Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Nie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Zintegrowane optoelektroniczne układy logiczne

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103B-ELxxx-MSP-ZOUL Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Zintegrowane optoelektroniczne układy logiczne
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Fotonika i nanoelektronika )-Mikroelektronika, fotonika i nanotechnologie-mgr.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
( Przedmioty zaawansowane )-Elektronika-dr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane techniczne )--mgr.-EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

ZOUL

Numer wersji:

2

Skrócony opis:

Celem wykładu jest zapoznanie studentów z zaawansowanymi układami optyki zintegrowanej i ich wykorzystaniem w procesie przetwarzania informacji. Przewaga systemów fotonicznych nad elektronicznymi wynika z wyższej częstotliwości promieniowania optycznego, możliwości równoległego przetwarzania sygnału oraz wykorzystania kwantowej natury fotonów. Efekty kształcenia obejmują znajomość podstaw fizycznych oraz sposobów realizacji optycznych elementów logicznych i pamięciowych w postaci objętościowej i planarnej. Ponadto znajomość takich zagadnień jak: przełączanie i modulacja z wykorzystaniem optycznych efektów nieliniowych, mikro-rezonatory optyczne, bistabilność optyczna oraz połączenia optyczne. Wynikiem zaliczenia przedmioty będzie też opanowanie tematyki analogowego i cyfrowego przetwarzania sygnału optycznego i znajomość architektury procesora optycznego.

Pełny opis:

Celem wykładu jest zapoznanie studentów z zaawansowanymi układami optyki zintegrowanej i ich wykorzystaniem w procesie przetwarzania informacji. Przewaga systemów fotonicznych nad elektronicznymi wynika z wyższej częstotliwości promieniowania optycznego, możliwości równoległego przetwarzania sygnału oraz wykorzystania kwantowej natury fotonów.
Efekty kształcenia obejmują znajomość podstaw fizycznych oraz sposobów realizacji optycznych elementów logicznych i pamięciowych w postaci objętościowej i planarnej. Ponadto znajomość takich zagadnień jak: przełączanie i modulacja z wykorzystaniem optycznych efektów nieliniowych, mikro-rezonatory optyczne, bistabilność optyczna oraz połączenia optyczne. Wynikiem zaliczenia przedmioty będzie też opanowanie tematyki analogowego i cyfrowego przetwarzania sygnału optycznego i znajomość architektury procesora optycznego.


Treść wykładu

  1. Wstęp, foton i elektron jako nośniki informacji, fala świetlna,
    komunikacja światłowodowa, optyczne przetwarzanie informacji. Teoria
    falowa propagacji promieniowania w planarnych i paskowych falowodach
    dielektrycznych i półprzewodnikowych. Równanie charakterystyczne
    światłowodu planarnego. Klasyfikacja modów światłowodu planarnego. (4h)

  2. Fale niejednorodne. Teoria modów sprzężonych, równania modów
    sprzężonych, droga sprzężenia i transfer mocy. Tunelowanie optyczne.
    (2h)

  3. Sprzęgacze siatkowe, klasyfikacja siatek, warunek dopasowania
    fazowego sprzężenie współliniowe, sprzężenie pomiędzy modami TE -TE i z
    konwersją modów. (2h)

  4. Mikrorezonatory optyczne, zwierciadlane (F-P), fotoniczne (PBG)
    oraz wykorzystujące całkowite wewnętrzne odbicie. Mody typu WGM w
    rezonatorach dyskowych i pierścieniowych. (2h)

  5. Przełączanie i modulacja optyczna. Optyka nieliniowa, efekt
    elektrooptyczny, akustooptyczny, absorpcja dwufotonowa, wymuszone
    rozpraszanie Ramana, mieszanie 4 fal, optyka fotorefrakcyjna, efekt
    Franza-Kiełdysza (elektroabsorpcja), kwantowy efekt Starka w studniach
    kwantowych QCSE. Planarne modulatory optyczne wykorzystujące
    wzmacniacze półprzewodnikowe (SOA) i układy interferometryczne. (4h)

  6. Połączenia optyczne, zależne i niezależne. Elementy zmieniające
    kierunek propagacji modów falowodowych- planarne pryzmaty, soczewki
    geodezyjne, soczewki fresnelowskie, soczewki siatkowe, siatki
    ogniskujące, zwierciadła, siatki odbiciowe, polaryzatory planarne.
    Modulatory przestrzenne (SLM), komputerowo generowane hologramy i
    siatki fazowe. (2h)

