Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektronika i telekomunikacja (S1)

Sylabus przedmiotu Optoelektronika:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektronika i telekomunikacja
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł —
Przedmiot Optoelektronika
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Telekomunikacji i Fotoniki
Nauczyciel odpowiedzialny Andrzej Ziółkowski <Andrzej.Ziolkowski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Andrzej Niesterowicz <Andrzej.Niesterowicz@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 5,0 ECTS (formy) 5,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny — Grupa obieralna —

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW4 30 2,00,62egzamin
laboratoriaL4 30 3,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Znajomość matematyki z zakresu obejmującego podstawy rachunku różniczkowego oraz funkcje zespolone.
W-2Znajomość fizyki z zakresu obejmującego podstawy elektromagnetyzmu, optykę i elementy fizyki ciała stałego.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z budową oraz zasadą działania elementów oraz wybranych urządzeń optoelektronicznych.
C-2Zapoznanie studentów z metodami pomiaru podstawowych wielkości charakteryzujących elementy i wybrane układy optoelektroniczne oraz z podstawowymi metodami obliczeniowymi niezbędnymi do analizy wyników eksperymentu z zakresu optoelektroniki.
C-3Wyrobienie umiejętności przeprowadzenia procesu charakteryzacji i procesu testowania wybranych elementów i prostych urządzeń optoelektronicznych.
C-4Wyrobienie potrzeby ciagłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Organizacja pracy i zasady bezpieczeństwa pracy w laboratorium optoelektroniki.2
T-L-2Pomiar współczynnika wzmocnienia rury wyładowczej lasera He-Ne.2
T-L-3Budowa i justowanie głowicy lasera He-Ne.2
T-L-4Badanie rozkładu gęstości mocy optycznej w przekroju poprzecznym wiązki laserowej.2
T-L-5Analiza widma promieniowania laserowego.2
T-L-6Badanie laserów półprzewodnikowych.2
T-L-7Badanie statycznych właściwości transoptora.2
T-L-8Badanie dynamicznych właściwości transoptora.2
T-L-9Badanie stanu polaryzacji światła.2
T-L-10Badanie fotodetektorów.2
T-L-11Badanie rozkładu widma wybranych źródeł światła za pomocą monochromatora.2
T-L-12Układ polaryzacji diody laserowej.2
T-L-13Optoelektroniczne przetworniki wiązki laserowej.2
T-L-14Rozliczenie sprawozdań i kolokwium zaliczające.4
30
wykłady
T-W-1Podstawy fizyki laserów (absorpcja i emisja światła,szerokość widmowa linii, procesy pompowania, wzmocnienie i wzmacniacze światła, rezonatory optyczne).4
T-W-2Właściwości światła laserowego (rozbieżność wiązki, monochromatyczność, gęstość mocy, spójność).2
T-W-3Budowa i zasada działania wybranych typów laserów (lasery gazowe, lasery półprzewodnikowe, lasery na ciele stałym i inne).6
T-W-4Generacja impulsów laserowych.3
T-W-5Elementy optyki nieliniowej i wybrane nieliniowe urządzenia optoelektroniczne.3
T-W-6Modulacja i modulatory światła.3
T-W-7Detekcja światła (podstawowe parametry detektorów, detektory termiczne i fotonowe).4
T-W-8Wybrane zastosowania optoelektroniki (np. w medycynie, przemysle itp.).2
T-W-9Komputerowe wspomaganie projektowania urządzeń optoelektronicznych.2
T-W-10Trendy rozwojowe optoelektroniki.1
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych.30
A-L-2Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych.24
A-L-3Przygotowanie sprawozdania z wykonanych ćwiczeń.20
A-L-4Uczestnictwo w konsultacjach do ćw. laboratoryjnych.6
A-L-5Przygotowanie do kolokwiów zaliczających.10
90
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-W-2Przygotowanie do egzaminu.15
A-W-3Udział w konsultacjach.5
A-W-4Studiowanie literatury.10
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny z użyciem środków multimedialnych.
M-2Ćwiczenia laboratoryjne.
M-3Dyskusja dydaktyczna.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
S-2Ocena podsumowująca: Kolokwia zaliczające na ćwiczeniach laboratoryjnych.
S-3Ocena formująca: Sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych.
S-4Ocena formująca: Aktywnosć na ćwiczeniach laboratoryjnych.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_1A_C12_W01
Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zasady działania elementów i wybranych urządzeń optoelektronicznych.		ET_1A_W13, ET_1A_W15, ET_1A_W17T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07—C-1, C-2T-W-2, T-W-1, T-W-4, T-W-7, T-W-9, T-W-10, T-W-5, T-W-6, T-W-8, T-W-3M-1, M-2, M-3S-1, S-2, S-3, S-4

