Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektronika i Telekomunikacja (N2)
specjalność: Systemy Telekomunikacyjne

Sylabus przedmiotu Fotoniczne i optoelektroniczne układy scalone:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektronika i Telekomunikacja
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Fotoniczne i optoelektroniczne układy scalone
Specjalność Układy i Systemy Elektroniczne
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

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL3 20 1,50,25zaliczenie
projektyP3 5 1,00,33zaliczenie
wykładyW3 15 1,50,42zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Znajomość matematyki z zakresu obejmującego podstawy analizy matematycznej i algebry liniowej.
W-2Znajomość fizyki z zakresu obejmującego podstawy elektromagnetyzmu, optykę i elementy fizyki ciała stałego.
W-3Znajomość optoelektroniki z zakresu obejmującego podstawy działania elementów optoelektronicznych.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z budową i zasadą działania wybranych fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych oraz z prostymi metodami obliczeniowymi stosowanymi w analizie tego typu układów.
C-2Wyrobienie umiejętności symulacji działania wybranych elementów wchodzących w skład fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Wprowadzenie i organizacja pracy w laboratorium układów fotonicznych.2
T-L-2Badanie propagacji i dyfrakcji wiązek laserowych w ośrodkach optycznych.2
T-L-3Badanie zjawiska sprzęgania światła w strukturach planarnych.2
T-L-4Badanie planarnego rozdzielacza wiązki i interferometru Macha-Zehndera.2
T-L-5Badanie dyspersji impulsów czasowych metodą superpozycji fal monochromatycznych.2
T-L-6Badanie dyspersji impulsów czasowych poprzez rozwiązanie równania falowego metodą różnic skończonych.2
T-L-7Badanie właściwości modowych falowodów planarnych metodą znajdywania wartości własnych równania falowego.2
T-L-8Badanie falowodów planarnych z zastosowaniem metody BPM.2
T-L-9Badanie optycznych filtrów selektywnych metodą macierzy przejścia.2
T-L-10Kolokwium zaliczające.2
20
projekty
T-P-1Zajęcia wprowadzające, konsultacje związane z wyborem projektu.1
T-P-2Student wykonuje jeden z następujących rodzajów projektu: I. Projekt praktycznego układu optoelektronicznego lub fotonicznego. III. Projekt zadania numerycznego w zakresie układów fotonicznych.3
T-P-3Złożenie wykonanego projektu i zaliczenie projektu.1
5
wykłady
T-W-1Podstawowe pojęcia i zagadnienia z zakresu ważniejszych elementów optoelektronicznych i fotonicznych.2
T-W-2Metody macierzowe stosowane do badania i projektowania optoelektronicznych i fotonicznych układów scalonych.2
T-W-3Rozchodzenie się światła w ośrodkach optycznych - zjawiska występujące podczas propagacji impulsów świetlnych.2
T-W-4Rozchodzenie się światła w strukturach falowodowych.2
T-W-5Metody propagacji wiązki optycznej stosowane do projektowania fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych.2
T-W-6Struktury planarne w optyce scalonej (rozdzielacze, sprzęgacze, interferometry itp.).2
T-W-7Struktury periodyczne oraz warstwowe struktury planarne i filtry optyczne w układach optyki scalonej.1
T-W-8Zaliczenie formy zajęć.2
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych.20
A-L-2Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych.10
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń.10
A-L-4Przugotowanie do kolokwiów zaliczających.5
45
projekty
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach.5
A-P-2Samodzielna realizacja zadania projektowego.20
A-P-3Wykonanie dokumentacji technicznej projektu.5
30
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.15
A-W-2Przygotowanie do egzaminu.15
A-W-3Udział w konsultacjach.5
A-W-4Studiowanie literatury10
45

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metody podające: - wykład informacyjny z użyciem środków multimedialnych.
M-2Metoda podająca: - wyjaśnienie.
M-3Metoda praktyczna: - ćwiczenia laboratoryjne.
M-4Metoda projektów.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Kolokwium zaliczające wykład.
S-2Ocena podsumowująca: Kolokwia zaliczające na ćwiczeniach laboratoryjnych.
S-3Ocena podsumowująca: Wykonanie i zaliczenie zadania projektowego.
S-4Ocena formująca: Sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych.
S-5Ocena formująca: Aktywnosć na ćwiczeniach laboratoryjnych.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_2A_D.USE06_W01
Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zasady działania wybranych fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych.
ET_2A_W02, ET_2A_W03, ET_2A_W04T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8M-1S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_2A_D.USE06_U01
Student potrafi przeprowadzić symulację działania wybranych elementów wchodzących w skład fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych oraz zaprojektować prosty układ z zakresu optyki zintegrowanej.
ET_2A_U09, ET_2A_U13T2A_U08, T2A_U18C-2T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-P-1, T-P-2, T-P-3M-3, M-2, M-4S-2, S-3, S-4, S-5

