Detail předmětu

Základy optických komunikací a optoelektronika

FEKT-BOPEAk. rok: 2014/2015

Studenti se seznámí s radiometrickými a fotometrickými veličinami, metrologickými a hygienickými aspekty optoelektroniky (bezpečnost práce v optoelektronické laboratoři z hlediska zdraví očí), vlnovou optikou ( interference, koherence, difrakce a holografie), optickými rezonátory, Gaussovským svazkem ve volném prostoru, principem funkce laseru, polovodičovou optoelektronikou (laserové diody, LED diody, fotodiody PIN a lavinové fotodiody), principem šíření světla v optických vláknech, optickými vláknovými spoji, atmosférickými, mobilními a kosmickými optickými spoji a optickými senzory.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Lucie Hudcová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu bude schopen:
- Popsat vlnové a kvantové projevy světla
- Popsat a vysvětli holografii, interferenci, koherenci a difrakci
- Vysvětlit princip funkce laseru
- Navrhovat optické vláknové a bezkabelové spoje
- Porovnat jednotlivé optoelektronické součástky a diskutovat jejich výhody a nevýhody

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnotí se: 2 testy (až 12 bodů za oba testy), 5 laboratorních úloh (až 20 bodů) a 1 individuální projekt (až 8 bodů). Zkouška má povinnou písemnou část (až 40 bodů) a povinnou ústní část (až 20 bodů). Obsah zkoušky odpovídá anotaci předmětu.

Osnovy výuky

1. Metrologické aspekty optoelektroniky
2. Optické spektrum a vlastnosti záření
3. Interferometrie a optické interferometry
4. Difrakce, holografie a termogramy
5. Optické komponenty a jejich popis
6. Lasery a laserové diody
7. LED a fotodetektory
8. Snímače a displeje
9. Optická vlákna
10. Optické vláknové spoje
11. Optické bezkabelové spoje
12. Optické senzory (lidary a laserové radary)
13. Budoucnost optoelektroniky

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s lékařskými, hygienickými a metrologickými aspekty optoelektroniky, vlnovou optikou a kvantovými projevy světla, objasnit funkci optického rezonátoru a princip funkce laseru a podrobněji rozebrat polovodičovou optoelektroniku, šíření světla v optických vláknech a problematiku optického spoje a optického senzoru.

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.

Základní literatura

SALEH, B. E. A., TEICH, M. C. Základy fotoniky 1-4. Matfyzpress, Praha 1994 (CS)
WILFERT,O. Optoelektronika. Elektronický učební text. UREL VUT v Brně, Brno 2002, REL 023 (CS)
WILFERT,O. Optoelektronika. Skripta. UREL VUT v Brně, Brno 2002, ISBN 80-214-2264-5 (CS)

Doporučená literatura

GAGLIARDI, R. M., KARP, S. Optical Communications. John Wiley, New York 1995 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-EST , 3 ročník, letní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Lucie Hudcová, Ph.D.

Osnova

Metrologické aspekty optoelektroniky
Optické spektrum a vlastnosti záření
Interferometrie a optické interferometry
Difrakce, holografie a termogramy
Optické komponenty a jejich popis
Lasery a laserové diody
LED a fotodetektory
Snímače a displeje
Optická vlákna
Optické vláknové spoje
Optické bezkabelové spoje
Lidary a laserové radary
Budoucnost optoelektroniky

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc.

Osnova

Měření odrazivých vlastností povrchů
Měření responzivity a linearity optického přijímače
Měření útlumu optického vlákna
Počítačové řešení energetické bilance optického směrového spoje
Měření kvalitativních parametrů optické linky