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_1A_C12_U01
Student posiada umiejętność wyboru i stosowania właściwych metod służących do przeprowadzenia procesu charakteryzacji wybranych elementów i urządzeń optoelektronicznych.		ET_1A_U03, ET_1A_U11, ET_1A_U12, ET_1A_U24T1A_U03, T1A_U04, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U15InzA_U07C-3T-L-1, T-L-6, T-L-5, T-L-4, T-L-3, T-L-2, T-L-13, T-L-10, T-L-12, T-L-9, T-L-11, T-L-7, T-L-8, T-L-14M-1, M-2, M-3S-2, S-3, S-4

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ET_1A_C12_K01
Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych.		ET_1A_K01T1A_K01—C-4T-W-10, T-W-8M-3S-3, S-4

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_1A_C12_W01
Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zasady działania elementów i wybranych urządzeń optoelektronicznych.		2,0
3,0Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zasady działania elementów i wybranych urządzeń optoelektronicznych.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_1A_C12_U01
Student posiada umiejętność wyboru i stosowania właściwych metod służących do przeprowadzenia procesu charakteryzacji wybranych elementów i urządzeń optoelektronicznych.		2,0
3,0Student posiada umiejętność wyboru i stosowania właściwych metod służących do przeprowadzenia procesu charakteryzacji wybranych elementów i urządzeń optoelektronicznych.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ET_1A_C12_K01
Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych.		2,0
3,0Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Bernard Ziętek, Optoelektronika, Wydawnictwo naukowe UMK, Toruń, 2005, 2
  2. Bernard Ziętek, Lasery, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń, 2009, 2
  3. Kathryn Booth, Steven Hill, Optoelektronika wiedzieć więcej, WKiŁ, Warszawa, 2001
  4. Bielecki Zbigniew, Rogalski Antoni, Detekcja sygnałów optycznych, WNT, Warszawa, 2004

Literatura dodatkowa

  1. Romuald Jóźwicki, Technika Laserowa i jej zastosowania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2009, 1
  2. Adam Kujawski, Paweł Szczepański, Lasery - Podstawy Fizyczne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1999, 1
  3. Jan Petykiewicz, Wybrane zagadnienia optyki nieliniowej: podstawy fizyczne i zastosowania, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1991
  4. Franciszek Kaczmarek, Wstęp do fizyki laserów, PWN, Warszawa, 1986

