DE0842 Metafotonika telekomunikācijās

Kods DE0842
Nosaukums Metafotonika telekomunikācijās
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles; Brīvās izvēles
Līmenis un tips Augstākā līmeņa, Akadēmiskais
Tematiskā joma Elektronika un telekomunikācijas
Struktūrvienība Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte
Mācībspēks Aleksandr Shalin, Vjačeslavs Bobrovs
Kredītpunkti 6.0
Daļas 1
Anotācija Metafotonika ir jauna daudznozaru joma, kas nodarbojas ar gaismas manipulācijām mākslīgi izstrādātos metamateriālos, izmantojot gan elektrisko, gan magnētisko mijiedarbību. Metafotonika piedāvā bezprecedenta kontroli gan lineārām, gan nelineārām optiskām parādībām mikro un nano mēroga dažādiem pielietojumiem, sākot no optiskās pārslēgšanas līdz metamateriāliem ar negatīviem un gandrīz nulles laušanas koeficienta rādītājiem, līdz bioattēlam un maskēšanai. Šajā jomā izstrādātās metodes un pieejas tiek pielietotas inovatīvās sakaru tehnoloģijās. Šādu pielietojumu īstenošanai nepieciešama nanoinženierija, kuras pamatā ir mākslīgo nesēju fizika ar elektromagnētiskām īpašībām redzamā un infrasarkanā viļņa garuma diapazonā, kas ir paredzēti, lai pārsniegtu dabā sastopamā materiāla īpašības. Studiju kursa ietvaros studenti iegūs zināšanas par daudzpolu izplešanos, rezonanses metafotoniku, metamateriālu optiskajām īpašībām, uz to bāzes jaunu ierīču izstrādi, kā arī pielietojumiem sakaru sistēmās..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Ievads metafotonikā. Metafotonikas virzieni. 4 6 0 0
Zema zuduma un augsta koeficienta materiāli telekomunikāciju diapazonā. Pilnīgi dielektriskā fotonika. 6 8 0 0
Dielektriskās rezonanses metafotonika. Nanoantenas telekomunikācijās. Fano un Mie rezonanses. Saistītie stāvokļi kontinuumā (BIC). 6 8 0 0
Vairāku polu izplešanās izkliedes problēmā. Kerkera efekts. Izkliedēšana uz priekšu/atpakaļ. Anapolu režīms. 6 8 0 0
Toroidālā metafotonika un metaierīces. Toroidāls avots. Teorija un praktiskā ieviešana datu pārraides iekārtās. 6 10 0 0
Hibrīdas metafotoniskās ierīces. Metamateriāli. Negatīvs laušanas koeficients. Metamateriālu optiskās īpašības. 6 10 0 0
Divdimensiju materiāli. Grafēns. Metavirsmas. 6 10 0 0
Topoloģiskā metafotonika: jauna platforma optisko sakaru shēmu izstrādei, bez traucējumiem. 8 12 0 0
Nelineārā metafotonika. Mikrorezonatoru bāzes Kerra frekvenču ķemmes ģenerēšana telekomunikācijās. Otrās (SHG) un trešās (THG) harmonikas ģenerēšana dielektriskajās nanoantenās un metavirsmās. 8 12 0 0
Ierīču un metafotonikas aktuālo sasniegumu perspektīvas praktiskajā pielietošanā. 8 12 0 0
Kopā: 64 96 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs
Studiju kursa mērķis ir sniegt zināšanas par nanofotoniku un metamateriāliem, un to pielietojumiem telekomunikācijās. Studiju kursa uzdevumi: * sniegt pamatzināšanas un pieredzi par nanofotoniku un metamateriāliem; * iemācīt izstrādāt un pielietot vienkāršus metafotoniskus risinājumus sakaru tehnoloģijās; * nodrošināt studentiem priekšstatu modelēšanas datorklasē par faktisko metafotonikas realizāciju telekomunikācijās; * attīstīt prasmes novērtēt eksistējošo telekomunikāciju infrastruktūru tālākai modernizācijai, pielietojot inovatīvas sakaru tehnoloģijas.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana
Spēj kompetenti orientēties metafotonikas virzienā, pārzina metamateriālus ar negatīvu laušanas koeficientu un to pielietojumu telekomunikācijās. - Kontroldarbs.
Spēj izveidot vienkāršus metafotonisko elementu modelēšanas shēmas un novērtēt to lineārās un nelineārās īpašības. - Praktiskie darbi. Eksāmens.
Spēj izveidot hibrīdas metafotoniskas ierīces modelēšanas vidē, pielietojot divdimensiju materiālus. - Praktiskie darbi. Eksāmens.
Spēj modelēt jauna tipa optisko sakaru sistēmu, pielietojot dažāda veida mikrorezonatorus, ģenerējot Kerra frekvenču ķemmes dielektriskajās nanoantenās un metavirsmās. - Praktiskie darbi. Eksāmens.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Kontroldarbs - 30%
Praktiskie darbi - 40%
Eksāmens - 30%
 
Priekšzināšanas Elektrodinamika, viļņu optika, nelineārā optika, matemātiskā analīze, šķiedru optika.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi Pārbaudījumi (brīvai izvēlei)
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs Ieskaite Eksāmens Darbs
1 6.0 32.0 32.0 0.0 * *

Pieteikties uz šo kursu

[Kursa apraksts PDF formātā]