Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Optics and Photonics Applications
Koordynator przedmiotu:
dr hab. inż. Michał Józwik, profesor uczelni
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronics
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
OPA
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba godzin bezpośrednich – 47 w tym: • wykład: 30 godz. • laboratorium: 15 godz. • konsultacje 2 godz. Praca własna studenta – 40 godz. w tym: • przygotowanie do zaliczenia: 15 godz. • przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 10 godz. • przygotowanie sprawozdań: 15 godz. Razem: 87 (3 punkty ECTS)
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,5 punktu ECTS - Liczba godzin bezpośrednich – 47 w tym: • wykład: 30 godz. • laboratorium: 15 godz. • konsultacje 2 godz.
Język prowadzenia zajęć:
angielski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1, 5 punktu ECTS – 42 godz., w tym: • przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 10 godz. • przygotowanie sprawozdań: 15 godz. • laboratorium: 15 godz. • konsultacje 2 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
podstawowa znajomość matematyki i fizyki
Limit liczby studentów:
brak
Cel przedmiotu:
Poznanie najważniejszych działów optyki i fotoniki, ich podstawowych praw i zależności, zastosowań w nauce i przemyśle
Treści kształcenia:
Wykład Wprowadzenie: Historyczne zmiany od optyki do fotoniki. Przyczyny rozwoju fotoniki. Główne odkrycia fotoniki w XX i XXI wieku i ich wpływ na technologie i rozwój produktów. Przyszłe trendy: Przyszłe trendy w rozwoju urządzeń i systemów fotonicznych. Wpływ fotoniki na rozwój produktów w różnych obszarach technologii. Wyzwania dla UE: program Photonics 21. Niespójne źródła światła i ich zastosowania: Systematyka źródeł promieniowania E-M. Tradycyjne źródła światła. Diody elektroluminescencyjne LED / OLED i ich zastosowania w oświetleniu i wyświetlaczach. Kierunki rozwoju technologii oświetleniowej. Optyka geometryczna: Zasady optyki geometrycznej i tradycyjnych przyrządów optycznych. Zjawiska w przyrodzie. Mikroskopy: wczoraj i dziś. Teleskopy i lornetki. Teleskopy astronomiczne i optyka adaptacyjna. Spektrometry. Optyka falowa: Zasady optyki falowej. Zasady interferometrii, dyfrakcja i polaryzacja, dwójłomność. Przykłady ich zastosowań. Holografia i hologramy. Interferometria. Technologia ciekłokrystaliczna. Koherentne źródła światła - lasery i ich zastosowania: Podstawy źródeł laserowych i ich systematyka. Lasery do produkcji. Lasery w medycynie. Lasery w kodowaniu i przechowywaniu informacji. Lasery w geodezji. Lasery w zastosowaniach multimedialnych i oświetleniu. Elektrodynamika: Zasady elektrodynamiki. Rozprzestrzenianie się, wchłanianie i odbicie w różnych mediach. Światłowody i ich zastosowania. Falowody i chipy fotoniczne. Optyka kwantowa: Zasady optyki kwantowej. Systematyka detektorów. Detektory punktowe i matrycowe dla różnych zakresów widmowych promieniowania. Zastosowanie w przechwytywaniu i przetwarzaniu obrazu. Termowizja i jej zastosowania. Inne aplikacje i systemy fotoniczne: przechwytywanie i wyświetlanie obrazów 3D. Komputer optyczny i jego architektura. Pamięci optyczne i optyczne systemy zapisu i odczytu danych. Modulatory optyczne. Urządzenia oparte na MEMS i MOEMS. Lab-on-chip i jego zastosowanie do identyfikacji DNA. Przechwytywanie i wyświetlanie obrazów 3D. Najnowsze rozwiązania i wynalazki: przegląd wybranych najnowszych osiągnięć i rozwiązań w przemyśle i nauce. Laboratorium 1. Optyka geometryczna 2. Dyfrakcja i interferencja 3. Światłowody 4. Camera obscura 5. Polaryzacja i fotoelastyka 6. Lab Tour - Wizyta w laboratoriach badawczych 7. Prezentacja
Metody oceny:
Sprawdziany pisemne z wiedzy przedstawionej na wykładach. Sprawdziany pisemne lub ustne przed rozpoczęciem zajęć laboratoryjnych. Ocena poziomu wykonania ćwiczeń laboratoryjnych i jakości sprawozdań. Ocena końcowa z przedmiotu wyliczana jest na podstawie średniej ważonej ocen z wykładu i laboratorium, przy czym wagi to odpowiednio: 0,7 oraz 0,3.
Egzamin:
nie
Literatura:
1. B. Salech, M.Teich: Fundamentals of Photonics, J. Wileyand Sons, New York, 1991. 2. Multiple authors, „Field Guides to …”, SPIE Press 2004-2018. 3. Scientific journals (accessible from WUT IP or WUT Library, references in the lecture). 4. Photonics21 Strategic Research Agenda (2006 and following documents).
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka OPA_W01
Zna podstawowe pojęcia fizyczne z zakresu optyki i fotoniki oraz budowę, zasadę działania i aplikacje wybranych komponentów i systemów optycznych/fotonicznych.
Weryfikacja: Sprawdzian podczas zajęć wykładowych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W12, K_W17
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG.o, P6U_W, III.P6S_WG
Charakterystyka OPA_W02
Rozumie wpływ zjawisk fizycznych (zwłaszcza optycznych i optoelektronicznych) i sposobu przetwarzania danych na dokładność działania urządzeń i ich możliwość zastosowania.
Weryfikacja: Sprawdzian podczas zajęć wykładowych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W10, K_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka OPA_W03
Ma wiedzę na temat wykorzystania materiałów optycznych i półprzewodnikowych oraz interakcji z promieniowaniem z zakresu fotoniki
Weryfikacja: Sprawdzian podczas zajęć wykładowych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W15
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka OPA_U01
Potrafi przeprowadzić pomiary podstawowych parametrów optycznych przy użyciu przyrządów wykorzystujących rozmaite zjawiska fizyczne. Zna zasady postępowania podczas pomiarów, umie wyznaczyć parametry i zidentyfikować źródła błędów.
Weryfikacja: Ocena poprawności wykonania zadań w laboratorium i jakości sprawozdań.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U10, K_U11, K_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o, I.P6S_UK
Charakterystyka OPA_U02
Potrafi zinterpretować wybrane parametry wyrobów optycznych i fotonicznych, wymagania, dobrać urządzenia pomiarowe do ich sprawdzania oraz ocenić poprawność wykonania sprawdzanego wyrobu.
Weryfikacja: Ocena poprawności wykonania zadań w laboratorium i jakości sprawozdań.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U11, K_U15, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UK, III.P6S_UW.o, P6U_U, I.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka OPA_K01
Potrafi współpracować z kolegami i dyskutować w grupie, planować zadania do wykonania i wnioskować na podstawie zebranych informacji z grupy.
Weryfikacja: Ocena przebiegu zajęć laboratoryjnych i uzyskanych wyników
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KO, I.P6S_KR