Optické komunikační systémy

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra elektromagnetického pole

Anotace:

Cílem předmětu je seznámit studenta s principy teorie optických systémů. Předmět zahrnuje jak teoretické základy optiky, tak praktické dovednosti při návrhu optických systémů s využitím profesionálních softwarů. Obsahem jsou elektronová optika, maticová optika, Gaussovské svazky, průchod optickými prvky, absorpce a disperze, optický vysílač a přijímač, detekce, základní technologie a měření vlnovodů.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AD2B17OKS

Požadavky:

Podmínkou získání zápočtu je aktivní účast na cvičeních a vypracování 3 semestrálních prací.

https://moodle.fel.cvut.cz/

Osnova přednášek:

1.Základní prvky optických a submilimetrových komunikačních systémů

2.Vlnová optika, maticová optika, přenosové matice prvků

3.Základy geometrické a vlnové optiky, šíření paprsku v nehomogenním prostředí

4.Analýza šíření optického záření v optickém vlákně na základě geometrické opticky a řešení vlnové rovnice - vidová struktura

5.Gaussovské svazky, průchod optickými prvky

6.Absorpce a disperze, šíření pulsů v disperzním prostředí

7.Přenosové vlastnosti optických vláken

8.Optický vysílač a přijímač

9.Přímá a koherentní detekce, šumy v optických soustavách

10.Návrh optické a submilimetrové přenosové soustavy

11.Optické systémy ve volném prostoru - FSO

12.Speciální optická vlákna, vlákna pro optické senzory, optické senzorové systémy

13.Základní technologie optických vlnovodů a jejich měření

14.Profesionální software pro řešení optických systémů

Osnova cvičení:

1.Rekapitulace potřebných vědomostí z optiky a teorie pole

2.Šíření optických vln v homogenním a nehomogenním prostředí

3.Řešení planárních vlnovodů metodami geometrické optiky

4.Řešení planárních vlnovodů metodami vlnové optiky

5.Samostatná práce: Homogenní planární vlnovod, zadání, řešení

6.Příklady řešení nehomogenních planárních vlnovodů

7. Výpočet základních parametrů optických vláken SI a GRIN

8. Výpočet disperze vláknových vlnovodů, řešení konkrétních příkladů

9.Samostatná práce: Návrh optické trasy z hlediska útlumu a disperze

10. Ukázky speciálních softwarů - metoda BPM, metoda ray tracing

11. Výpočet přenosových matic vláken, vazebních členů aj.

12. Řešení příkladů šíření Gaussovských svazků - divergence

13. Samostatná práce: průchod Gauss. svazku optickými prvky

14. Návrh submilimetrové přenosové soustavy

Cíle studia:

Seznámení s principy teorie optických systémů.

Studijní materiály:

[1] Novotný K., Martan T., Šístek J.: Systémy pro optické komunikace. Vydavatelství ČVUT. Praha 2007

[2] Agrawal G. P.: Fiber-Optic Communications Systems, Third Edition., John Wiley & Sons, 2002.

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Další informace:

http://moodle.fel.cvut.cz

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: