DISPOSITIVI OTTICI
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2017/2018
- Docente
- STEFANO TRILLO
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- ING-INF/02
Obiettivi formativi
- L'obiettivo del corso consiste nel fornire agli studenti le nozioni di base per la comprensione del funzionamento nonché la capacità di analisi dei dispositivi ottici di utilizzo più comune, quali accoppiatori direzionali, reticoli, convertitori di frequenza, modulatori e sorgenti laser, nonché fornire un'adeguata introduzione ai dispositivi ottici non lineari e all'acquisizione degli strumenti di analisi dei modelli descrittivi.
Le principali conoscenze da acquisire sono:
- teoria dei modi accoppiati lineare per la descrizione del campo elettromagnetico a frequenze ottiche
- conoscenza dei principali effetti non-lineari
- fondamenti di sistemi dinamici applicati ai dispositivi non-lineari
- teoria del laser e descrizione della propagazione di fasci laser
- effetto elettro-ottico e relative applicazioni
Le principali abilità (capacità di applicare le conoscenze) consistono nella:
- formulazione di modelli matematici dei dispositivi
- capacità di dedurre il comportamento lineare e non lineare del dispositivo tramite analisi con mezzi analitici e numerici del relativo modello matematico Prerequisiti
- Teoria di base della propagazione elettromagnetica.
Conoscenze di base su sistemi di equazioni differenziali ordinarie lineari. Contenuti del corso
- Teoria dei modi accoppiati lineare. Accoppiatore direzionale e reticoli: caratteristiche fisiche e modelli matematici. Propagazione elettromagnetica in regime nonlineare ed effetti piu comuni. Teoria dei modi accoppiati nonlineare. Analisi di un sistema nonlineare (cenni essenziali di teoria e analisi al calcolatore). Applicazione alla generazione di seconda armonica in regime di forte conversione o problema equivalente. Risuonatori ottici e fasci gaussiani. Interazione radiazione-materia. Il laser e il maser. Laser a semiconduttore di tipo più comune e descrizione basata sulle equazioni di bilancio.
Effetto elettro-ottico e modulazione diretta o indiretta della luce. Metodi didattici
- Lezioni teoriche saranno svolte in aula per ogni argomento trattato nel corso. Esercizi sono svolti in aula durante le lezioni.
Due o tre esercitazioni guidate al calcolatore con Matlab saranno svolte nei laboratori didattici, in cui gli studenti possono agire individualmente o in gruppo a loro scelta.
Esercizi sono poi lasciati alla soluzione individuale per verifica delle conoscenze acquisite. Modalità di verifica dell'apprendimento
- La prova d’esame si prefigge di verificare il grado di raggiungimento degli obiettivi formativi.
E’ lasciata allo studente la scelta tra due tipologie d’esame
- una prova d’esame orale sull’intero programma svolto, con tipicamente tre domande sui principali argomenti con possibile verifica della capacità di collegamento tra di essi.
- Svolgimento di una tesina volta a verificare la capacità di analizzare un modello descrittivo di un dispositivo nonlineare con a complemento una domanda orale sulla parte rimanente del programma Testi di riferimento
- dispense a cura del docente
Testi di approfondimento:
A. Yariv, Optical electronics in modern communications, 5th ed.,
Oxford University Press (Oxford, 1997).
G. P. Agrawal, Fiber-optic Communication Systems, Wiley (New York 1997)
J. T. Verdeyen, Laser Electronics, Prentice Hall (NJ, 1995)
