Detail předmětu

Optoelektronika a optické komunikace

FEKT-BPC-OOKAk. rok: 2025/2026

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.
Optické přenosy v datových a telko sítích. Technické principy fotoniky ve zpracování dat a v senzorové technice.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. František Urban, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav mikroelektroniky (UMEL)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Výuka laboratorních cvičení je kontrolovanou výukou, je povinná. Z měření laboratorních úloh jsou studentem zpracovány zprávy, které jsou vyhodnoceny vyučujícím.  Pro hodnocení a získání zápočtu je nutnou podmínkou absolvování  všech měřících úloh a odevzdání zpráv o změření. Student získá za laboratorní výuku hodnocení v rozsahu 0 - 30 bodů.

Zkouška z předmětu je realizována ústní formou s písemnou přípravou. Pro absolvování zkoušky je nutnou podmínkou získání zápočtu z laboratorních cvičení. Student získá při ústní zkoušce hodnocení v rozsahu 0 - 70 bodů. Celkové hodnocení z předmětu je dáno součtem hodnocení z kontrolované laboratorní výuky a hodnocení z ústní zkoušky. 

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

Učební cíle

Seznámit s principy optoelektronických prvků a systémů zejména pro informační technologie, komunikace a senzoriku. Ukázat typické konstrukce a aplikace optických vláken, nekoherentních zdrojů, laserů, laserových diod a prvků vláknové optiky v optických komunikačních systémech, položit základy k návrhu a stavbě optických komunikačních linek.
Absolvent zná principy a základní technická řešení optoelektronických komponentů a systémů v komunikační technice, informatice a senzorice. Umí posoudit vhodnost aplikací těchto systémů v konkrétním projektu je schopen se kvalifikovaně podílet na návhu systémů, jejich realizaci či servisu.

Studijní opory

elektronická prezentace 

Základní literatura

Saleh B. E. A., Teich M. C.: Fundamentals of photonics, New York, Wiley, 1991. (EN)
Schroffel, J. - Novotný, K. Optické vlnovody. Praha, SNTL-ALFA 1986. (CS)
Urban, F. - Mikel, B.: Optoelektronika. Učební texty FEKT VUT, 304s. (CS)
Y. Chai, Applied Photonics, Academic Press, California, 1994. (EN)

Doporučená literatura

Čtyroký J., Hüttel I., Schröfel J., Šimánková L.: Integrovaná optika, Praha, SNTL 1986. (CS)
Hisham, H. K.: Fiber Bragg Grating Sensors. Development and Aplications. CRC Press, 2020, ISBN: 978-0-367-22485-1. (EN)
Turán J., Petrík S.: Optické vláknové senzory. Alfa, Bratislava, 1991. (SK)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-NCP bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-MET bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-SEE bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. František Urban, CSc.

Osnova

Základy optických a optoelektronických prvků pro přenos a zpracovaní signálu.
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.
Optické komunikace v datových a telekomunikačních sítích.
Technické principy fotoniky v senzorové technice.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. František Urban, CSc.

Osnova

Měření překlenutelného útlumu, šířky pásma a ostatních parametrů vláknové trasy s různými typy vláken a různými vysílači a přijímači.
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.