Навчальна програма (типова) „ Оптоелектронні елементи зв\

Навчальна програма (типова) „ Оптоелектронні елементи зв'язку статус дисципліни в ибіркова для студентів ІV курсу для спеціальності


Схожі
Навчальна програма дисципліни (типова) фінанси статус дисципліни нормативна проф спрямув...
Робоча навчальна програма дисципліни для студентів спеціальності 030304 Археологія Затверджено...
Робоча навчальна програма для студентів спеціальності 030401 «Правознавство» Затверджено...
Робоча навчальна програма для студентів спеціальності 070602 “гідрологія І гідрохімія...
Робоча навчальна програма для студентів спеціальності 080101 «Математика»...
Тимчасова навчальна програма із спеціальності 050 100 "Облік І аудит" для студентів факультету...
Робоча програма з дисципліни: Логіка статус дисципліни: нормативна для студентів: ІІ курсу...
Навчально-методичний комплекс: Програма...
Робоча навчальна програма для студентів спеціальності 060100 "Правознавство" Затверджено...
Робоча навчальна програма дисципліни етнограф І яукра ї н и для базового напряму...
Робоча навчальна програма дисципліни за вільним вибором студентів для студентів спеціальності...
Робоча навчальна програма для студентів спеціальності 060100 „Правознавство Затверджено...



Загрузка...
скачать
Міністерство освіти і науки України

Херсонський національний технічний університет

Кафедра “Фізична та біомедична електроніка”

Рег. №__________

Затверджую:

Перший проректор


.

“___”___________2007 р


Навчальна програма


(ТИПОВА)

Оптоелектронні елементи зв'язку”

статус дисципліни вибіркова


для студентів ІV курсу

для спеціальності: 7.090804 “Фізична та біомедична електроніка”

напряму 0908 - електроніка

факультету кібернетики




^

Херсон – 2007


Навчальна програма дисципліни (типова) розглянута на засіданні кафедри „Фізична та біомедична електроніка”


Протокол № ___ від „____”___ 2007 р.

Завідувач кафедри ____________О.О. Новіков


Навчальну програму дисципліни (типова) схвалено методичною комісією спеціальності

Протокол № ___ від „____”___ 2007 р.

Голова ____________ О.О. Новіков

Вступ


Оптоелектроніка – це розділ науки та техніки, присвячений одночасному використанню оптичних і електричних методів обробки, передачі та зберігання інформації. Її фізичну основу складають процеси перетворення електричних сигналів в оптичні, та навпаки, процеси розповсюдження випромінювання в різних оптичних середовищах, а також явища взаємодії світла з речовиною.

Технічну основу оптоелектроніки складають конструктивно – технологічні концепції сучасної мікроелектроніки: мініатюризація елементів, розвиток твердоті лих плоских конструкцій, інтеграція елементів і функцій, використання методів групової обробки виробів і т.п.

Елементну базу оптоелектроніки складають напівпровідникові лазери та світлодіоди, фотоприймачі волоконні світлопроводи, оптрони, оптоелектронні датчики, прилади відображення інформації, управління перетворення світлового потоку, елементи інтегральної оптики, обчислювальної техніки і т.п.

В наш час окрім рішення задач інформатики функції оптоелектроніки значно розширилися. З її допомогою вирішуються задачі в промисловості, медицині, транспорті, фотохімії, метрології, побуті, та інших сферах людської діяльності. Особливого значення сьогодні набуває зв'язок за допомогою волоконно-оптичних ліній зв'язку (ВОЛЗ), які мають переваги перед провідними коаксіальними лініями і значно розширюють можливості зв'язку різних видів. Найзначнішою серед них є здатність в найбільшій мірі передавати інформацію в цифровій формі, на яку переходять всі інформаційні комунікації. Саме ці аспекти і роблять актуальними вивчення студентами дисципліни « Оптоелектронні елементи зв'язку».

