Календарный план курса " Интегральная и волоконная оптика" на 2010-2011 учебный год Лекция 06. 09

Вид материала

Содержание

Лекция 3. 20.09
Лекция 5. 04.10
Лекция 6. 11.10
Домашнее задание №2. 04.10. Срок сдачи 18.10. Срок защиты 25.10
Домашнее задание №3. 01.11 Срок сдачи 15.11. Срок защиты 22.11

Подобный материал:

Календарный план курса “ Интегральная и волоконная оптика”

на 2010-2011 учебный год

Лекция 1. 06.09

Интегральная оптика. Предмет, особенности, достоинства, проблемы. Роль оптического диапазона в науке и технике. Оптическая спектроскопия, тепловидение, оптико-электронные приборы и схемы.

Создание лазеров – новые возможности оптики. Волоконно-оптические линии связи и интегральная оптика. Историческая справка. Роль коллектива кафедры радиофизики УДН в развитии интегральной оптики в СССР и России. Содержание курса. Литература. Домашние задания.

Тема №1. Классификация волноводных систем интегральной оптики. Плоские и канальные волноводы. Пленочные, градиентные, комбинированные, слоистые. Диэлектрические, полупроводниковые, металлодиэлектрические. Классификация по специальным свойствам волноводов.

Лекция 2. 13.09

Теория плоского пленочного диэлектрического волновода. Постановка задачи. Уравнения Максвелла, Е (ТМ) и Н (ТЕ) волны. Волновое уравнение, его решение для случая Н (ТЕ) волн. Выражения для компонент поля. Граничные условия. Определитель системы. Дисперсионное уравнение и его обсуждение. Моды волновода. Критическая толщина (частота).

Лекция 3. 20.09

Распределения всех компонент поля. Понятие эффективной толщины волновода для различных мод. Симметричный волновод. Оптико-геометрический подход к описанию свойств плоских волноводов. Фаза коэффициента отражения при полном внутреннем отражении. Условие поперечного резонанса. Дисперсионное уравнение. Расчет числа отражений на единице длины волновода.

Плоские волноводы с неоднородным распределением показателя преломления в поперечной плоскости. Аналогия между волноводными системами интегральной оптики и частицами в потенциальных ямах в задачах квантовой механики.

Домашнее задание № 1. 13.09. Срок сдачи 27.09. Срок защиты 05.10

Лекция 4. 27.09

Волновод с параболическим профилем показателя преломления. Метод ВКБ.

Дисперсионное уравнение для несимметричных профилей n

-1-.

Канальные (полосковые) волноводы. Метод эффективного показателя преломления. Мощность, переносимая в волноводе. Общее выражение для потока мощности. Вывод выражений для мощностей, переносимых в средах составляющих волновод.

Лекция 5. 04.10

Связанные волноводы. Зависимости мощностей, переносимых в волноводах от координаты для различной величины связи и расстройки.

Тема №2. Методы изготовления волноводов для интегральной оптики. Выбор и подготовка подложек. Методы изготовления пленочных волноводов (осаждение из раствора, распыление, эпитаксиальное выращивание). Методы изготовления градиентных волноводов (твердотельная диффузия, ионный обмен, имплантация).

Лекция 6. 11.10

Методы изготовления канальных волноводов. Потери в волноводных системах интегральной оптики. Основные источники потерь. Коэффициент затухания. Потери на поглощения в волноводных системах. Потери на рассеяние в объёме. Потери на рассеяние за счет шероховатости границ раздела сред. Два подхода к описанию этих потерь.

Домашнее задание №2. 04.10. Срок сдачи 18.10. Срок защиты 25.10

Лекция 7. 18.10

Рассеяние с излучением, волноводное рассеяние. Поле рассеяния - общее выражение. Потери на излучение с изгиба.

Тема №3. Вывод излучения из волноводов интегральной оптики. Характеристики систем вывода излучения. Излучение с торца плоских волноводов. Излучение с клина. Излучение с помощью призмы. Коэффициент излучения, угол излучения. Излучение с помощью дифракционной решетки. Диаграмма зон излучения.

