Pracownia inżynierii optycznej

Znajomość wybranych działów fizyki (fizyka ciała stałego, optyka i optoelektronika) na poziomie wykładów z fizyki ogólnej oraz znajomość podstaw opracowywania pomiarów.

przedmiot obligatoryjny

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (godz.): 90

- udział w laboratorium – 90

Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (godz.):70

- przygotowanie do laboratorium – 35

- analiza danych i pisanie raportów – 35

Łącznie: 160 godz.

W1 - posiada wiedzę umożliwiającą zrozumienie i opis zaawansowanych procesów fizycznych (fizyka: K_W01, K_W04, fizyka techniczna: K_W01, K_W02)

W2 - rozumie zasadę działania aparatury badawczej oraz wyspecjalizowanych optoelektronicznych elementów pomiarowych (fizyka: K_W02, K_W03, fizyka techniczna: K_W03, K_W04)

W3 - posiada wiedzę na temat wykorzystania efektów fizycznych w technologiach optoelektronicznych (fizyka: K_W05, fizyka techniczna: K_W05)

U1 - potrafi przeprowadzić eksperyment naukowy i zebrać wymagane dane pomiarowe (fizyka: K_U02, K_U03, fizyka techniczna: K_U02, K_U04)

U2 - jest w stanie ocenić jakość danych pomiarowych oraz na ich podstawie zinterpretować wynik eksperymentu (fizyka: K_U03, fizyka techniczna: K_U04)

U3 - potrafi przygotować sprawozdanie w formie zbliżonej do prostej publikacji naukowej (fizyka: K_U04, K_U06, fizyka techniczna: K_U03, K_U07)

K1 zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę zasięgania opinii ekspertów w przypadku trudności z samodzielnym rozwiązaniem problemu (fizyka: K_K01)

K2 umie krytycznie oceniać odbierane treści i zna ograniczenia własnej wiedzy i

umiejętności; potrafi precyzyjnie formułować pytania (fizyka techniczna: K_K01)

K3 rozumie potrzebę popularyzacji wiedzy z zakresu studiowanego kierunku (fizyka: K_K03, fizyka techniczna: K_K03)

Metoda dydaktyczna podająca: opis;

Metoda dydaktyczna poszukująca: klasyczna metoda problemowa, doświadczeń, laboratoryjna (eksperymentu), obserwacji;

- opis

- doświadczeń
- klasyczna metoda problemowa
- laboratoryjna
- obserwacji

- metody służące prezentacji treści
- metody wymiany i dyskusji

Zadaniem Studenta jest wykonanie sześciu ćwiczeń laboratoryjnych obejmujących zagadnienia związane z optyką oraz szeroko rozumianą optoelektroniką. Ćwiczenia wykonuje się w dwu lub jedno osobowych zespołach. Do wyznaczonego ćwiczenia Student przygotowuje się samodzielnie w oparciu o dostępną instrukcję oraz zalecaną literaturę. Po przeprowadzeniu pomiarów student przygotowuje (w domu) raport zawierający wyniki, obliczenia, dyskusję niepewności pomiarowych i wnioski.

Pracownia ma charakter laboratorium zaznajamiającego studentów z zagadnieniami współczesnej optyki: propagacja światła w ośrodkach liniowych i nieliniowych oraz podstawowymi aspektami pracy urządzeń optoelektronicznych takich jak np. lasery różnych typów, światłowody, diody LED, fotodiody, mierniki optoelektroniczne etc.

Zadaniem studenta jest wykonanie określonej liczby ćwiczeń laboratoryjnych obejmujących tematykę związaną z optyką.

Spis zadań:

1. Fotometria - pomiary spektroskopowe

2. Fotometria - kolorymetria

3. Elementy optoelektroniczne

4. Zewnętrzna modulacja światła

5. Laser półprzewodnikowy

6. Generacja drugiej harmonicznej

7. Badanie wiązki gaussowskiej. Wyznaczanie elementów macierzy ABCD układów optycznych

8. Badanie własności światłowodów

Literatura podstawowa:

1. B. Ziętek, Optoelektronika, UMK, Toruń, 2011

2. B. Ziętek, Lasery, UMK, Toruń, 2008

3. M. Pluta, Holografia optyczna, PWN, W wa, 1980

4. J.I. Pankove, Zjawiska optyczne w półprzewodnikach, NT, W wa 1974

5. S. Szapiel, Laboratorium optyki falowej, WPW, W wa, 1985

6. A. Majewski, Światłowody, WPW, W-Wa, 1988

7. K. Patorski, S. Szapiel, Laboratorium światła koherentnego, WPW, W wa, 1989

Literatura uzupełniająca:

1. J.R. Meyer-Arendt, Wstęp do optyki, PWN, W wa, 1979

2. E Hecht, Optyka, PWN, W wa, 2012

3. W.T Cathey, Optyczne przetwarzanie informacji i holografia, PWN, W wa, 1978

4. A. Bielecki, A. Rogalski, Detekcja sygnałów optycznych, WNT, W wa, 2001

Warunkiem zaliczenia pracowni jest terminowe wykonanie sześciu ćwiczeń. Na każde ćwiczenie składa się: kolokwium ustne z wiedzy teoretycznej dotyczącej realizowanego zadania (ocena A), przygotowanie pisemnego raportu zawierającego opis przebiegu eksperymentu oraz opracowanie wyników pomiarów wraz z interpretacją (ocena B). Pojedyncze ćwiczenie jest oceniane jako średnia z ocen A i B. Ocena końcowa jest średnią z wykonanych sześciu zadań.

Metody weryfikacji efektów kształcenia:

- odpowiedź ustna: W1, W2, W3

- raport: U1, U2, U3

Skala ocen

50-60% - ocena: 3 (dst)

60-70% - ocena: 3+ (dst+)

70-80% - ocena: 4 (db)

80-90% - ocena: 4+ (db+)

90-100% - ocena: 5 (bdb)