^ Мета і завдання дисципліни. Головною метою дисципліни «Оптоелектронні елементи зв'язку » є вивчення: фізичних основ розповсюдження світла в волоконних світлопроводах, фізичних основ та принципу дії приладів, пристроїв та систем оптоелектроніки, призначених для генерації, перетворення, передачі, зберігання та відображення інформації; формування знань та умінь необхідних для раціонального впровадження оптоелектронного обладнання в практичній діяльності.

Завдання курсу є вивчення студентами механізму розповсюдження світла в оптичних волокнах принципів дії елементів ВОЛЗ – випромінювачів світла, засобів, відображення інформації, елементів оптичної обчислювальної техніки, напрацювання практичних навичок технічної реалізації ВОЛЗ.

^ Міждисциплінарні зв’язки. Оптоелектроніка синтезує досягнення низки галузей науки і техніки, серед яких насамперед слід виділити квантову електроніку, напівпровідникову техніку, оптику, а також фотоелектрику, волокон оптику, голографію і інші області науки та техніки.

Дисципліна «Оптоелектронні елементи зв'язку » відносяться до розгляду спеціальних порад з такими дисциплінами, як «Цифрова схемотехніка», «Цифровий зв'язок», й іншими з яким вона знаходиться в тісному структурному та логічному зв'язку.

Викладання курсу «Оптоелектронні елементи зв'язку» вимагає попереднього засвоєння студентами знань з таких загальноосвітніх та спеціальних дисциплін, як «Загальна фізика», «Спеціальні розділи фізики», «Твердотіла електроніка», «Квантова електроніка», «Основи інформатики», «Методи перетворення сигналів», і деяких інших.

^ Зміст дисципліні. Вступна лекція. Визначення оптоелектроніки, її можливості в розвитку техніки передачі інформації запам’ятовуючих пристроїв, засобів відображення інформації, обчислювальної техніки; порівняння характеристик ВОЛЗ і провідних (з використанням коаксіального кабелю), ліній зв'язку; недоліки сучасні оптоелектроніки та її перспективи.


^ Розділ І. Розповсюдження світла в оптичному волокні.


Визначення оптичного волокна, а також його основні геометричні та оптичні параметри - максимальний кут введення світла в світлопровод, кут|ріг| повного внутрішнього відбиття, числова апертура: фізичний принцип розповсюдження світла в оптичному волокні. Умова формування мод розповсюдження – стаціонарних конфігурацій електромагнітного поля по довжині волокна. Модовий склад світла, яке розповсюджується по оптичному волокну. Поняття нормована частота.

Класифікація оптичних волокон, по геометричним та оптичним параметрам природа міжмодова дисперсія в ступінчатих та градієнтних багатомодових волокнах; її роль в формуванні частотної смуги цих волокон .

Характеристика матеріальної дисперсії умови її появи. Особливості розповсюдження світла в одномодових волокнах та преваги та преваги цих волокон по частотним властивостям.

Класифікація оптичних волокон з використаних для їхнього виготовлення матеріалів та порівняльна характеристика кварцових волокон.

Причини втрат оптичної потужності при розповсюджені світла по оптичним волокнам, та їх класифікація по механізму втрат; визначення питомого затухання оптичного сигналу.


^ Розділ ІІ. Випромінювачі світла.


Вимоги до випромінювачів світла для оптоелектроніки, принципи дії світлодіода, його загальні характеристики та матеріали, які використовуються для виготовлення цих випромінювачів. Різновиди епітаксійних структур для світло діодів та конструкцій приладів цього типу, а також їх застосування в оптоелектроніці.

Принцип дії напівпровідникового інжекційного лазеру, та його основні властивості і характеристики. Переваги використання гетероструктур для приладів цього типу, та різновиди епітаксійних структур і конструкцій лазерів – плоска, полоскова, з зарощеною активною зоною, з розподіленим зворотнім зв’язком.


^ Розділ ІІІ. Фотоприймачі.


