Документ 734774

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
___________________
Руководитель ООП
по направлению 210100
декан ЭФ проф. В.А. Шпенст
_______________________
Зав.кафедрой ЭС
проф. В.А. Шпенст
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ СРЕДСТВА ПЕРЕДАЧИ,
ОБРАБОТКИ И ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ»
Направление подготовки бакалавра
210100–электроника и наноэлектроника
Профиль промышленная электроника
Квалификация выпускника: бакалавр
Форма обучения:очная
Составитель: доцент каф. ЭС И.И. Растворова
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Цель дисциплины «оптоэлектронные средства передачи, обработки и
отображения информации» направления подготовки бакалавра 200100.62
электроника и наноэлектроника профиль «промышленная электроника»
является изучение оптоэлектронных средств, их конструкции и
использованию в современных информационных системах различного
функционального назначения
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «оптоэлектронные средства передачи, обработки и
отображения информации» относится к циклу дисциплин по выбору
студента блока Б3, изучается в седьмом семестре.
Для освоения этой учебной дисциплины требуется предварительная
подготовка по учебным дисциплинам «Физические основы электроники»,
«Материалы электронной техники», «Квантовая механика и статистическая
физика». Данная дисциплина является основой для изучения
«конструирования электронных устройств», «электронные промышленные
устройства» выполнения выпускной квалификационной работы.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование
следующих компетенций:
ОК-1 - владеет культурой мышления, способность к обобщению,
анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей еѐ
достижения;
ПК 9 - Способность осуществлять сбор и анализ исходных данных для
расчета и проектирования электронных приборов, схем и устройств
различного функционального назначения;
ПК 18 - Способность собирать, анализировать и систематизировать
отечественную и зарубежную научно-техническую информацию по тематике
исследования в области электроники и наноэлектроники;
ПК 21 - Готовность анализировать и систематизировать результаты
исследований, представлять материалы в виде научных отчетов, публикаций,
презентаций.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- физические принципы работы оптоэлектронных средств
обработки и отображения информации
передачи,
- параметры оптоэлектронных средств, их конструкции и использованию
в современных информационных системах различного функционального
назначения.
Уметь: ориентироваться среди широкой номенклатуры разнообразных
оптоэлектронных средств передачи, обработки и отображения информации.
Владеть:
- навыками по расчету и проектированию оптоэлектронных устройств
передачи, обработки и отображения информации;
- информацией о новейших разработках
в области оптоэлектронных
средств передачи, обработки и отображения информации.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет ____5____ зачетные единицы.
Вид учебной работы
Всего
часов
Семестры
Аудиторные занятия (всего)
68
68
Лекций
17
17
Практические занятия (ПЗ)
34
34
Лабораторные работы (ЛР)
17
17
Самостоятельная работа (всего)
76
76
25
25
25
25
Экзамен
Экзамен
180
180
5
5
7
В том числе:
Курсовая работа
Другие виды самостоятельной работы
Подготовка к практическим занятиям,
лабораторным работам, выполнение
проверочных работ для текущего контроля
знаний.
Вид промежуточной аттестации (экзамен)
Общая трудоемкость
час
зач. ед.
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ Наименование
Содержание раздела
п/п раздела дисциплины
1 Оптическая
Классификация и структура оптических систем
передачи информации. Методы кодирования
передача
информации: частотное и временное разделение
информации
каналов,
импульсно-кодовая
модуляция.
Классификация оптронов. Схемы оптронов с
внешней и внутренней фотонной связью и их
области применения. Основные параметры
оптронов. Типы оптронов: резисторные, диодные,
транзисторные, тиристорные. Оптоэлектронные
микросхемы. Условные обозначения. Оптронные
датчики: оптопрерыватели и отражательные
оптроны. Оптическое мультиплексирование и
демультиплексирование сигналов. Мультиплексеры и демультиплексеры. Классификация
волоконно-оптических
систем
передачи
информации. Волоконно-оптические световоды:
ступенчатые, градиентные и одномодовые. Моды
в волоконно-оптических световодах. Дисперсия
мод и оптические потери. Методы стыковки
элементов в волоконно-оптических системах
передачи информации. Пассивные и активные
соединители. Плоские оптические волноводы
(интегрально-оптические
волноводы).
Распространение света, волноводные моды.
Эффект Гуса-Хенкена. Методы ввода света в
плоский оптический волновод.
