Detail předmětu
Optoelektronika a integrovaná optika
FSI-TOI Ak. rok: 2024/2025 Zimní semestr
Témata přednášky: Elektromagnetická teorie optických vlnovodů, teorie vázaných vidů, vazba mezi vlnovody a vazební členy. Technologie výroby vlnovodných prvků. Modulace a spínání ve vlnovodech. Integrované zdroje záření a detektory. Aplikace integrované optiky. Vláknové komunikační systémy. Fotonické krystaly.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Fyzika: základní znalosti z optiky (paprsková optika, interference a difrakce světla, princip laseru),
teorie elektromagnetického pole (Maxwellovy rovnice, vlnová rovnice, rovinná vlna, vlny v látkovém prostředí) a fyziky polovodičů (energiové pásy, přechod p-n).
Matematika: schopnost řešit jednoduché parciální diferenciální rovnice.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Zápočet – aktivní účast ve cvičeních. Zkouška – klasifikace bude určena na základě samostatné práce studentů ve cvičeních a výsledků dvou testů (v polovině a závěru semestru).
Bude sledována aktivita studentů během cvičení. Zmeškaná výuka ve cvičení může být nahrazena
zadaným úkolem.
Učební cíle
Cílem kurzu je získání základního přehledu v oblasti optoelektroniky a integrované optiky
včetně výchozích principů a některých současných trendů.
Získané schopnosti: Základní znalosti z optoelektroniky a integrované optiky. Pochopení činnosti optických prvků jako jsou vlnovody, optická vlákna, laserové diody, optické modulátory a mřížové členy. Schopnost návrhu jednoduchých vlnovodných prvků.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, magisterský navazující, povinný
Program C-AKR-P: Akreditované předměty v CŽV, celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu
specializace CZS: Předměty zimního semestru, volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod, Maxwellovy rovnice, TE a TM vidy. Paprskový přístup a vedené mody.
2. Základy elektromagnetické teorie vlnovodů. Planární vrstvový vlnovod.
3. Optické vlákno. Další typy vlnovodů.
4. Teorie vázaných modů. Vazba mezi vlnovody.
5. Vstupní a výstupní vazební členy.
6. Technologie výroby optoelektronických prvků.
7. Elektrooptické modulátory. Kapalné krystaly.
8. Akustooptické modulátory. Magnetooptické modulátory.
9. Integrované zdroje záření.
10. Integrované optické detektory.
11. Aplikace integrované optiky.
12. Vláknové komunikační systémy.
13. Fotonické krystaly.
Cvičení
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Ve cvičeních se řeší praktické problémy související s tématy přednášky. Je plánována návštěva laboratoře s ukázkami jednoduchých vlnovodných prvků a vláknových senzorů.