Визначення терміну «фотоприймач». Класифікація фотоприймачів за принципом дії та вимоги до фотоприймачів, працюючих на внутрішньому фотоефекті – як до дискретних, так і до приймачів світлових образів. Принципи дії основних фотоприймачів оптоелектроніки - р-i-n фотодіоду та лавинного фотодіоду, їхні параметри, переваги та недоліки як по чуттєвості так і по швидкості, особливості їх експлуатації та сфери їх використання.

Загальна характеристика фотоприймачів світлових образів – приладів зарядовим зв’язком; принцип їх дії, особливості і сфери їх використання.

Існуючі різновиди фотоприймачів. Коротка характеристика фотодіодів Шоткі, фото резисторів, гетеро фотодіодів, МДП-фотодіодів, фото транзисторів, багатоелементних скануючих фотоприймачів (МДП-фотодіодної мішені, сканістора, мішені кремніона), фотоприймачів інфрачервоного, діапазону, сонячних фотоперетворювачів.


^ Розділ ІV. Оптоелектронні прилади.


1. Оптрони.

Визначення оптрона. Функціональні різновиди оптронів. Математична модель. Класифікація оптопар по типу оптичного каналу. Оптопари - елементи електричної розв’язки. Конструкції оптронів. Функціональні можливості та сфери застосування оптронів.


2. Інтегральна оптика.

Визначення інтегральної оптики. Фізична основа і специфіка інтегральної оптики. Ефект оптичного тунелювання в інтегрально-оптичних пристроях. Втрати в планарних хвилеводах.

Пасивні елементи – хвилеводи, плоскі аналогії приладів геометричної оптики (лінза, призма, дзеркало), пристрої вводу-виводу випромінювання. Активні елементи – лазери, фотоприймачі, елементи керування світловим потоком та перетворення оптичного сигналу.

Матеріали і технологія інтегральної оптики. Пристрої інтегральної оптики - інтерферометр Маха-Цандера, аналого-цифровий перетворювач, оптичний перемикач, інтегрально-оптичний аналізатор спектру, оптична бістабільність.


3. Оптоелектронні датчики


Визначення датчика. Загальна характеристика. Послідовність перетворювань в датчику. Класифікація датчиків по типу модуляції випромінювання, та по конструктивних прикметах. Оптопари з відкритим оптичним каналом, їх застосування. Інтегрально-оптичні датчики – принцип дії конструкції, застосування. Датчики з волоконно-оптичними зв’язками - принцип дії конструкції, застосування. Волоконно-оптичні датчики – принципи дії, різновиди: інтерференційні та поляризаційні. Особливості конструкцій і застосування.


^ Розділ V. Оптоелектронні засоби відображення інформації.


Визначення пристрою відображення інформації. Класифікація пристроїв по типу відображуваної інформації. Засоби відображення інформації в знакосинтезуючих індикаторах. Фізіологічні основи сприйняття індикаторної техніки. Чинники обумовлюючи різноманітність індикаторів. Характеристика пристроїв колективного, групового, індивідуального користування. Вимоги до пристроїв відображення інформації. Класифікація оптоелектронних індикаторів по фізичному принципу відображення інформації та їхня хронологічна еволюція.

^ Знакосинтезуючі індикатори. Напівпровідникові індикатори – фізичний принцип дії, конструкції, матеріали, сфери застосування.

Рідкокристалічні індикатори - фізичний принцип дії, структурні різновиди рідких кристалів; електрооптичні ефекти, використані для рідкокристалічних індикаторів, конструкція рідкокристалічного індикатора.

^ Вакуумні люмінесцентні індикатори - фізичний принцип дії, конструкції, матеріали, переваги та можливості їх використання.

Інші різновиди індикаторів.

Екрани: вимоги до них. Плазмові панелі. Характеристика рідкокристалічних екранів, їх конструкція переваги і перспективи використання. Напівпровідникові екрани – матеріали, конструкції, принципи дії. Плоскі кінескопи в традиційній електронно – променевій техніці.


^ Розділ VІ. Волоконно-оптичні лінії зв'язку.