2
Средства обработки 2.1.
Оптические
средства
обработки
и
отображения информации. Структурная схема оптической
системы обработки информации. Назначение
информации
элементов схемы. Динамические и статические
оптические модуляторы света. Динамические
модуляторы: электрооптические модуляторы,
акустооптические модуляторы. Материалы и
параметры оптических модуляторов. Оптические
дефлекторы:
электрооптические и
акустооптические.
Оптические
транспаранты:
электрически
и
оптически
управляемые.
Принципы работы и параметры оптических
транспарантов. Основные материалы. Оптические
запоминающие
устройства.
Постоянная
и
оперативная памяти. Оптические процессоры,
назначение
и
области
применения.
Преобразование Фурье в оптике. Оптические
системы прямого и обратного преобразования
Фурье. Акустооптические процессоры
2.2. Оптоэлектронные средства отображения
информации. Основные характеристики зрения.
Классификация
индикаторных
приборов,
основные параметры. Вакуумные и газоразрядные
приборы. Твердотельные индикаторы на основе
светоизлучающих
диодов.
Электролюминесцентные индикаторы на основе
электролюминофоров. Жидкокристаллические и
электрохромные индикаторы. Сравнительные
характеристики индикаторных приборов. Экраны
в системах отображения информации. Требования
к экранам. Способы управление индикаторами и
схемы управления. Управление матричными
индикаторами
Оптическая
голография и ее
использование
Принципы
оптической
голографии.
Классификация голограмм (тонкослойные и
толстослойные), основные параметры. Запись и
восстановление
изображений
с
помощью
тонкослойных и толстослойных голограмм.
Свойства голограмм. Области использования
голографии.
Применение
голографии
в
оптических системах обработки информации:
корреляционная
обработка
с
помощью
голографических фильтров. Голографическая
интерферометрия и микроскопия
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с
обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами.
№
п/п
1
2
3
Наименование
обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
Электронные
промышленные
устройства
Конструирования
электронных устройств
Выпускная
квалификационная работа
№ № разделов данной дисциплины, необходимых
для изучения обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
1
2
3
+
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
Наименование раздела дисциплины
Лекции
п/п
Оптическая передача
информации
Средства
обработки
отображения информации
Оптическая голография и ее
использование
1
2
3
и
Практ. Лаб.
зан.
зан.
СРС
Всего
час.
5
12
9
26
52
6
12
8
25
51
6
10
-
25
41
6. Лабораторный практикум
№
п/п
№ раздела
дисциплины
Наименование лабораторных работ
1
1
Исследование волоконно-оптической линии
связи
2
1
Исследование оптрона
3
4
2
2
Исследование оптопары
Исследование оптического модулятора
7. Практические занятия (семинары)
Трудоемкость
(час.)
№
п/п
№ раздела
дисциплины
1
1
Решение задач по расчету оптических
модуляторов.
6
2
2
Решение задач по расчету дефлекторов и
оптических запоминающих устройств
6
3
2
Решение задач по расчету параметров
оптических световодов.
6
4
3
Решение задач по расчету параметров
оптических волноводов
6
5
3
Свойства голограмм
10
Тематика практических занятий (семинаров)
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовая работа: «Разработка светодиодного устройства информации».
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
9.1. Основная литература
1. Васильев Ю.Г., Камышев А.Л. Оптоэлектронные средства передачи,
обработки и отображения информации: Учеб. пособие.-СПб, СЗТУ, 2002. 176 с.
2. Быстров Ю.А. Оптоэлектронные приборы и устройства: Учеб. пособие. –
М.: РадиоСофт, 2001. - 256 с.
9.2. Дополнительная литература
1. Швырков Д.В., Листвин В.Н., Листвин А.В. Оптические волокна для линий
связи. - М.: ВЭЛКОМ, 2003
2. Мирошников М.М Теоретические основы оптико-электронных приборов.
2010: Лань, СПб., 704 c.
