Última actualización: 16/06/2021


Curso Académico: 2022/2023

Fotónica
(15388)
Titulación: Doble Grado Ciencia e Ingeniería de Datos - Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación (371)


Coordinador/a: LAMELA RIVERA, HORACIO

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Tecnología Electrónica

Tipo: Obligatoria
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Requisitos (Asignaturas o materias cuyo conocimiento se presupone)
Se recomienda haber superado las asignaturas de Física, 1er Curso (1er Cuatrimestre), Componentes y Circuitos Electrónicos, 2º Curso (1er Cuatrimestre) y Campos Electromagnéticos 2º Curso (2º Cuatrimestre).
Objetivos
- Capacidad para comprender los conceptos básicos de óptica ondulatoria, óptica electromagnética, difracción y análisis espectral necesarios para analizar el funcionamiento de dispositivos fotónicos estudiados a lo largo de la asignatura. - Capacidad para comprender los conceptos básicos necesarios para el estudio y análisis de los dispositivos fotónicos emisores de luz y detectores de luz. Esto implica el conocimiento de sus características de modulación, ancho de banda para los emisores ópticos y de la velocidad de respuesta para los detectores. - Se estudiarán también de forma detallada las características de los dispositivos fotónicos ultrarrápidos e integrados para su aplicación en comunicaciones ópticas y en procesado de señal. - Capacidad de trabajar en equipo de forma cooperativa, sabiendo adaptar los requisitos y condiciones de trabajo del subsistema desarrollado por los alumnos para que funcione adecuadamente dentro de un sistema global fotónico. Este aspecto se llevará a cabo mediante el desarrollo de ejemplos y casos prácticos. Para la realización de ejercicios prácticos, se realizarán utilizando LTSpice, herramienta de simulación de circuitos electrónicos, utilizado para impartir el contenido de las prácticas de Fotónica.
Competencias y resultados del aprendizaje
Descripción de contenidos: Programa
- Conceptos de óptica ondulatoria, óptica electromagnética y óptica de Fourier para procesado de señal. Conceptos básicos de óptica geométrica, óptica ondulatoria y polarización de la luz Interferencia, sistemas interferenciales. Dispositivos interferenciales y filtros ópticos. Difracción y óptica de Fourier. Fibras ópticas. Tipos de fibras ópticas. Características de transmisión: Atenuación y ancho de banda. - Conceptos de Láseres y óptica electrónica. Emisión y detección de radiación luminosa. Amplificadores y resonadores ópticos. Amplificadores de estado sólido. Emisores LASER y características. Fuentes emisoras de luz en semiconductores. Amplificadores ópticos SOA´s, Diodos LED y diodos láser. Características espaciales, espectrales, de modulación y ancho de banda. Detectores de luz basados en uniones PN: Fotodiodos PIN y APD. Circutios Electrónicos asociados a Emisores de Luz: Diodos Láser y LEDs y Detectores de Luz: Fotodiodos PIN y APDs. Detectores de luz en semiconductores. Fotodiodos PIN y APD. Características espectrales, de velocidad y ancho de banda. - Conceptos de dispositivos fotónicos ultrarrápidos e integrados para su aplicación en comunicaciones y procesado de señal. Técnicas de generación de pulsos láser ultracortos: técnicas de conmutación de ganancia y técnicas de bloqueo de modos (mode locking). Dispositivos moduladores de luz para conmutación ultrarrápida e integrados. Dispositivos láser de emisión vertical (VCSEL) y arrays de emisores láser. Smart pixels arrays. Dispositivos de óptica integrada para filtrado y procesado de señal. Conexionado óptico y holográfico. Computación óptica Analógica y Digital. Multiplicadores matriz vector. Redes neuronales ópticas y optoelectrónicas.
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
- La metodología docente incluirá: Clases magistrales en las que se presentaran los conceptos fundamentales de la asignatura. Los alumnos dispondrán del material utilizado en el aula, y se indicará un texto de referencia para el curso. Clases prácticas, en las que se motivará a los alumnos a resolver ejercicios de tipo práctico. Estos permitirán al alumno evaluar su nivel de comprensión de los conceptos del curso. Prácticas de Laboratorio, en las que el alumno estudiará en el laboratorio el funcionamiento de dispositivos emisores de luz: LED y diodos láser, y detectores de luz: PIN y APD. Posteriormente, el alumno estudiará sus características de velocidad y ancho de banda. Estas prácticas se realizarán usando el simulador de circuitos LTSpice, donde los alumnos desarrollarán modelos equivalentes de diodos láser, para comprender mejor su funcionamiento mediante un circuito equivalente en gran señal de un Láser Semiconductor y para que analicen los fenómenos de absorción, generación espontánea y generación estimulada de un diodo láser. Y un circuito equivalente en pequeña señal de un Láser Semiconductor para que analicen la respuesta en frecuencia de un diodo láser, analizando la frecuencia máxima de modulación. Finalmente, estudiará en el laboratorio prácticas de sistemas de interferometría láser, difracción y de óptica de Fourier para conocer sus características de emisisón y radiación espacial, así como sus características espectrales para su ultilización en comunicaciones ópticas y procesado de señal óptico.
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 60
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 40
Calendario de Evaluación Continua
Bibliografía básica
  • E. HECHT, A. ZAJAC. . Optica. Addisin Wesley Iberoaméricanac. 1974
  • J.C.A. CHAIMOWICZ. Optoelectronics: An Introduction. Butterworth-Heinemann. 1989
  • SALEM B.E.A. and M.C. TEICH. Fundamentas of Photonics. John Wiley and Sons Inc.. 1991
  • T. P. PEARSALL. Photonics Essentials. McGraw-Hill. 2003
Bibliografía complementaria
  • A. YARIV. Optical Electronics. Saunders College Publishing. 1991
  • H. LAMELA. Circuitos Electronicos en Tecnología Láser. Fondo Social Europeo (Curso 12). 1995
  • J.M. ALBELLA MARTIN, J.M. MARTINEZ-DUART, J.J. JIMENEZ LIDON. Optoelectrónica y Comunicación Optica. CSIC Nuevas Tendencias. 1988
  • J.T. VERDEYEN. Laser Electronics. Prentice Hall International Editions. 1989

El programa de la asignatura podría sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.