  7. Bistabilność optyczna, absorpcyjna, dyspersyjna i polaryzacyjna.
    Modulatory i przełączniki bistabilne, fotoniczne i hybrydowe. Elementy
    SEED (self elektro-optic effect device) (2h)

  8. Materiały i technologie wytwarzania zintegrowanych układów
    fotonicznych (Photonic Integrated Circuits PIC). Przykłady realizacji
    na bazie niobianu litu LiNbO3 i materiałów półprzewodnikowych (2h)

  9. Optyczna transformata Fouriera, funkcje splotu i korelacji.
    Koherentne przetwarzanie sygnałów optycznych, filtracja optyczna,
    optyczne rozpoznawanie obrazów, procesor optyczny w konfiguracji "4f".
    (2h)

  10. Analogowe i cyfrowe optyczne przetwarzanie informacji. Przykłady
    elementów optycznych realizujących funkcje logiczne, bistabilne,
    sprzężeniowe, elementy holograficzne. Systemy optyczne wykonujące
    operacje na macierzach. Procesory algebry liniowej, rozwiązywanie
    parabolicznych równań różniczkowych cząstkowych metodami optycznymi.
    (4h)

  11. Przykłady pamięci optycznych - pamięci optoelektroniczne i
    pamięci holograficzne. Elementy i architektura komputera optycznego,
    procesory optyczne. (4h)


  12. Zakres projektu
    Ćwiczenia projektowe umożliwią studentom rozszerzenie wiadomości z obszaru optycznych układów logicznych. Zajęcia obejmą wykonanie analizy numerycznej oraz symulacji działania wybranych optycznych elementów logicznych, rezonatorów z kryształem fotonicznym i rezonatorów pierścieniowych, nieliniowych modulatorów, przełączników bistabilnych, a także interferometru Macha-Zehndera z elementem nieliniowym. Ponadto, w ramach ćwiczeń projektowych studenci będą dokonywać numerycznych symulacji procesów optycznych; sumowania, rzutowania, iloczynu skalarnego i wektorowego, mnożenia macierzy, całkowania, filtracji, splotu i korelacji.


Poprzedniki
Typ poprzednikaNr poprzednikaKod poprzednikaNazwa poprzednika
Wymagany1103B-TExxx-ISP-FOTPodstawy fotoniki
Zalecany2103B-ELxxx-ISP-PTSWPodstawy techniki światłowodowej
Zalecany2103A-ELMFN-MSP-OTZIOptoelektroniczne techniki zobrazowania informacji
Zalecany2103B-xxxxx-MSP-PEFTPrzyrządy elektroniki i fotoniki dla telekomunikacji

Literatura:

  • T. Tamir, "Integrated Optics", Springer - Verlag, Berlin, 1975

  • J. Petykiewicz, "Podstawy fizyczne optyki scalonej," PWN, Warszawa 1989

  • H. Nishimura, M. Haruna, T. Suhara, "Optical Integrated
    Circuits," McGraw-Hill, New York, 1989

  • B.E.A. Salech, M.C. Teich, "Fundamentals of photonics," John
    Wiley & Sons, New York, 1991

  • J. Jahns, S.H. Lee, "Optical computing hardware" Academic Press,
    Boston, 1994

  • S. Martellucci, A. N. Chester, "Nonlinear optics and optical
    computing," Plenum Press, New York, London, 1990

  • C. Polloc, M. Lipson, "Integrated Photonics", Kluwer A.P.,
    Boston, 2003

  • B. Ziętek, "Optoelektronika", Toruń, 2005

  • K. Gniadek, "Optyczne przetwarzanie informacji", PWN 1992

  • A. Vander Lugt "Optical Signal Processing" Willey 2005

  • M. Błahut http://mb.optics.polsl.gliwice.pl/

  • R. Kotyński http://www.igf.fuw.edu.pl/zoi/
    "Metody obliczeniowe mikrooptyki i fotoniki"


Metody i kryteria oceniania:

Przedmiot będzie zaliczany na podstawie:

  • Dwóch kolokwiów z materiału wykładowego (60%)

  • Oceny zadań wykonywanych podczas projektu (40%)

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. zimowy" (w trakcie)

Okres: 2020-10-01 - 2021-02-12
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska
Prowadzący grup: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-02-21
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska
Prowadzący grup: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-17
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 50 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 50 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2014-09-29 - 2015-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 50 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 50 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2013-10-01 - 2014-02-23
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 50 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 50 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2012-10-01 - 2013-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 50 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 50 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.