Amplificazione ottica e sensoristica
Codice: | 143II | Crediti: | 9 | Semestre: | 1 | Sigla: | AOS | |
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Settore disciplinare: | ING-INF/03 - Telecomunicazioni |
Docenti
Fabrizio Di Pasquale
Claudio Oton
Ultima versione disponibile: programma da confermare per l’a.a. 2012/2013
Obiettivi di apprendimento
Il presente corso, articolato in due parti, dopo una introduzione ai concetti fondamentali sui componenti ottici più comuni, si concentrerà sulle tecnologie di amplificazione ottica e sensoristica in fibra più diffuse.
Il corso fornirà anche un modulo di laboratorio, con un approccio hands-on, in cui lo studente apprenderà come utilizzare in pratica i dispositivi in fibra ottica, e come effettuare misure ed esperimenti con componenti ed amplificatori ottici.
L’amplificazione ottica è stata una delle tecnologie abilitanti più importanti degli ultimi anni nelle comunicazioni, che ha consentito l’aumento straordinario delle capacità e delle distanze trasmissive alla base dell’odierno sviluppo di Internet e dei servizi basati su rete. Negli ultimi anni, un nuovo settore sta emergendo, quello dei sensori in fibra ottica, in cui i componenti ottici ed in fibra ottica sono utilizzati per il rilevamento di molti parametri fisici, chimici ed ambientali, trovando innumerevoli applicazioni in un’ampia gamma di settori, dall’ingegneria elettrica, elettronica e nucleare, all’ingegneria civile fino al settore dell’energia.
Programma
Amplificatori ottici e sensori in fibra ottica
- Le sorgenti luminose per le comunicazioni ottiche: equazioni di rate nei semiconduttori ed il diodo ad emissione luminosa (LED), il meccanismo di retroazione ottica ed il laser, laser a semiconduttore, laser a singolo modo e multi-modali
- Fotodiodi: fotodiodi pin e fotodiodi a valanga
- Componenti passivi: fibra ottica, accoppiatore ottico, interferometro Mach-Zehnder, tecnologie di filtri ottici, filtri ottici sintonizzabili, multiplatore e de-multiplatore ottico
- Dispositivi non reciproci: isolatore e circolatore ottico
- Basi di amplificazione ottica: emissione stimolata ed amplificazione ottica, caratteristiche fondamentali degli amplificatori ottici, guadagno, cifra di rumore, potenza di saturazione
- Amplificatori ottici discreti e distribuiti: amplificatori Raman e amplificatori in fibra drogata all’Erbio (EDFA), amplificatori ottici a semiconduttore (SOA), processi parametrici ed amplificatori parametrici
- Sensori in fibra ottica: introduzione alla sensoristica in fibra ottica, sensori distribuiti basati su effetto Raman e Brillouin, sensori basati su reticoli di Bragg in fibra
Laboratorio di amplificazione ottica e componenti
- Utilizzare un power-meter ottico, utilizzare i fotodiodi pin ed i fotodiodi a valanga
- Misura di parametri indipendenti dalla lunghezza d’onda su componenti ottici passivi.
- Utilizzare l’analizzatore di spettro ottico nelle misure di componenti ottici
- Caratterizzare un laser
- Misura di guadagno e saturazione su amplificatori ottici
- La cifra di rumore degli amplificatori ottici: fondamenti della misura
- Caratterizzare un EDFA
- Caratterizzare la larghezza di riga: rilevazione ottica omodina ed eterodina
- Misure dinamiche su oscilloscopio e misure di spettro elettrico
Ore lezione: | 36 | | Ore laboratorio: | 36 | | |