Лекция 8. 25.10

Коэффициент излучения, его зависимости от параметров волновода и решетки. Ввод излучения в плоские волноводы интегральной оптики. Характеристики элементов ввода. Принцип взаимности и основное выражение для эффективности ввода. Общие условия максимума эффективности ввода. Ввод в торец. Ввод излучения с помощью клина. Достоинства и недостатки этих элементов ввода.

Лекция 9. 01.11

Расчет эффективности ввода для призменного и дифракционного элементов ввода. Характеристики призменного элемента ввода, его достоинства и

-2-

недостатки. Характеристики дифракционного элемента ввода, его

достоинства и недостатки. Практические рекомендации для изготовления призменного и дифракционного элементов ввода. Особенности ввода излучения в канальные волноводы.

Лекция 10. 08.11

Тема №4. Пассивные элементы интегральной оптики. Особенности отражения и прохождения волноводных мод на границе волноводов с различными фазовыми замедлениями. Планарная призма. Фокусирующие элементы. Контурные линзы, линза Люниберга, геодезическая линза. Поляризаторы. Разветвители. Измерение основных параметров интегрально-оптических элементов. Параметры волноводов (показатели преломления сред, толщина, величина фазового замедления, коэффициент затухания).

Домашнее задание №3. 01.11 Срок сдачи 15.11. Срок защиты 22.11

Лекция 11. 15.11

Устройства ввода-вывода (угол излучения, эффективность ввода, поле излучения). Дифракционные устройства ввода-вывода (измерение периода, амплитуды гофра, пространственной однородности этих параметров). Планарные фотодетекторы. Фотодиод с обедненным слоем. Достоинства интегрально-оптических фотодетекторов. Гибридные схемы фотодетекторов. Особенности нелинейных преобразований в интегральной оптике. Умножение частоты. Обеспечение синхронизма в волноводах. Интеграл перекрытия.

Лекция 12. 22.11

Тема №5. Волноводные модуляторы и переключатели оптического волновода. Классификация модуляторов. Характеристики модуляторов. Электрооптические модуляторы, общие вопросы. Модуляторы на связанных волноводах. Модуляторы интерференционного типа, интерферометр Маха-Цендера. Модуляторы на основе периодических структур.

Акустические модуляторы. Дифракция света на акустических волнах. Дифракция Рамана-Натта и дифракция Брегга. Характеристики акустооптических модуляторов.

Лекция 13. 29.11

Примеры интегрально оптических схем. Фотоприемное устройство прямого детектирования. Схемы и характеристики. Планарные акустооптические анализаторы спектра ВЧ сигналов. Методы уплотнения в ВОЛС. Временное и частотное уплотнение. Интегрально-оптические частотные уплотнители/разуплотнители для современных ВОЛС. Принципы

-3-

построения. Разуплотнители на основе волноводных дифракционных структур. Схема, предельные характеристики.

Лекция 14. 06.12

Разуплотнители на основе матриц канальных волноводов. Схемы, предельные характеристики.

Тема №6. Блок-схема ВОЛС. Назначение и характеристики основных элементов схем. Классификация волоконных световодов. Их основные характеристики.

Лекция 15. 13.12

Дисперсионное уравнение для волоконного световода. Моды, критические частоты. Распределение поля в поперечном сечении волновода.

Потери и дисперсия оптического волокна. Оптические кабели: конструкция, назначение элементов конструкции.

Бальные оценки (минимальная и максимальная)

по курсу «Интегральная и волоконная оптика».

Посещение занятий 0-10

Домашние задания №№ 1 - 3 0-30 (10+10+10)

Тестирование по домашним заданиям 0-10 (5+5)

Итоговая аттестация 0-50

Итого 0-100.

Суммарная оценка по всем видам работ

(проставляется в зачетную книжку)

Удовлетворительно 51-69,

Хорошо 70-85,

Отлично 86-100.

Желаю удачи!

- 4 -

Blog