Detail předmětu

Fotonika a optické komunikace

FEKT-LFOKAk. rok: 2012/2013

Definice pojmu fotonika a příbuzné obory, dějiny optiky a optických komunikací, výhody a nevýhody optických komunikací, rozdělení optických komunikačních systémů podle místa působení.
Základní fyzikální veličiny ve fotonice, popis fotonů, EM mody, polarizace, Jonesovy matice.
Popis prostředí, ve kterém se šíří optické svazky, nelineární jevy, optické solitony.
Optické čočky, filtry, beamsplittery, zrcadla, mřížky.
Proces vyzařování, LED, laserové diody, lasery, proces fotodetekce, PIN, APD.
Vlastnosti optických vláken, optovláknové zesilovače.
Statistické a stacionární parametry v optických systémech, energetická bilance, modulace.
Návrh optovláknového spoje, WDM, využití optických vláken.
Atmosférické přenosové prostředí, útlum, turbulence, refrakce, šumy.
Návrh optického bezkabelového spoje, útlum šířením, zesílení na přijímací optice.
Koherentní a nekoherentní optické komunikace, topologie optických sítí.
Vícesegmentové vysílače a přijímače, hybridní systémy FSO/RF, UV rozptyl.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí s optickými bezkabelovými a vláknovými spoji a jejich konkrétním návrhem. Získají objektivní náhled na problematiku optických sítí a konkrétní představu o součinnosti optických a rádiových spojů. V laboratorních cvičeních se prakticky seznámí se základními aplikacemi fotoniky a optických komunikací.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnotí se: 1 test, 5 laboratorních protokolů a 1 individuální projekt. Zkouška má písemnou a ústní část.

Osnovy výuky

1. Systémové aspekty fotoniky
2. Fotonová optika
3. Nelineární optika a optické solitony
4. Optické čočky a komponenty
5. Optické vysílače a přijímače
6. Optické vláknové zesilovače
7. Základy optických komunikací
8. Návrh optického vláknového spoje
9. Optické bezkabelové spoje
10. Návrh optického bezkabelového spoje
11. Fotonické sítě
12. Budoucnost optických komunikací
13. Odevzdání projektu

Učební cíle

Cílem tohoto předmětu je seznámit studenty s horizontálními, vertikálními i indoor optickými komunikačními systémy, jejich jednotlivými komponenty a konkrétním využitím. Studenti se naučí navrhovat optické vláknové i bezkabelové spoje. Součástí výuky je i seznámení se s využitím optických solitonů při optických přenosech, zesilujícími i nezesilujícími optickými vlákny a vlnovým multiplexem (WDM). Bude také probíraná budoucnost optických komunikací.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML magisterský navazující

    obor ML-EST , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Systémové aspekty fotoniky
2. Fotonová optika
3. Nelineární optika a optické solitony
4. Optické čočky a komponenty
5. Optické vysílače a přijímače
6. Optické vláknové zesilovače
7. Základy optických komunikací
8. Návrh optického vláknového spoje
9. Optické bezkabelové spoje
10. Návrh optického bezkabelového spoje
11. Fotonické sítě
12. Budoucnost optických komunikací
13. Odevzdání projektu

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1 Počítačové řešení modů optického vlákna a návrh laserového kolimátoru
2 Měření vlivu turbulence atmosféry na fluktuace intenzity záření laserového svazku
3 Měření na modelu WDM
4 Měření kvalitativních parametrů atmosférické optické linky
5 Měření na modelu homodynního optického detektoru