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Organizacja pracy i zasady bezpieczeństwa pracy w laboratorium optoelektroniki.2
T-L-2Pomiar współczynnika wzmocnienia rury wyładowczej lasera He-Ne.2
T-L-3Budowa i justowanie głowicy lasera He-Ne.2
T-L-4Badanie rozkładu gęstości mocy optycznej w przekroju poprzecznym wiązki laserowej.2
T-L-5Analiza widma promieniowania laserowego.2
T-L-6Badanie laserów półprzewodnikowych.2
T-L-7Badanie statycznych właściwości transoptora.2
T-L-8Badanie dynamicznych właściwości transoptora.2
T-L-9Badanie stanu polaryzacji światła.2
T-L-10Badanie fotodetektorów.2
T-L-11Badanie rozkładu widma wybranych źródeł światła za pomocą monochromatora.2
T-L-12Układ polaryzacji diody laserowej.2
T-L-13Optoelektroniczne przetworniki wiązki laserowej.2
T-L-14Rozliczenie sprawozdań i kolokwium zaliczające.4
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawy fizyki laserów (absorpcja i emisja światła,szerokość widmowa linii, procesy pompowania, wzmocnienie i wzmacniacze światła, rezonatory optyczne).4
T-W-2Właściwości światła laserowego (rozbieżność wiązki, monochromatyczność, gęstość mocy, spójność).2
T-W-3Budowa i zasada działania wybranych typów laserów (lasery gazowe, lasery półprzewodnikowe, lasery na ciele stałym i inne).6
T-W-4Generacja impulsów laserowych.3
T-W-5Elementy optyki nieliniowej i wybrane nieliniowe urządzenia optoelektroniczne.3
T-W-6Modulacja i modulatory światła.3
T-W-7Detekcja światła (podstawowe parametry detektorów, detektory termiczne i fotonowe).4
T-W-8Wybrane zastosowania optoelektroniki (np. w medycynie, przemysle itp.).2
T-W-9Komputerowe wspomaganie projektowania urządzeń optoelektronicznych.2
T-W-10Trendy rozwojowe optoelektroniki.1
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych.30
A-L-2Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych.24
A-L-3Przygotowanie sprawozdania z wykonanych ćwiczeń.20
A-L-4Uczestnictwo w konsultacjach do ćw. laboratoryjnych.6
A-L-5Przygotowanie do kolokwiów zaliczających.10
90
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-W-2Przygotowanie do egzaminu.15
A-W-3Udział w konsultacjach.5
A-W-4Studiowanie literatury.10
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_1A_C12_W01Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zasady działania elementów i wybranych urządzeń optoelektronicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_1A_W13Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie działania elementów elektronicznych (w tym elementów optoelektronicznych, elementów mocy, przetworników i czujników), analogowych i cyfrowych układów elektronicznych oraz prostych systemów elektronicznych.
ET_1A_W15Ma podstawową wiedzę w zakresie metrologii, zna i rozumie metody pomiaru podstawowych wielkości charakteryzujących elementy i układy elektroniczne oraz światłowodowe, zna metody obliczeniowe i narzędzia informatyczne niezbędne do analizy wyników eksperymentu.
ET_1A_W17Zna i rozumie standardowe elektroniczne rozwiązania układowe stosowane w urządzeniach pomiarowych, technice radiowo-telewizyjnej, elektronicznym i optoelektronicznym sprzęcie powszechnego użytku.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W04ma szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z budową oraz zasadą działania elementów oraz wybranych urządzeń optoelektronicznych.
C-2Zapoznanie studentów z metodami pomiaru podstawowych wielkości charakteryzujących elementy i wybrane układy optoelektroniczne oraz z podstawowymi metodami obliczeniowymi niezbędnymi do analizy wyników eksperymentu z zakresu optoelektroniki.
Treści programoweT-W-2Właściwości światła laserowego (rozbieżność wiązki, monochromatyczność, gęstość mocy, spójność).
T-W-1Podstawy fizyki laserów (absorpcja i emisja światła,szerokość widmowa linii, procesy pompowania, wzmocnienie i wzmacniacze światła, rezonatory optyczne).
T-W-4Generacja impulsów laserowych.
T-W-7Detekcja światła (podstawowe parametry detektorów, detektory termiczne i fotonowe).
T-W-9Komputerowe wspomaganie projektowania urządzeń optoelektronicznych.
T-W-10Trendy rozwojowe optoelektroniki.
T-W-5Elementy optyki nieliniowej i wybrane nieliniowe urządzenia optoelektroniczne.
T-W-6Modulacja i modulatory światła.
T-W-8Wybrane zastosowania optoelektroniki (np. w medycynie, przemysle itp.).
T-W-3Budowa i zasada działania wybranych typów laserów (lasery gazowe, lasery półprzewodnikowe, lasery na ciele stałym i inne).
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny z użyciem środków multimedialnych.
M-2Ćwiczenia laboratoryjne.
M-3Dyskusja dydaktyczna.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
S-2Ocena podsumowująca: Kolokwia zaliczające na ćwiczeniach laboratoryjnych.
