Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Materiały i struktury fotoniczne
Koordynator przedmiotu:
prof. dr hab. Małgorzata Igalson, dr hab. inż. Katarzyna Rutkowska, prof. uczelni
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Fotonika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1050-FO000-ISP-5MSF
Semestr nominalny:
5 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. godziny kontaktowe – 32 h; w tym a) obecność na wykładach – 30 h d) uczestniczenie w konsultacjach – 2 h 2. praca własna studenta – 40 h; w tym a) przygotowanie do ćwiczeń i do kolokwiów – 30 h b) zapoznanie się z literaturą – 10 h Razem w semestrze 72 h, co odpowiada 3 pkt. ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1. obecność na wykładach – 30 h 2. uczestniczenie w konsultacjach – 2 h Razem w semestrze 32 h, co odpowiada 1 pkt. ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Nie dotyczy Razem w semestrze 0 h, co odpowiada 0 pkt. ECTS
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
podstawy fotoniki, podstawy optyki, podstawy fotoniki światłowodowej
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Zapoznanie się z podstawowymi materiałami i strukturami stosowanymi w fotonice półprzewodników oraz z kryształami fotonicznymi, ciekłymi kryształami i fotonicznymi strukturami światłowodowymi
Treści kształcenia:
Podstawy fotoniki półprzewodników: 1. Oddziaływanie promieniowania eletromagnetycznego z materią 2. Elementy teorii pasmowej półprzewodników 3. Złącza i heterozłącza 4. Elementy optyki półprzewodników 5. Fotodiody i lasery półprzewodnikowe 6. Fotowoltaika 7. Symetria translacyjna w kryształach a kryształy fotoniczne 1D, 2D, 3D Kryształy fotoniczne: 1. Fale elektromagnetyczne w dielektrykach 2. Optyka warstwowych ośrodków dielektrycznych 3. Falowody, reflektory i sprzęgacze fotoniczne 4. Podstawy plazmoniki Fotoniczne struktury ciekłokrystaliczne i światłowodowe: 1. Podstawowe właściwości ciekłych kryształów: klasyfikacja, elementy teorii fazy nematycznej, anizotropia ciekłch kryształów, deformacje, efekt Frederiksa 2. Ciekłokrystaliczne struktury chiralne: nematyczne i smektyczne; błękitna faza cholesterolowa 3. Fotonika ciekłych kryształów: optyczny efekt Frederiksa, optyczne zjawiska nieliniowe w ciekłych kryształach, planarne falowody ciekłokrystaliczne 4. Materiały ciekłokrystaliczne w fotonice: wyświetlacze LCD, przestrzenne modulatory światła, czujniki, układy przetwarzania informacji i układy telekomunikacyjne, polimery ciekłokrystaliczne 5. Światłowody mikrostrukturalne i fotoniczne 6. Ciekłokrystaliczne światłowody fotoniczne 7. Fotoniczne struktury kompozytowe
Metody oceny:
Dwa kolokwia obejmujące odrębne partie materiału. Maksimum punktów z każdego kolokwium wynosi 5 punktów (do zaliczenia wymagane minimum 2,5 punktu). Suma punktów za kolokwia określa końcową ocenę z przedmiotu. 5.0÷5.9: ocena 3,0 6.0÷6.9: ocena 3,5 7.0÷7.9: ocena 4,0 8.0÷8.9: ocena 4,5 9.0÷10.0: ocena 5,0
Egzamin:
tak
Literatura:
1. B. Saleh, M. Teich, Fundamentals of Photonics, Wiley Series in Applied Optics, 2001. 2. L. Vicari, Optical Applications of Liquid Crystals, CRC Press, 2003. 3. T.R. Woliński, Anizotropowe struktury światłowodowe, Tempus Series in Applied Physics, Warszawa 1997. 4. M. Karpierz, T. Woliński, Nieliniowe właściwości optyczne ciekłych kryształów, Tempus Series in Applied Physics, Warszawa 1997. 5. V. Chigrinov, LCDs: Physics and Applications, Boston, London 1999. 6. R.H. Chen, Liquid Crystal Displays: Fundamental Physics and Technology, Wiley 2011. 7. J. Hennel, Podstawy elektroniki półprzewodnikowej, 2003. 8. K. Sierański, Półprzewodniki i struktury półprzewodnikowe, 2002.
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt MSF_W01
Posiada podstawową wiedzę z fizyki półprzewodników i optyki ciekłych kryształów niezbędną do zrozumienia roli i sposobu zastosowań tych materiałów w fotonice
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_W04
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W01, X1A_W07, T1A_W02
Efekt MSF_W02
Posiada wiedzę z zakresu teorii półprzewodników, kryształów fotonicznych i ciekłych kryształów pozwalającą zrozumieć związki między wybranymi koncepcjami, zasadami i teoriami fizyki oraz techniki i fotoniki
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_W05
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W01, T1A_W02, T1A_W03, InzA_W02
Efekt MSF_W03
Ma podstawową wiedzę w zakresie fizyki półprzewodników, teorii kryształów fotonicznych i teorii ciekłych kryształów w zastosowaniu do opisu właściwości fizycznych tych materiałów i ich struktur w fotonice i w układach optoelektronicznych
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_W07
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W01, T1A_W03, T1A_W04
Efekt MSF_W04
Orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach rozwojowych fotoniki w rozwiązaniach wykorzystujących materiały i struktury półprzewodnikowe, kryształy fotoniczne oraz materiały ciekłokrystaliczne
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_W10
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W05, T1A_W05
Efekt MSF_W05
Ma wiedzę pozwalającą analizować zjawiska fizyczne występujące w wybranych półprzewodnikowych i ciekłokrystalicznych elementach i układach fotonicznych
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_W12
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W01, T1A_W01, InzA_W05

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt MSF_U01
Potrafi pozyskiwać informacje dotyczące fotonicznych zastosowań materiałów i struktur półprzewodnikowych i ciekłokrystaicznych z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także formułować i uzasadniać opinie
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_U01
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U01, X1A_U05, T1A_U01
Efekt MSF_U02
Potrafi porównać rozwiązania projektowe wybranych półprzewodnikowych i ciekłokrystalicznych elementów i układów fotonicznych ze względu na zadane kryteria użytkowe i ekonomiczne
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_U23
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U06, T1A_U09, T1A_U12, InzA_U06

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt MSF_K01
Ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej z zakresu fotoniki półprzewodników i ciekłych kryształów, w tym jej wpływ na środowisko i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje
Weryfikacja: dyskusja na wykładach, konsultacje z prowadzącym
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_K02
Powiązane efekty obszarowe: X1A_K06, T1A_K02