Wydział Elektryczny - Elektronika i Telekomunikacja (S2)
specjalność: Układy i Systemy Elektroniczne
Sylabus przedmiotu Układy fotoniczne:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Elektronika i Telekomunikacja | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
Obszary studiów | nauk technicznych | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Układy fotoniczne | ||
Specjalność | Systemy Telekomunikacyjne | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Telekomunikacji i Fotoniki | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Andrzej Ziółkowski <Andrzej.Ziolkowski@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | Andrzej Niesterowicz <Andrzej.Niesterowicz@zut.edu.pl>, Marek Wichtowski <Marek.Wichtowski@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Znajomość matematyki z zakresu obejmującego podstawy analizy matematycznej i algebry liniowej. |
W-2 | Znajomość fizyki z zakresu obejmującego podstawy elektromagnetyzmu, optykę i elementy fizyki ciała stałego. |
W-3 | Znajomość optoelektroniki z zakresu obejmującego podstawy działania elementów optoelektronicznych. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Zapoznanie studentów z budową i zasadą działania układów fotonicznych przeznaczonych do wybranych zastosowań oraz z metodami ich projektowania i symulacji zjawisk fizycznych w nich występujących. |
C-2 | Wyrobienie umiejętności projektowania wybranych układów fotonicznych oraz symulacji zachodzących w nich procesów fizycznych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Wprowadzenie i organizacja pracy w laboratorium układów fotonicznych. | 2 |
T-L-2 | Modelowanie propagacji i dyfrakcji wiązek laserowych w ośrodkach optycznych. | 2 |
T-L-3 | Modelowanie zjawiska sprzęgania światła w strukturach planarnych. | 2 |
T-L-4 | Modelowanie zjawiska samoogniskowania i samorozogniskowania wiązek świetlnych w nieliniowych ośrodkach optycznych. | 2 |
T-L-5 | Modelowanie propagacji i oddziaływań fal solitonowych. | 2 |
T-L-6 | Modelowanie planarnego rozdzielacza wiązki i interferometru Macha-Zehndera. | 2 |
T-L-7 | Projektowanie warstw refleksyjnych i antyrefleksyjnych metodą macierzy przejścia. | 2 |
T-L-8 | Kolokwium zaliczające pierwszą serię ćwiczeń. | 2 |
T-L-9 | Modelowanie dyspersji impulsów czasowych metodą superpozycji fal monochromatycznych. | 2 |
T-L-10 | Modelowanie dyspersji impulsów czasowych poprzez rozwiązanie równania falowego metodą różnic skończonych. | 2 |
T-L-11 | Modelowanie właściwości modowych falowodów planarnych metodą znajdywania wartości własnych równania falowego. | 2 |
T-L-12 | Modelowanie falowodów planarnych z zastosowaniem metody BPM. | 2 |
T-L-13 | Modelowanie optycznych filtrów selektywnych metodą macierzy przejścia. | 2 |
T-L-14 | Modelowanie transformacji gaussowskiej wiązki laserowej przez elementy optyczne metodą ABCD. | 2 |
T-L-15 | Kolokwium zaliczające drugą serię ćwiczeń. | 2 |
30 | ||
projekty | ||
T-P-1 | Zajęcia wprowadzające. | 1 |
T-P-2 | Konsultacje związane z wyborem projektu. | 2 |
T-P-3 | Student wykonuje jeden z następujących rodzajów projektu: I. Projekt praktycznego układu optoelektronicznego lub fotonicznego. II. Projekt układu laboratoryjnego w zakresie układów fotonicznych. III. Projekt zadania numerycznego w zakresie układów fotonicznych. | 10 |
T-P-4 | Złożenie wykonanego projektu i zaliczenie projektu. | 2 |
15 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Podstawowe pojęcia i zagadnienia dotyczące ważniejszych elementów fotonicznych. | 3 |
T-W-2 | Modelowanie zjawisk optycznych w ramach optyki geometrycznej w przybliżeniu przyosiowym. | 2 |
T-W-3 | Równanie falowe oraz transformacja wiązki gaussowskiej przez elementy optyczne z wykorzystaniem metody ABCD. | 2 |
T-W-4 | Rozchodzenia się światła w ośrodku optycznym - zjawisko dyspersji i absorpcji. | 2 |
T-W-5 | Generacja i propagacja ultrakrótkich impulsów świetlnych w układach fotonicznych. | 2 |
T-W-6 | Metody wyznaczania struktur modowych pola elektromagnetycznego w środkach prowadzących światło. | 3 |
T-W-7 | Wprowadzenie do metody BPM (ang. Beam Propagation Method). | 1 |
T-W-8 | Metody różnic skończonych dla opisu propagacji światła metodą BPM. | 3 |
T-W-9 | Warunki brzegowe w metodzie BPM. | 1 |
T-W-10 | Modelowanie struktur planarnych optyki scalonej (rozdzielacze, sprzęgacze, interferometry itp.). | 2 |