Визначення ВОЛЗ. Елементна база ВОЛЗ. Волоконно-оптичні модулі та кабелі. Передавальний модуль – призначення, конструкція, принцип дії, використовувані випромінювачі. Приймальний модуль – призначення, конструкція, принцип дії, використовувані фотоприймачі, схеми обробки сигналу та прийняття рішення. Ретранслятори.

Комутаційні системи – оптичні з’єднувачі та розгалуджувачі, перемикачі. Оптичні комутатори – прозорі та непрозорі. Транспозиційні комутатори та комутатори загального типу. Комутатор з архітектурою Клоза. Комутаційна система Бекеша. Експлуатаційні характеристики комутаторів – розмірність матриці, масштабування, структурування, швидкість комутації, втрати.

Конструкції комутаторів – мікроелектромеханічні, оптомеханічні, термооптичні, бульбашкові, рідкокристалічні, акцетооптичні комутатори, голографічні комутатори.

Елементи вводу-виводу випромінювання.

Об’єднання елементів в систему. Гетеродинний фото прийом.

Переваги ВОЛЗ. Перспективні напрямки розвитку ВОЛЗ.


^ Розділ VІІ. Оптична обчислювальна техніка


Загальні положення. Елементна база. Керовані оптичні транспаранти – визначення, класифікація, принципи дії та використовувані матеріали. Конструкції транспарантів.

Оптичні запам’ятовуючі пристрої. Запам’ятовуючі пристрої послідовного типу. Запам’ятовуючі пристрої паралельного типу. Оптичні запам’ятовуючі середовища – класифікація. Носії одноразового запису. Постійні носії. Реверсивні носії – термооптичні, електрооптичні, фотооптичні середовища.

Література


Основна:

1. Ю.Р. Носов. Оптоэлектроника. - М: «Радио и связь», 1989.

2. И.К.Верещагин, Л.А. Косяченко, С.И. Кокин. Введение в оптоэлектронику. - М.: «Высшая школа», 1991.

3. Я. Суэмацу и др. Основы оптоэлектроники. - М.: «Мир», 1988.

4. Дж. Гауэр. Оптические системы связи. - М.: «Радио и связь», 1989.


Допоміжна:

1. Д. Бейли, Э. Райт. Волоконная оптика. М., Кудиц-образ. 2006.

2. Д. Гринфилд. Оптические сети. М.-С.-П.-Киев, Diasoft. 2002.

3. . Мосе Т., Барел Г., Эллис Б. Полупроводниковая оптоэлектроника. М. «Мир», 1978.

4. Свечников Є. В. Элементы оптоэлектроники. М. «Сов. радио». 1971.

5.Г.С. Свечников. Элементы интегральной оптики. – М.: «Радио и связь», 1987.

6. Т. Окоси и др. Волоконно-оптические датчики. - Л.: «Энергоатомиздат», 1990.

7. Полупроводниковые фотоприёмники. Под. ред. В.Н. Стафеева. - М.: «Радио и связь», 1984

8. Р. Хансперджер. Интегральная оптика. - М.: «Мир», 1985.

9. С. Гонда, Д. Сэко. Оптоэлектроника в вопросах и ответах. - Л.: «Энергоатомиздат», 1989.

10. Н.М. Тугов, Б.А. Глебов, Н.А. Чарыков. Полупроводниковые приборы. - М.: «Энергоатомиздат», 1990.




Скачати 96.68 Kb.
залишити коментар
Дата конвертації02.12.2012
Розмір96.68 Kb.
ТипДокументы, Освітні матеріали
Додати документ в свій блог або на сайт

Ваша оцінка цього документа буде першою.
Ваша оцінка:
Додайте кнопку на своєму сайті:
uadocs.exdat.com

Загрузка...
База даних захищена авторським правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
звернутися до адміністрації
Реферати
Автореферати
Методички
Документи
Поняття

опублікувати
Загрузка...
Документи

Рейтинг@Mail.ru
наверх