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_2A_D.USE06_W01
Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zasady działania wybranych fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych.
2,0
3,0Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zasady działania wybranych fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_2A_D.USE06_U01
Student potrafi przeprowadzić symulację działania wybranych elementów wchodzących w skład fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych oraz zaprojektować prosty układ z zakresu optyki zintegrowanej.
2,0
3,0Student potrafi przeprowadzić symulację działania wybranych elementów wchodzących w skład fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych oraz zaprojektować prosty układ z zakresu optyki zintegrowanej.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Jan Petykiewicz, Podstawy fizyczne optyki scalonej, PWN, Warszawa, 1989, 1
  2. Bernard Ziętek, Optoelektronika, Wydawnictwo naukowe UMK, Toruń, 2005, 2

Literatura dodatkowa

  1. Ting-Chung Poon, Taegeun Kim, Engineering optics with Matlab, World Scientific Publishing, Singapore, 2006
  2. Ting-Chung Poon, Partha P. Banerjee, Contemporary Optical Image Processing with Matlab, Elsevier, Oxford, 2001
  3. Romuald Jóźwicki, Technika Laserowa i jej zastosowania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2009, 1
  4. Adam Kujawski, Paweł Szczepański, Lasery - Podstawy Fizyczne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1999, 1
  5. Jan Petykiewicz, Wybrane zagadnienia optyki nieliniowej: podstawy fizyczne i zastosowania, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1991

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Wprowadzenie i organizacja pracy w laboratorium układów fotonicznych.2
T-L-2Badanie propagacji i dyfrakcji wiązek laserowych w ośrodkach optycznych.2
T-L-3Badanie zjawiska sprzęgania światła w strukturach planarnych.2
T-L-4Badanie planarnego rozdzielacza wiązki i interferometru Macha-Zehndera.2
T-L-5Badanie dyspersji impulsów czasowych metodą superpozycji fal monochromatycznych.2
T-L-6Badanie dyspersji impulsów czasowych poprzez rozwiązanie równania falowego metodą różnic skończonych.2
T-L-7Badanie właściwości modowych falowodów planarnych metodą znajdywania wartości własnych równania falowego.2
T-L-8Badanie falowodów planarnych z zastosowaniem metody BPM.2
T-L-9Badanie optycznych filtrów selektywnych metodą macierzy przejścia.2
T-L-10Kolokwium zaliczające.2
20

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Zajęcia wprowadzające, konsultacje związane z wyborem projektu.1
T-P-2Student wykonuje jeden z następujących rodzajów projektu: I. Projekt praktycznego układu optoelektronicznego lub fotonicznego. III. Projekt zadania numerycznego w zakresie układów fotonicznych.3
T-P-3Złożenie wykonanego projektu i zaliczenie projektu.1
5