T-W-11 | Metody projektowania warstwowych struktur planarnych i filtrów optycznych | 4 |
T-W-12 | Optyczne zjawiska nieliniowe i ich modelowanie w układach fotonicznych. | 3 |
T-W-13 | Zaliczenie formy zajęć. | 2 |
30 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych. | 30 |
A-L-2 | Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych. | 6 |
A-L-3 | Przygotowanie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń. | 6 |
A-L-4 | Przugotowanie do kolokwiów zaliczających. | 3 |
45 | ||
projekty | ||
A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
A-P-2 | Samodzielna realizacja zadania projektowego. | 10 |
A-P-3 | Wykonanie dokumentacji technicznej projektu. | 5 |
30 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
A-W-2 | Przygotowanie do egzaminu. | 10 |
A-W-3 | Udział w konsultacjach. | 2 |
A-W-4 | Studiowanie literatury. | 3 |
45 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Metody podające: - wykład informacyjny z użyciem środków multimedialnych. |
M-2 | Metoda praktyczna: - ćwiczenia laboratoryjne |
M-3 | Metoda projektów |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena podsumowująca: Kolokwium zaliczające wykład. |
S-2 | Ocena podsumowująca: Kolokwia zaliczające na ćwiczeniach laboratoryjnych. |
S-3 | Ocena podsumowująca: Wykonanie i zaliczenie zadania projektowego. |
S-4 | Ocena formująca: Sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych. |
S-5 | Ocena formująca: Aktywność na ćwiczeniach laboratoryjnych. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|
ET_2A_D.ST01_W01 Student posiada wiedzę z zakresu fotoniki obejmującą między innymi znajomość komputerowych narzędzi do wspomagania projektowania i symulacji układów fotonicznych. | ET_2A_W02, ET_2A_W03, ET_2A_W07 | T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07 | C-1 | T-W-11, T-W-7, T-W-10, T-W-6, T-W-13, T-W-2, T-W-12, T-W-8, T-W-9, T-W-4, T-W-5, T-W-3, T-W-1 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|
ET_2A_D.ST01_U01 Student potrafi przeprowadzić symulację procesów fizycznych występujących w układach fotonicznych oraz potrafi projektować proste układy fotoniczne przeznaczone do wybranych zastosowań uwzględniając przy tym zadane kryteria użytkowe. | ET_2A_U09, ET_2A_U12, ET_2A_U13 | T2A_U08, T2A_U18 | C-2 | T-L-3, T-P-3, T-P-4, T-L-13, T-P-1, T-L-11, T-L-6, T-L-5, T-L-9, T-L-15, T-L-7, T-L-10, T-L-12, T-L-8, T-P-2, T-L-14, T-L-4, T-L-1, T-L-2 | M-3, M-2 | S-2, S-4, S-3, S-5 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
ET_2A_D.ST01_W01 Student posiada wiedzę z zakresu fotoniki obejmującą między innymi znajomość komputerowych narzędzi do wspomagania projektowania i symulacji układów fotonicznych. | 2,0 | |
3,0 | Student posiada wiedzę z zakresu fotoniki obejmującą między innymi znajomość komputerowych narzędzi do wspomagania projektowania i symulacji układów fotonicznych. | |
3,5 | ||
4,0 | ||
4,5 | ||
5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
ET_2A_D.ST01_U01 Student potrafi przeprowadzić symulację procesów fizycznych występujących w układach fotonicznych oraz potrafi projektować proste układy fotoniczne przeznaczone do wybranych zastosowań uwzględniając przy tym zadane kryteria użytkowe. | 2,0 | |
3,0 | Student potrafi przeprowadzić symulację procesów fizycznych występujących w układach fotonicznych oraz potrafi projektować proste układy fotoniczne przeznaczone do wybranych zastosowań, uwzględniając przy tym zadane kryteria użytkowe. | |
3,5 | ||
4,0 | ||
4,5 | ||
5,0 |
Literatura podstawowa
- Jan Petykiewicz, Podstawy fizyczne optyki scalonej, PWN, Warszawa, 1989, 1
- Bernard Ziętek, Optoelektronika, Wydawnictwo naukowe UMK, Toruń, 2005, 2
Literatura dodatkowa
- Romuald Jóźwicki, Technika Laserowa i jej zastosowania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2009, 1
- Adam Kujawski, Paweł Szczepański, Lasery - Podstawy Fizyczne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1999, 1
- Jan Petykiewicz, Wybrane zagadnienia optyki nieliniowej: podstawy fizyczne i zastosowania, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1991
- Ting-Chung Poon, Taegeun Kim, Engineering optics with Matlab, World Scientific Publishing, Singapore, 2006
- Ting-Chung Poon, Partha P. Banerjee, Contemporary Optical Image Processing with Matlab, Elsevier, Oxford, 2001