S-3Ocena formująca: Sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych.
S-4Ocena formująca: Aktywnosć na ćwiczeniach laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zasady działania elementów i wybranych urządzeń optoelektronicznych.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_1A_C12_U01Student posiada umiejętność wyboru i stosowania właściwych metod służących do przeprowadzenia procesu charakteryzacji wybranych elementów i urządzeń optoelektronicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_1A_U03Potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i przygotować tekst zawierający omówienie wyników realizacji tego zadania oraz przedstawić krótką prezentację poświęconą wynikom realizacji zadania inżynierskiego.
ET_1A_U11Potrafi zaplanować i przeprowadzić symulacje oraz pomiary charakterystyk elektrycznych i optycznych, a także wyznaczać podstawowe parametry charakteryzujące elementy i układy elektroniczne oraz sieci telekomunikacyjne; potrafi przedstawić otrzymane wyniki w formie liczbowej i graficznej, dokonać ich interpretacji i wyciągnąć właściwe wnioski.
ET_1A_U12Potrafi zaplanować i przeprowadzić proces testowania elementów, analogowych i cyfrowych układów elektronicznych oraz diagnostykę prostych systemów elektronicznych i sieci telekomunikacyjnych, a także – w przypadku wykrycia błędów – wskazać sposób ich wyeliminowania.
ET_1A_U24Potrafi ocenić przydatność standardowych metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich z zakresu elektroniki i telekomunikacji oraz wybierać i stosować właściwe metody i narzędzia.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U03potrafi przygotować w języku polskim i języku obcym, uznawanym za podstawowy dla dziedzin nauki i dyscyplin naukowych właściwych dla studiowanego kierunku studiów, dobrze udokumentowane opracowanie problemów z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_U04potrafi przygotować i przedstawić w języku polskim i języku obcym prezentację ustną, dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
T1A_U13potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T1A_U15potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U07potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
Cel przedmiotuC-3Wyrobienie umiejętności przeprowadzenia procesu charakteryzacji i procesu testowania wybranych elementów i prostych urządzeń optoelektronicznych.
Treści programoweT-L-1Organizacja pracy i zasady bezpieczeństwa pracy w laboratorium optoelektroniki.
T-L-6Badanie laserów półprzewodnikowych.
T-L-5Analiza widma promieniowania laserowego.
T-L-4Badanie rozkładu gęstości mocy optycznej w przekroju poprzecznym wiązki laserowej.
T-L-3Budowa i justowanie głowicy lasera He-Ne.
T-L-2Pomiar współczynnika wzmocnienia rury wyładowczej lasera He-Ne.
T-L-13Optoelektroniczne przetworniki wiązki laserowej.
T-L-10Badanie fotodetektorów.
T-L-12Układ polaryzacji diody laserowej.
T-L-9Badanie stanu polaryzacji światła.
T-L-11Badanie rozkładu widma wybranych źródeł światła za pomocą monochromatora.
T-L-7Badanie statycznych właściwości transoptora.
T-L-8Badanie dynamicznych właściwości transoptora.
T-L-14Rozliczenie sprawozdań i kolokwium zaliczające.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny z użyciem środków multimedialnych.
M-2Ćwiczenia laboratoryjne.
M-3Dyskusja dydaktyczna.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Kolokwia zaliczające na ćwiczeniach laboratoryjnych.
S-3Ocena formująca: Sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych.
S-4Ocena formująca: Aktywnosć na ćwiczeniach laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student posiada umiejętność wyboru i stosowania właściwych metod służących do przeprowadzenia procesu charakteryzacji wybranych elementów i urządzeń optoelektronicznych.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaET_1A_C12_K01Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówET_1A_K01Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia drugiego i trzeciego stopnia, studia podyplomowe, kursy) – podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_K01rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób
Cel przedmiotuC-4Wyrobienie potrzeby ciagłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji.
Treści programoweT-W-10Trendy rozwojowe optoelektroniki.
T-W-8Wybrane zastosowania optoelektroniki (np. w medycynie, przemysle itp.).
Metody nauczaniaM-3Dyskusja dydaktyczna.
Sposób ocenyS-3Ocena formująca: Sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych.
S-4Ocena formująca: Aktywnosć na ćwiczeniach laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych.
3,5
4,0
4,5
5,0