35018 - ELABORAZIONE OTTICA DEI SEGNALI LS

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso si propone di introdurre i concetti di base necessari per comprendere il funzionamento di alcuni dispositivi o componenti di particolare interesse per sistemi o sensori basati sull'uso di frequenze ottiche e, tramite essi, di aprire alcune prospettive sulle metodologie per lo studio di dispositivi di nuova concezione per le telecomunicazioni ed in generale l'elaborazione ottica dei segnali.

Contenuti

Richiami teorici
• Tensori e materiali anisotropi
  Richiami di calcolo tensoriale. 
  Tensori e matrici rappresentative
  Simmetrie di un cristallo e tensori.
• Teoria dei modi accoppiati
  Teorema di reciprocità.
  Equazione dei modi accoppiati. Accoppiamento co-direzionale e contro-direzionale.
• Modulatori
  Propagazione di campi elettromagnetici in mezzi anisotropi lineari infinitamente estesi: superficie dei vettori d'onda.
  Anisotropia e tensori rappresentativi.
  Quadrica rappresentativa di un tensore ed ellissoide dei moduli.
  Vettori di Jones.
  Effetto elettro-ottico
  Applicazioni per la realizzazione di modulatori ottici "bulk" e integrati.
• Ottica non lineare
  Non linearita' del secondo e del terz'ordine.
  Applicazioni per l'elaborazione tutto ottica dei segnali e le telecomunicazioni.
• Cristalli Fotonici
  Strutture periodiche.
  Determinazione del campo elettromagnetico in una struttura periodica.
  La tecnica dell'espansione del campo in onde piane e cenni a tecniche numeriche.
  Dispositivi a cristallo fotonico e fibre a cristallo fotonico.
  Applicazioni per la realizzazione di dispositivi per telecomunicazioni.

Testi/Bibliografia

Dispense: nel sito http://elearning.ing.unibo.it (accesso ristretto agli studenti del corso)

Altro materiale reperibile al sito http://pbassi.deis.unibo.it/Avvisi_agli_studenti.htm (accesso ristretto agli studenti del corso)

Libri:

• A. Yariv, P. Yeh, Optical waves in crystals, John Wiley & Sons, 1984
• J. D. Joannopoulos, R. D. Meade, J. N. Winn, Photonic crystals. Molding the flow of light, Princeton Univ. Press, 1995. La seconda edizione e' consultaibile in rete al sito http://ab-initio.mit.edu/book/
  
• A. Bjarklev, J. Broeng, A. Sanchez Bjarklev, Photonic Crystal Fibres, Springer, 2003

Altro materiale: nel sito http://pbassi.deis.unibo.it/Avvisi_agli_studenti.htm (accesso ristretto agli studenti del corso)

Metodi didattici

Nelle lezioni vengono illustrati alcuni dispositivi di interesse per sistemi o sensori basati sull'uso di frequenze ottiche.

Al corso vengono affiancate esercitazioni in aula e laboratorio sulle tecnologie realizzative di componenti ottici integrati. Oltre alla simulazione dei processi di fabbricazione di alcuni semplici componenti e delle loro caratteristiche di funzionamento saranno effettuate anche alcune misure di caratterizzazione su semplici dispositivi reali.

Tramite la descrizione delle caratteristiche generali di funzionamento dei dispositivi si cerca di mostrare come fenomeni fisici apparentemente diversi siano descritti in modo sostanzialmente analogo e quindi come gli stessi strumenti teorici possano quindi essere adattati per lo studio di fenomeni o dispositivi anche completamente diversi, fornendo così nuovi strumenti di ideazione per un progettista.

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale, volto a verificare la conoscenza degli argomenti illustrati nel corso e la capacità di discuterli.

Strumenti a supporto della didattica

Applets, Personal Computer e Laboratori

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paolo Bassi