Propagazione ed ottica applicata
Codice: | 156II | Crediti: | 9 | Semestre: | 2 | Sigla: | POA | |
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Settore disciplinare: | ING-INF/03 - Telecomunicazioni |
Docente
Ernesto Ciaramella
Tel. +39 050 5492156Obiettivi di apprendimento
Il presente corso, articolato in tre moduli, fornirà i fondamenti di campi elettromagnetici , ed esaminerà in
dettaglio le implicazioni nell'ambito dell'ottica applicata e della propagazione guidata, in fibra o in guida
dielettrica, così come nell'ambito della di propagazione wireless.
Più in dettaglio, il modulo di insegnamento sui fondamenti di campi elettromagnetici e propagazione offrirà
allo studente un'introduzione iniziale ai concetti fondamentali connessi alla teoria dei campi
elettromagnetici e sarà quindi incentrato sulla teoria delle linee di trasmissione, la propagazione delle
guide d'onda dielettriche, gli amplificatori ed i laser in fibra o in guida d'onda. Una parte non trascurabile
sarà dedicata al design di specifiche componenti ottiche in fibra ed in guida, fornendo elementi di analisi e
la logica sottostante al comportamento dei dispositivi ottici in modo tale da rendere lo studente capace di
applicare indipendentemente i concetti fondamentali al design di dispositivi reali di interesse pratico;
verranno inoltre descritti metodi numerici per l'analisi modale, basati sugli elementi finiti, così come
strumenti di modellazione statica e dinamica di amplificatori ottici in fibra ed in guida.
Il modulo di insegnamento sui fondamenti di ottica applicata fornirà i concetti e le nozioni basilari sulle
onde luminose, la loro natura, la loro descrizione e le loro caratteristiche fisiche, ed illustrerà inoltre i
principali settori di applicazione dell'ottica.
Il modulo di insegnamento sulle reti di comunicazione wireless approfondirà in particolare gli aspetti legati
alla trasmissione wireless, e tratterà i fondamenti, le tecnologie utilizzate ed i protocolli esistenti nelle
comunicazioni su reti wireless.
English Description
This course, which is organised in three modules, will provide the basics of electromagnetic fields and will
deal specifically with the implications in the fields of applied optics and guided transmission, both through
optical fibers or dielectric waveguides, as well as the implications in the domain of wireless transmission.
More in detail, the course module on fundamentals of electromagnetic field and propagation will offer
students an introduction to the fundamental concepts related to electromagnetic theory and will then be
specifically focused on transmission line theory, propagation in dielectric optical waveguides, fiber and
waveguide amplifiers and lasers. A considerable effort will be devoted to the design of specific fiber and
waveguide based optical components, providing the analysis and logic behind this design in such a way
that the student can understand and learn how to apply the fundamental concepts in order to reach
practically useful results. Numerical tools based on the Finite Element Method for modal analysis will be
described, as well as static and dynamic fiber/waveguide amplifier modelling tools.
The course module on fundamentals of applied optics will provide basic information about the nature of
lightwave, its physical descriptions and the current applications of optics science.
The course module on wireless communication networks will provide an overview of wireless network
transmission, technologies and protocols
Programma
Campi elettromagnetici e propagazione
- Equazioni di Maxwell
- Linee di trasmissione
- Propagazione e riflessione di onde piane
- Guide d'onda dielettriche rettangolari
- Guide d'onda cilindriche: le fibre ottiche
- Il metodo agli elementi finiti per l'analisi modale e la propagazione in guida d'onda
- Amplificatori ottici e laser in fibra ottica
- Amplificatori ottici e laser integrati in guida d'onda
Fondamenti di ottica applicata
- Ottica geometrica e l'ottica dei raggi luminosi
- Ottica matriciale
- Equazioni di Maxwell in ottica
- Il fenomeno della polarizzazione
- Interferenza e diffrazione
- Ottica quantistica
- I laser e le loro applicazioni
Comunicazioni wireless
- Introduzione alla trasmissione wireless
- Nozioni fondamentali sulle reti wireless
Modalità di esame
L'esame consiste in una prova orale e di una
possibile discussione di un semplice progetto assegnato allo studente.