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

Podstawy fotoniki

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103B-TExxx-ISP-FOT Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Podstawy fotoniki
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Fizyka i fizyczne podstawy elektroniki )-Elektronika, Telekomunikacja-inż.-EITI
( Przedmioty podstawowe )-Mikroelektronika, fotonika i nanotechnologie-mgr.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

FOT

Numer wersji:

2

Skrócony opis:

Wykład dotyczy całokształtu zjawisk fizycznych leżących u podstaw działania urządzeń optoelektronicznych związanych z wytwarzaniem (generacją), propagacją, przetwarzaniem i detekcją promieniowania elektromagnetycznego z zakresu optycznego. Omawiane zjawiska ilustrowane są konkretnymi zastosowaniami i rozwiązaniami technicznymi.
Wykład ma charakter podstawowy, stanowi również wstęp do przedmiotów z obszaru optoelektroniki laserowej, techniki światłowodowej, przetwarzania obrazu i układów optoelektronicznych rozwijanych w ramach specjalności.
Jednym z zasadniczych celów jest zwrócenie uwagi na właściwości i specyfikę światła jako nośnika informacji (szczególnie dla potrzeb telekomunikacji i techniki cyfrowej) oraz na aplikacje wynikające z oddziaływania promieniowania z materii.

Pełny opis:

Wykład dotyczy całokształtu zjawisk fizycznych leżących u podstaw działania urządzeń optoelektronicznych związanych z wytwarzaniem (generacją), propagacją, przetwarzaniem i detekcją promieniowania elektromagnetycznego z zakresu optycznego. Omawiane zjawiska ilustrowane są konkretnymi zastosowaniami i rozwiązaniami technicznymi.
Wykład ma charakter podstawowy, stanowi również wstęp do przedmiotów z obszaru optoelektroniki laserowej, techniki światłowodowej, przetwarzania obrazu i układów optoelektronicznych rozwijanych w ramach specjalności.
Jednym z zasadniczych celów jest zwrócenie uwagi na właściwości i specyfikę światła jako nośnika informacji (szczególnie dla potrzeb telekomunikacji i techniki cyfrowej) oraz na aplikacje wynikające z oddziaływania promieniowania z materii.


Treść wykładu
Wstęp; relacje pomiędzy optyką geometryczną, falową, elektromagnetyczną i kwantową. (2h)
Generacja i otrzymywanie promieniowania; wychodząc z założeń techniki kwantowej (kwantowanie pól we wnęce, oddziaływanie promieniowania z materią, statystyka fotonów i szumu), przedstawienie źródeł promieniowania niespójnego (ciała doskonale czarnego) i promieniowania spójnego (emisji wymuszonej). Porównanie właściwości promieniowania spójnego i niespójnego. Porównanie i omówienie zasady działania i właściwości wybranych źródeł promieniowania; źródła żarowego, luminescencyjnego, lasera półprzewodnikowego i lasera jonowego (6h).
Propagacja światła; omówienie propagacji promieniowania w wolnej przestrzeni i w strukturach ograniczonych (równania pola elektromagnetycznego, podkreślenie odmiennych warunków brzegowych dla różnych zakresów częstotliwości).Propagacja wiązki gaussowskiej powstającej w rezonatorze laserowym oraz jej transformacja w układach optycznych. Światłowody planarne i włókniste jako linie przemysłowe sygnałów optycznych i optoelektroniczne elementy czynne (wzmacniacze i generatory promieniowania). Urządzenia półprzewodnikowe w zintegrowanych układach otoelektronicznych. Parametry torów światłowodowych, zastosowania, przykłady (6h).
Przetwarzanie i modulacja; specyfikacja zakresu optycznego. Omówienie modulacji amplitudy, fazy, częstotliwości i polaryzacji promieniowania. Przedstawienie w opisie falowym i fotonowym zjawisk nieliniowych (efekt Pockelsa i Kerra, mieszanie częstotliwości i efekty wielofotonowe) i ich wykorzystania w optycznych układach telekomunikacyjnych i informatycznych. Elementy bistabilne, tranzystory optyczne, nieliniowe bramki optyczne, sprzęgacze świetlne i inne. Podstawy holografii i optyki fourierowskiej. Przedstawienie możliwości miniaturyzacji, sprawności, szybkości działania i żywotności tych urządzeń (6h).
Detekcja promieniowania oraz detekcja i przetwarzanie obrazu; zjawiska fotoelektryczne, fotowoltaiczne, fototermiczne. Podstawy fotometrii. Podstawowe parametry detektorów; pasmo, szumy, detekcyjność, czułośc spektralna. Techniki pomiarowe; korelacyjne i zliczania fotonów. Przetwarzanie obrazu. Omówienie wybranych detektorów promieniowania: fotorezystor, fotodioda, fotopowielacz. Liczniki kwantowe (scyntylacyjne) jako przykłady optoelektronicznych detektorów promieniowania podczerwonego i przenikliwego (6h).
Wykład traktuje osobno zagadnienia związane z współczesnymi aplikacjami i perspektywami rozwoju systemów optoelektronicznych w telekomunikacji i informatyce. Inna grupa zagadnień związanych z wykorzystaniem oddziaływania promieniowania z materią zostanie przedstawiona na przykładzie zastosowań laserów w procesie produkcji półprzewodnikowych układów scalonych oraz zastosowań laserów w medycynie (4h).