3. Быстров Ю.А. Оптоэлектронные приборы и устройства: Учеб. пособие. М.: РадиоСофт, 2001
9.3. Доступ к полнотекстовым базам данных из сети Интранет СПГГУ:
- БД JSTOR полнотекстовая база англоязычных научных журналов
www.jstor.org
- Научная электронная библиотека www.eLibrary.ru (доступ к полным
текстам ряда научных журналов с 2007 по 2009 г. )
9.4. Электронные ресурсы других библиотек:
Национальные отечественныеи зарубежные библиотеки
1. Российская государственная библиотека http://www.rsl.ru
2. Российская национальная библиотека http://www.nlr.ru
3. Всероссийская государственная библиотека иностранной литературы
им. М.И.Рудомино http://www.libfl.ru
4. Библиотека Академии Наук http://www.rasl.ru
5. Библиотека РАН по естественным наукам http://www.benran.ru
6. Государственная публичная научно-техническая библиотека
http://www.gpntb.ru
7. Государственная публичная научно-техническая библиотека Сибирского
отделения РАН http://www.spsl.nsc.ru/
8. Центральная научная библиотека Дальневосточного отделения РАН
http://lib.febras.ru
9. Центральная научная библиотека Уральского отделения РАН
http://www.uran.ru
10. Библиотека Конгресса http://www.loc.gov/index.html
11. Британская национальная библиотека http://www.bl.uk
12. Французская национальная библиотека http://www.bnf.fr
13. Немецкая национальная библиотека http://www.ddb.de
14. Библиотечная сеть учреждений науки и образования RUSLANet
http://www.ruslan.ru:8001/rus/rcls/resources
15. Центральная городская универсальная библиотека им. В.Маяковского
http://www.pl.spb.ru
16. Научная библиотека им. М.Горького Санкт-Петербургского
Государственного университета (СПбГУ) http://www.lib.pu.ru
Фундаментальная библиотека Санкт-Петербургского Государственного
Политехнического университета (СПбГПУ) http://www.unilib.neva.ru/rus/lib/
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной
аудитории, снабженной мультимедийными средствами для презентаций
лекций, видеофайлов практических занятий и демонстрационных
лабораторных работ.
Проведение
лабораторных
занятий
требует
наличия
специализированных учебных стендов по заявленной номенклатуре
лабораторных работ, оснащённых современной контрольно-измерительной
аппаратурой.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с
учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки бакалавра
210100 «Электроника и наноэлектроника».
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Изучение
дисциплины
производится
в
тематической
последовательности. Студенты очной формы обучения работают в
соответствии с временным режимом, установленным учебным рабочим
планом для данных форм обучения. Информация о временном графике работ
сообщается преподавателем на установочной лекции. Преподаватель дает
указания также по организации самостоятельной работы студентов, срокам
сдачи контрольных работ, выполнения лабораторных работ и проведения
тестирования.
Методика и последовательность изучения дисциплины«Оптическая
электроника» соответствуют перечню содержания разделов дисциплины.
Материал каждой темы насыщен математическими
соотношениями,
физическая интерпретация которых зачастую достаточно сложна, поэтому
изучение материала требует серьезной, вдумчивой работы.
Изучать дисциплину рекомендуется по темам, предварительно
ознакомившись с содержанием каждой из них по программе учебной
дисциплины. При первом чтении следует стремиться к получению общего
представления об изучаемых вопросах, а также отметить трудные и неясные
моменты. При повторном изучении темы необходимо освоить все
теоретические положения, математические зависимости и выводы.
Рекомендуется вникать в сущность того или иного вопроса, но не пытаться
запомнить отдельные факты и явления. Изучение любого вопроса на уровне
сущности, а не на уровне отдельных явлений, способствует наиболее
глубокому и прочному усвоению материала. Для более эффективного
запоминания и усвоения изучаемого материала, полезно иметь рабочую
тетрадь (можно использовать лекционный конспект) и заносить в нее
формулировки законов и основных понятий, новые незнакомые термины и
названия, формулы, уравнения, математические зависимости и их выводы.
Целесообразно систематизировать изучаемый материал, проводить
обобщения разнообразных фактов, сводить их в таблицы. Подобная методика
облегчает запоминание и уменьшает объем конспектируемого материала. До
тех пор пока тот или иной раздел не усвоен, переходить к изучению новых
разделов не следует. Краткий конспект курса будет полезен при повторении
материала в период подготовки к экзамену.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Рабочая программа предусматривает возможность обучения в рамках
поточно-групповой системы обучения. Для текущего контроля успеваемости
используется устный опрос.
Разработчики:
Каф. ЭС
(место работы)
профессор
(занимаемая должность)
Лиференко В.Д.
(инициалы, фамилия)
Каф. ЭС
(место работы)
доцент
(занимаемая должность)
Камышев А.Л.
(инициалы, фамилия)