angličtina

Absolvent předmětu bude schopen: (a) popsat základní aspekty fotoniky, foton a optickou vlnu; (b) popsat a vysvětlit podstatu funkce pasivních komponentů fotonického systému; (c) popsat a vysvětlit funkci optických detektorů; (d) vysvětlit interakci optických svazků s přenosovým prostředím; (e) popsat profil atmosférického přenosového prostředí v horizontálním a vertikálním směru; (f) popsat systémy adaptivní optiky a PAT systémy; (g) vyjmenovat a popsat statistické a stacionární parametry fotonických spojů; (h) vypočítat energetickou bilanci fotonického spoje; (i) navrhnout fotonický spoj; (j) vyjmenovat, popsat a porovnat jednotlivé typy fotonických spojů; (k) vyjmenovat a popsat optické satelitní systémy.

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

 

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

1. Systémové aspekty fotoniky – foton a optická vlna
2. Pasivní komponenty fotonických systémů
3. Tvarování laserových svazků
4. Optické vysílače, optovláknové zesilovače, opakovače a EO modulátory
5. Optické detektory a přijímače optického signálu
6. Interakce optického svazku s přenosovým prostředím, šíření optického svazku optickým vláknem a ve vakuu
7. Horizontální a vertikální modelování atmosférického přenosového prostředí Země
8. Adaptivní optika, optické systémy a PAT systémy, multi-hop relaying
9. Statistické a stacionární parametry fotonických systémů, modulace
10. Energetická bilance fotonických spojů
11. Vlastnosti a parametry jednotlivých typů fotonických spojů ground-to-air, air-to-air, space-to-space, space-to-ground
12. Satelitní systémy – European Data Relay System, SOTA, OPALS, OSIRIS a další
13. Předpokládaný vývoj aerospace fotonických systémů

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy fotoniky a základními komponenty optických a fotonických systémů, vysvětlit podstatu tvarování optických svazků, objasnit princip funkce optických zdrojů, zesilovačů, opakovačů a modulátorů. Dalším cílem je seznámit studenty s principem detekce laserových svazků, vysvětlit princip interakce optických svazků s přenosovými prostředími. Studenti se seznámí s horizontálními a vertikálními fotonickými komunikačními systémy, které zahrnují adaptivní optické systémy, nebo PAT systémy. V předmětu se naučí počítat energetickou bilanci fotonických spojů. Cílem předmětu je také seznámit studenty s konkrétními optickými satelitními systémy.

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

Saleh B. A. E., Teich M.C., Fundamentals of Photonics, New York: John Wiley & Sons, 2006. 978-0-471-35832-9. (EN)
Sharma M., Chadha D., Chandra V., High-altitude platform for free-space optical communication: Performance evaluation and reliability analysis, IEEE/OSA Journal of Optical Communications and Networking, vol. 8, no. 8, pp. 600-609, 2016. doi: 10.1364/JOCN.8.000600. (EN)
Stotts L. B., Free Space Optical Systems Engineering: Design and Analysis, New York: Wiley Telecom, 2017. 9781119279020. (EN)

Kaushal H., Kaddoum G., Optical Communication in Space: Challenges and Mitigation Techniques, IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 19, no. 1, pp. 57-96, Firstquarter 2017. doi: 10.1109/COMST.2016.2603518. (EN)