Scheda programma d'esame
LAB OF PHOTONIC SYSTEMS
ERNESTO CIARAMELLA
Anno accademico2018/19
CdSINFORMATICA E NETWORKING
Codice151II
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaInglese

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
LABORATORIO DI SISTEMI FOTONICIING-INF/03LABORATORI48
ERNESTO CIARAMELLA unimap
MARCO PRESI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Gli obiettivi del corso sono di fornire gli elementi base della progettazione di un sistema ottico di trasmissione e apprendere il funzionamento dei dispositivi e della strumentazione principalmente utilizzata per la realizzazione e il test dei sistemi in laboratorio.  La prima parte del corso fornisce un'analisi dettagliata dei problemi di trasmissione che devono essere considerati nella progettazione di sistemi ottici ad alta capacità di oggi, quali gli effetti di propagazione in fibra (lineari e nonlineari). La seconda parte, di forte ispirazione sperimentale, introduce lo studente alla conoscenza pratica e all’utilizzo dei principali componenti e delle tecniche sperimentali impiegate nell’ambito della fotonica. Il corso inoltre illustrerà i principi di funzionamento dei principali strumenti di analisi e di misura (tra cui oscilloscopi, oscilloscopi a campionamento, analizzatori di spettro).

 

Knowledge

The objectives of the course are to provide the basic elements of the design of an optical transmission system and learn the operation of the devices and equipment used for the construction and testing of systems in the laboratory. The first part of the course provides a detailed analysis of the transmission problems that must be considered in the design of today's high-capacity optical systems, such as fiber propagation effects (linear and nonlinear). The second part, experimental , introduces the student to the practical knowledge and use of the main components and experimental techniques used in the field of photonics. The course will also illustrate the working principles of the main measurement tools (including oscilloscopes, sampling oscilloscopes, spectrum analyzers).

 

Modalità di verifica delle conoscenze

Esame scritto

Assessment criteria of knowledge

 

  • Final written exam

 

Capacità

Progettazione di un sistema ottico, caratterizzazione di laboratorio degli elementi principali di un sistema di comunicazione ottico

Skills

Design of an optical system, laboratory characterization of the main elements of an optical communication system

Modalità di verifica delle capacità

Report delle attività di laboratorio

Assessment criteria of skills

Report on Lab activities

Comportamenti
  • Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità alle problematiche di progettazione, realizzazione e test di sistsemi ottici
Behaviors

The student will be able to acquire and / or develop knowledge of the problems of design, realization and testing of optical systems

Modalità di verifica dei comportamenti

Esame scritto e report delle attività di laboratorio

Assessment criteria of behaviors

Written exam and report of laboratory activities

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Basi di teoria dei segnali. Elementi di ottica classica e quantistica.

Prerequisites

Basics of digital communications and optics.

Prerequisites for further study

 

Indicazioni metodologiche

 

  • Le lezioni della prima parte del corso sono lezioni frontali, con ausilio di slide
  • Le lezioni della seconda parte consistono in esercitazioni in aula/laboratorio, da soli o in gruppo
Teaching methods

The first part of the course is based on room lectures, with the aid of slides
The lessons of the second part consist of classroom / laboratory exercises, either alone or in a group.

 

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Sistemi ad alta capacità: applicazioni, prospettive e problemi di progettazione.  Budget di potenza, amplificazione e rumore ottico
Dispersione cromatica: l'effetto e il suo impatto sulle prestazioni del sistema. Compensazione della dispersione cromatica: i dispositivi e tecniche. Effetto della dispersione dei modi di polarizzazione (PMD). Effetti ottici non lineari. Effetti di diffusione stimolata.
Effetti legati alla nonlinearità Kerr.

 Sorgenti laser e modulatori: a. Laser DFB e Diodi Laser b. Laser Fabry-Pèrot c. Laser Mode-Locking d. Modulazione della luce i. Diretta ii. Esterna.
Dispositivi usati in fotonica: a. Polarizzatori e controllori di polarizzazione b. Isolatori, Circolatori e Accoppiatori c. Filtri ottici d. Filtri Ottici Periodici e. Rivelatori f. OTDR g. Cenni di amplificazione ottica h. Accoppiamento fibra-aria-dispositivi
 Strumentazione: a. Oscilloscopi a campionamento elettrico b. Oscilloscopi real-time c. Analizzatori di Spettro Ottico d. Polarimetri e. Controllori di temperatura f. Cenni di acquisizione dati e automatizzazione dei processi di misura Struttura del corso

Syllabus


High capacity systems: applications, perspectives and design problems.
Power budget, amplification and optical noise
Chromatic dispersion: the effect and its impact on system performance. Compensation of chromatic dispersion: devices and techniques. Effect of dispersion of polarization modes (PMD). Non-linear optical effects. Stimulated diffusion effects.
Effects related to
Kerr non-linearity.

Laser sources and modulators: a. DFB Laser and Laser Diodes b. Laser Fabry-Pèrot c. Laser Mode-Locking. Modulation of laser light: direct and external.
Devices used in photonics: a. Polarizers and polarization controllers b. Isolators, Circulators and Couplers c. Optical filters d. Periodic Optical Filters e. Detectors f. OTDR g. Overview of optical amplification h. Fiber-air coupling-devices
 
Instrumentation: a. Oscilloscopes with electrical sampling b. Real-time oscilloscopes c. Optical Spectrum Analyzers d. Polarimeters e. Temperature controllers f. Overview of data acquisition and automation of measurement processes Structure of the course

 

Bibliografia e materiale didattico

Slide del corso

Govind P. Agrawal  "Fiber-Optic Communication Systems"

Bibliography

Lecture slides

Govind P. Agrawal  "Fiber-Optic Communication Systems"

Modalità d'esame

Esame scritto mediante domande e esercizi; valutazione del report delle attività di laboratorio

Ultimo aggiornamento 11/01/2019 10:37