Detail předmětu
Optoelektronika a optické komunikace
FEKT-BOOKAk. rok: 2014/2015
Základy optických a optoelektronických prvků pro přenos a zpracování signálu. Generace světla, emise a absorpce. Základy laserové techniky, zesilování světla, plynové a pevnolátkové lasery, konstrukce, vlastnosti, použití. Principy a vlastnosti polovodičových elektro-optických součástek, nekoherentní zdroje záření, polovodičové lasery, optické detektory. Principy šíření světla v izotropních a anizotropních látkách, atmosférický přenos záření. Planární a vláknové vlnovody.
Principy optických přenosů analogových a digitálních signálů. Základní parametry optické vláknové trasy a optických atmosférických přenosových systémů. Ekonomická a technická kritéria aplikací optoelektronických komunikačních systémů a jejich přínosy v jednotlivých oblastech použití.
Komunikace v počítačových sítích. Technické principy fotoniky ve zpracování dat a v senzorové technice.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
vysvětlit vlastnosti elektromagnetického vlnění, principy přenosu světla, interakce optického záření s látkou, generování optického záření v polovodičích a laserech
vysvětlit základní technická řešení optoelektronických komponentů pro přenos, generaci a detekci záření v komunikační technice, informatice a senzorice.
vysvětlit principy a konstrukce základních typů laserů,
posoudit vhodnost aplikací optoelektronických prvků v konkrétním optoelektronickém systému a kvalifikovaně se podílet na návrhu systémů či jejich realizaci a provozu.
Prerekvizity
aplikovat exponenciální funkce a její derivace, ukázat znalost logaritmické funkce a její derivace, trigonometrických funkcí a funkcí komplexní proměnné.
prokázat znalost základních operací s vektory, maticemi, orientovat se ve významu diferenciálních operátorů grad, div, rot.
sestavit a řešit kvadratickou rovnici, znalost integrace lineární a kvadratické funkce.
rozumět fyzikálnímu významu integrace a derivace funkcí a základům diferenciálních rovnic.
Z oblasti odborných znalostí by měl být student schopen:
použít Ohmův zákon, vypočítat kapacitu kondenzátoru, znát rozdíl mezí vlastním a nevlastním polovodičem, polovodičem typu P a N.
znát funkci tranzistoru, funkci diody, princip fotoelektrického jevu, orientovat se v problematice Fourierovy transformace a kmitočtového spektra.
vysvětlit základní rozdělení energetických pásem elektromagnetického vlnění.
vysvětlit chování světla na rovinném rozhraní, základní vlnové a částicové vlastnosti světla.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Osnovy výuky
2. Principy šíření světla v izotropních a anizotropních látkách
3. Generace světla, emise a absorpce.
4. Základy laserové techniky, zesilování světla, plynové a pevnolátkové lasery, konstrukce, vlastnosti, použití.
5. Principy a vlastnosti polovodičových elektro-optických součástek.
6. Nekoherentní polovodičové zdroje záření, polovodičové lasery.
7. Optické detektory, fotovoltaika .
8. Atmosférický přenos záření, planární a vláknové vlnovody.
9. Principy optických přenosů analogových a digitálních signálů.
10. Základní parametry optické vláknové trasy a optických atmosférických přenosových systémů.
11. Ekonomická a technická kritéria aplikací optoelektronických komunikačních systémů a jejich přínosy v jednotlivých oblastech použití.
12. Optické komunikace v počítačových a telekomunikačních sítích.
13. Technické principy fotoniky ve zpracování dat a v senzorové technice.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Saleh B. E. A., Teich M. C.: Fundamentals of photonics, New York, Wiley, 1991.
Schroffel, J. - Novotný, K. Optické vlnovody. Praha, SNTL-ALFA 1986.
Tamir T.: Integrated optics, Berlin, Springer verlag, 1975.
Turán J., Petrík S.: Optické vláknové senzory. Alfa, Bratislava, 1991.
Y. Chai, Applied Photonics, Academic Press, California, 1994.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Generace světla, emise a absorpce. Základy laserové techniky, zesilování světla.
Plynové a pevnolátkové lasery, konstrukce, vlastnosti, použití.
Principy a vlastnosti elektro-optických polovodičových součástek.
Nekoherentní zdroje záření, polovodičové lasery.
Optické detektory.
Principy šíření světla v izotropních a anizotropních látkách, atmosférický přenos záření.
Planární a vláknové vlnovody.
Principy optických přenosů analogových a digitálních signálů.
Základní parametry optické vláknové trasy a optických atmosférických přenosových systémů.
Ekonomická a technická kritéria aplikací optoelektronických komunikačních systémů a jejich přínosy v jednotlivých oblastech použití.
Komunikace v počítačových sítích.
Technické principy fotoniky ve zpracování dat a v senzorové technice.
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Metody měření optických odrazů ve vláknových vedeních.
Měření spektra polovodičových zdrojů záření.
Vláknové optické detektory.
Vazba záření polovodičového laseru do vlákna.
Měření vlastností mnohovidových vláken
Měření rozdílných vlastností jednovidových a mnohovidových vláken.
Měření s vláknovým laserovým interferometrem.
Metody konektorování vláken.