van het materiaal.
Je kunt de formules n = c / v en n = λ0 / λ op een juiste manier gebruiken en toepassen binnen verschillende vraagstukken.
Je kunt de concepten reflectie en breking van licht toepassen binnen verschillende vraagstukken
Je kunt de wet van Snellius (ni sin i = nt sin t ) op een juiste manier gebruiken en toepassen binnen verschillende vraagstukken.
Je kunt uitleggen wat het begrip grenshoek inhoudt.
Je kunt de formule sin g = nt / ni op een juiste manier gebruiken en toepassen binnen verschillende vraagstukken.
Je kunt bij de overgang van twee of meer doorzichtige materialen het verdere verloop van een lichtstraal tekenen.
Je kunt uitleggen wat de functie is van een koppelaar op een fotonische chip.
Je kunt de werking van een micro-ringresonator en van een Mach-Zehnder interferometer uitleggen.
Je kunt rekenen aan de golflengte van mogelijke staande golven die kunnen voorkomen in een micro-ring.
Je kunt uitleggen welke stappen gevolgd worden bij het maken van een fotonische chip. Hierbij kan je de termen fotolithografie, wafer, fotoresist, spincoaten en etsen hanteren.