Zakres laboratorium
Celem laboratorium jest demonstracja, przybliżenie i poszerzenie przedstawionych na wykładzie zagadnień. Proponuje się zestaw ćwiczeń dotyczących następujących zagadnień:

  1. źródła promieniowania i badanie właściwości ich promieniowania;(zasada działania, kostrukcje, parametry źródła żarowego, luminescencyjnego, diody półprzewodnikowej i lasera ciała stałego oraz koherencja czasowa i przestrzenna, geometria wiązki, parametry spektralne i energetyczne wytwarzanego przez nie promieniowania, oddziaływanie promieniowania z materią,
  2. budowa i parametry pracy wybranych urządzeń laserowych; laser ciała stałego, laser półprzewodnikowy, laser gazowy,
  3. detekcja promieniowania i obrazu; (zasada działania, konstrukcje, parametry), fotorezystor, fotodioda, fotopowielacz wzmacniacz obrazu oraz techniki pomiarowe sygnałów świetlnych,
  4. cyfrowe przetwarzanie obrazu,
  5. optyka światłowodowa i optyczna technika cyfrowa; parametry światłowodów, czujników światłowodowych, sprzęgaczy, optoelektroniczny zapis i odczyt informacji, układy optoelektroniki zintegrowanej.

Literatura:

    1. J.R. Meyer-Arendt, Wstęp do optyki, PWN, Warszawa 1979.
    2. R.I. Solouchin, Optyka i fizyka atomowa, PWN, Warszawa 1982.
    3. J. Petykiewicz, Optyka falowa, PWN, Warszawa, 1986.
    4. J.A. Baltrop i J.D. Coyle, Fotochemia - podstawy, PWN, Warszawa 1987.
    5. P.A. Lindsay, Podstawy fizyczne elektroniki kwantowej, WNT, Warszawa 1979.
    6. F. Kaczmarek, Wstęp do fizyki laserów, PWN, Warszawa 1979.
    7. B.E.A. Salech i M.C. Teich, Fundamentals of photonics, Wiley N.Y. 1991.
    8. H. Nishinara i inni, Optical integrated circuits, McGraw-Hill N.Y. 1989.
    9. K. Gniadek, Optyka fourierowska, skrypt PW 1987.
    10. W. Demtroder, Spektroskopia laserowa, PWN 1993.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. zimowy" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2020-10-01 - 2021-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 35 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 35 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska
Prowadzący grup: Piotr Garbat, Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska, Anna Myśliwiec, Marek Sutkowski, Mateusz Śmietana, Anna Tyszka-Zawadzka, Piotr Warda
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. letni" (w trakcie)

Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska
Prowadzący grup: Piotr Garbat, Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska, Marek Sutkowski, Mateusz Śmietana, Anna Tyszka-Zawadzka, Piotr Warda
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
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: Laboratorium, 15 godzin, 35 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 35 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska
Prowadzący grup: Piotr Garbat, Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska, Anna Myśliwiec, Marek Sutkowski, Mateusz Śmietana, Anna Tyszka-Zawadzka, Piotr Warda
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

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

Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska
Prowadzący grup: Piotr Garbat, Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska, Anna Myśliwiec, Marek Sutkowski, Mateusz Śmietana, Anna Tyszka-Zawadzka, Piotr Warda
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
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: Laboratorium, 15 godzin, 35 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 35 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska
Prowadzący grup: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska, Anna Myśliwiec, Janusz Parka, Marek Sutkowski, Mateusz Śmietana, Anna Tyszka-Zawadzka, Piotr Warda
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

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

Okres: 2018-02-19 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska
Prowadzący grup: Michał Malinowski, Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska, Anna Myśliwiec, Janusz Parka, Marek Sutkowski, Mateusz Śmietana, Anna Tyszka-Zawadzka, Piotr Warda
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
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: Laboratorium, 15 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2017-02-20 - 2017-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2016-10-01 - 2017-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 90 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 90 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2016-02-23 - 2016-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2015-10-01 - 2016-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 85 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 85 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

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

Okres: 2015-02-23 - 2015-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
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: Laboratorium, 15 godzin, 90 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 90 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

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

Okres: 2014-02-24 - 2014-09-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
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: Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

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

Okres: 2013-02-20 - 2013-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
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: Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Malinowski
Prowadzący grup: Michał Malinowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

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