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawowe pojęcia i zagadnienia z zakresu ważniejszych elementów optoelektronicznych i fotonicznych.2
T-W-2Metody macierzowe stosowane do badania i projektowania optoelektronicznych i fotonicznych układów scalonych.2
T-W-3Rozchodzenie się światła w ośrodkach optycznych - zjawiska występujące podczas propagacji impulsów świetlnych.2
T-W-4Rozchodzenie się światła w strukturach falowodowych.2
T-W-5Metody propagacji wiązki optycznej stosowane do projektowania fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych.2
T-W-6Struktury planarne w optyce scalonej (rozdzielacze, sprzęgacze, interferometry itp.).2
T-W-7Struktury periodyczne oraz warstwowe struktury planarne i filtry optyczne w układach optyki scalonej.1
T-W-8Zaliczenie formy zajęć.2
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych.20
A-L-2Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych.10
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń.10
A-L-4Przugotowanie do kolokwiów zaliczających.5
45
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach.5
A-P-2Samodzielna realizacja zadania projektowego.20
A-P-3Wykonanie dokumentacji technicznej projektu.5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.15
A-W-2Przygotowanie do egzaminu.15
A-W-3Udział w konsultacjach.5
A-W-4Studiowanie literatury10
45
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_2A_D.USE06_W01Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zasady działania wybranych fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_2A_W02Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie fizyki, obejmującą podstawy fizyki kwantowej i fizykę ciała stałego, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia zjawisk fizycznych mających istotny wpływ na właściwości nowych materiałów i działanie zaawansowanych elementów elektronicznych i fotonicznych.
ET_2A_W03Ma pogłębioną, podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie fotoniki i techniki światłowodowej, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia działania systemów telekomunikacji optycznej oraz optycznego zapisu i przetwarzania informacji.
ET_2A_W04Ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie elementów i urządzeń wchodzących w skład sieci telekomunikacyjnych, w tym sieci bezprzewodowych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W01ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W04ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z budową i zasadą działania wybranych fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych oraz z prostymi metodami obliczeniowymi stosowanymi w analizie tego typu układów.
Treści programoweT-W-1Podstawowe pojęcia i zagadnienia z zakresu ważniejszych elementów optoelektronicznych i fotonicznych.
T-W-2Metody macierzowe stosowane do badania i projektowania optoelektronicznych i fotonicznych układów scalonych.
T-W-3Rozchodzenie się światła w ośrodkach optycznych - zjawiska występujące podczas propagacji impulsów świetlnych.
T-W-4Rozchodzenie się światła w strukturach falowodowych.
T-W-5Metody propagacji wiązki optycznej stosowane do projektowania fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych.
T-W-6Struktury planarne w optyce scalonej (rozdzielacze, sprzęgacze, interferometry itp.).
T-W-7Struktury periodyczne oraz warstwowe struktury planarne i filtry optyczne w układach optyki scalonej.
T-W-8Zaliczenie formy zajęć.
Metody nauczaniaM-1Metody podające: - wykład informacyjny z użyciem środków multimedialnych.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Kolokwium zaliczające wykład.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zasady działania wybranych fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_2A_D.USE06_U01Student potrafi przeprowadzić symulację działania wybranych elementów wchodzących w skład fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych oraz zaprojektować prosty układ z zakresu optyki zintegrowanej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_2A_U09Potrafi zaplanować oraz przeprowadzić symulację i pomiary charakterystyk elektrycznych i optycznych, a także wyznaczać parametry charakteryzujące materiały, elementy i układy elektroniczne oraz światłowodowe.
ET_2A_U13Potrafi projektować systemy elektroniczne lub układy fotoniczne przeznaczone do wybranych zastosowań, w tym systemy cyfrowego przetwarzania sygnałó w lub układy optycznego zapisu i przetwarzania informacji.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T2A_U18potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązania zadania inżynierskiego, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów, w tym dostrzec ograniczenia tych metod i narzędzi; potrafi - stosując także koncepcyjnie nowe metody - rozwiązywać złożone zadania inżynierskie, charakterystyczne dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadania nietypowe oraz zadania zawierające komponent badawczy
Cel przedmiotuC-2Wyrobienie umiejętności symulacji działania wybranych elementów wchodzących w skład fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych.
Treści programoweT-L-1Wprowadzenie i organizacja pracy w laboratorium układów fotonicznych.
T-L-2Badanie propagacji i dyfrakcji wiązek laserowych w ośrodkach optycznych.
T-L-3Badanie zjawiska sprzęgania światła w strukturach planarnych.
T-L-4Badanie planarnego rozdzielacza wiązki i interferometru Macha-Zehndera.
T-L-5Badanie dyspersji impulsów czasowych metodą superpozycji fal monochromatycznych.
T-L-6Badanie dyspersji impulsów czasowych poprzez rozwiązanie równania falowego metodą różnic skończonych.
T-L-7Badanie właściwości modowych falowodów planarnych metodą znajdywania wartości własnych równania falowego.
T-L-8Badanie falowodów planarnych z zastosowaniem metody BPM.
T-L-9Badanie optycznych filtrów selektywnych metodą macierzy przejścia.
T-L-10Kolokwium zaliczające.
T-P-1Zajęcia wprowadzające, konsultacje związane z wyborem projektu.
T-P-2Student wykonuje jeden z następujących rodzajów projektu: I. Projekt praktycznego układu optoelektronicznego lub fotonicznego. III. Projekt zadania numerycznego w zakresie układów fotonicznych.
T-P-3Złożenie wykonanego projektu i zaliczenie projektu.
Metody nauczaniaM-3Metoda praktyczna: - ćwiczenia laboratoryjne.
M-2Metoda podająca: - wyjaśnienie.
M-4Metoda projektów.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Kolokwia zaliczające na ćwiczeniach laboratoryjnych.
S-3Ocena podsumowująca: Wykonanie i zaliczenie zadania projektowego.
S-4Ocena formująca: Sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych.
S-5Ocena formująca: Aktywnosć na ćwiczeniach laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi przeprowadzić symulację działania wybranych elementów wchodzących w skład fotonicznych i optoelektronicznych układów scalonych oraz zaprojektować prosty układ z zakresu optyki zintegrowanej.
3,5
4,0
4,5
5,0