Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Sensory światłowodowe
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Anna Pakuła, adiunkt
Status przedmiotu:
Fakultatywny ograniczonego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obieralne
Kod przedmiotu:
PW1-SiS
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba godzin bezpośrednich - 51 godz.: wykład: 30 godz., laboratorium: 15 godz., konsultacje: 4 godz., egzamin: 2 godz., Praca własna studenta - 55 godz. studia literaturowe: 15 godz., przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 10 godz. sprawozdania z laboratoriów: 10 godz., przygotowanie do egzaminu: 20 godz. Razem: 106 godz. = 4 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Liczba godzin bezpośrednich - 51 godz.: wykład: 30 godz., laboratorium: 15 godz., konsultacje: 4 godz., egzamin: 2 godz., Razem: 51 godz. = 2 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
laboratorium: 15 godz., przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 10 godz. sprawozdania z laboratoriów: 10 godz., Razem: 45 godz. = 2 ECTS
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Wiadomości objęte programem następujących (lub ekwiwalentnych) przedmiotów: materiałoznawstwo optoelektroniczne, podstawy fotoniki, technika laserowa, optyka instrumentalna
Limit liczby studentów:
12
Cel przedmiotu:
Zrozumienie zasad propagacji światła w światłowodach. Umiejętność zaprojektowania i zestawienia toru światłowodowego. Poznanie zasad budowy i zastosowań sensorów światłowodowych.
Treści kształcenia:
(W) Systematyka i architektury czujników optycznych oraz specyfika czujników światłowodowych. Fizyczne podstawy propagacji promieniowania w ośrodkach dielektrycznych. Definicja falowodów i światłowodów. Podstawy propagacji w światłowodach wielomodowych i jednomodowych. Dyspersja. Straty w światłowodach. Elementy bierne: złącza, sprzęgacze, modulatory, filtry (rola siatek Bragga), elementy polaryzacyjne. Elementy czynne: wzmacniacze, źródła, detektory. Podstawy fizyczne, parametry konstrukcyjne. Podział i własności sensorów światłowodowych. Czujniki rozproszone i quasi-rozproszone. Architektury sieci czujników i podstawowe techniki detekcji sygnału. Sensory wielomodowe. Podstawowe komponenty, sensory z modulowaną intensywnością i widmem. Sensory na siatkach Bragga. Kalibracja sensorów. Sensory jednodomowe i światłowodowe realizacje interferometrów Michelsona, Mach-Zehndera, Sagnaca, Fabry-Perrota i rezonatora pierścieniowego. Czujniki polarymetryczne. Optoelektroniczne przetwarzanie sygnału: techniki homodynowe i heterodynowe. Zastosowania sensorów światłowodowych w przemyśle, lotnictwie i medycynie. Układy monitorowania dużych struktur inżynierskich i zabezpieczania obiektów. Materiały inteligentne. (L) Cięcie i przygotowanie czoła światłowodów. Wprowadzenie wiązki do światłowodu jedno- i wielodomowego. Pomiar apertury. Wykonanie złączy stałych i rozłączalnych i badanie ich tłumienności. Badania światłowodowych elementów polaryzacyjnych, przesuwnika fazy, modulatora i filtru światłowodowego. Zestawianie i badania prostych czujników intensywnościowych (czujnik przemieszczenia, zgięcia, poziomu cieczy). Badania czujnika polarymetrycznego i światłowodowego interferometru Mach-Zehndera (czujniki temperatury, nacisku).
Metody oceny:
(W) Egzamin (L) Suma punktów za wejściówki, aktywność i sprawozdanie
Egzamin:
tak
Literatura:
1. R. Jóźwicki, Podstawy inżynierii fotonicznej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2006 2. M. Szustakowski, Elementy techniki światłowodowej, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1992 3. B.A.E. Saleh, M.C. Teich, Fundamentals of Photonics 3rd edition, J. Wiley & Sons, Inc., 2020 4. E. Udd; Fiber optic sensors 2nd edition, J.Wiley and Sons Inc., 2011 5. E. Hecht, Optyka, PWN, 2016 6. E. Udd, Fiber optics smart structures, .Wiley and Sons Inc., 1995
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka PW1(SS)
Zna podstawy techniki swiatłowodowej i budowe oraz aplikacje czujników światlowodowych
Weryfikacja: Zdanie egzaminu
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W10, K_W11, K_W12, K_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka pW1(SS)
Potrafi dobrać elementy światlowodowe w celu budowy sensora swiatlowodowego dla danej aplikcji
Weryfikacja: Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U07, K_U10, K_U11, K_U12, K_U15, K_U23
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW.o, I.P6S_UK, P6U_U, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka PW1(SS)
Potrafi pracować w zespole
Weryfikacja: Zaliczenie ćwiczeń z laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K01, K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KK, I.P6S_KO, I.P6S_KR