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Optoelettronica

Corso Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni
Curriculum Curriculum unico
Orientamento Tecnologie per le comunicazioni ottiche e wireless
Anno Accademico 2022/2023
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/01
Anno Primo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Erogazione 1000299 Optoelettronica in Ingegneria informatica, elettronica e delle telecomunicazioni L-8 RAO SANDRO
Docente Sandro RAO
Obiettivi Il corso si propone di fornire gli elementi essenziali alla comprensione dei fenomeni fisici e delle tecnologie che sono alla base dei moderni sistemi di comunicazione su fibra ottica. Verranno inoltre fornite le nozioni fondamentali per la progettazione dei principali dispositivi e componenti optoelettronici moderni.
Tramite esperienze di laboratorio verranno illustrati i principi fisici alla base dell'interazione luce-semiconduttore utilizzati nella progettazione dei dispositivi fotonici impiegati nelle attuali reti di telecomunicazione.
L’utilizzo di software specifici per la progettazione di collegamenti ottici punto-punto ed il dimensionamento di reti ottiche complesse costituisce una parte integrante delle attività di laboratorio.

Conoscenza e comprensione: a seguito del superamento dell’esame lo studente conosce i principi fondamentali di funzionamento dei sistemi di comunicazione basiti sull’utilizzo delle fibre ottiche.

Capacità di applicare conoscenze: a seguito del superamento dell’esame lo studente è in grado di analizzare e progettare link ottici che soddisfano determinate specifiche (banda passante, perdite e dispersioni, costi ecc…).

Autonomia di giudizio: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche, analitiche e progettuali a risposta libera ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza e la correttezza delle risposte fornite.

Abilità comunicative: lo studente è in grado di illustrare le motivazioni teoriche e pratiche che sono alla base della progettazione di un link che fa uso delle fibre ottiche come canale della comunicazione.

Capacità di apprendimento: lo studente è in grado di apprendere in autonomia ulteriori metodologie per la progettazione di sistemi circuitali più complessi basati sulla fibra ottica come canale della comunicazione.

Modalità di accertamento e valutazione:
Gli esami di accertamento e di valutazione consistono:
- in una prova scritta, volta ad accertare la capacità di progettare un semplice link in fibra ottica secondo determinate specifiche (banda passante, perdite e dispersioni, costi ecc…), voto massimo 30/30;
- in una prova orale, volta ad accertare oltre alla comprensione dei metodi teorici per la progettazione di un link ottico punto-punto anche il principio di funzionamento dei principali blocchi che sono alla base di un sistema di comunicazione basato sulle fibre ottiche (trasmettitori, fibre ottiche e ricevitori), voto massimo 30/30.

Il voto finale è la media aritmetica dei voti conseguiti nelle due prove.

Ai fini del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano ad un livello sufficiente, sia per la parte scritta che per quella orale.
E’ attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente è in grado di svolgere correttamente la parte scritta ma possiede competenze sufficienti nella parte teorica.
E’ attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente è in grado di svolgere correttamente la parte scritta e dimostra buone competenze nella parte teorica.
Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti sia nella parte scritta che in quella teorica/pratica può essere attribuita la lode.
Programma Reti Ottiche (2 CFU): generalità, il sistema di comunicazione basato su fibre ottiche. Portanti ottiche per la trasmissione delle informazioni, tecniche di codifica. Guide dielettriche e fibre ottiche.
Propagazione della luce nelle fibre ottiche. Tipologie di fibre ottiche. Meccanismi che determinano le perdite di propagazione.
Larghezza di banda del collegamento in fibra ottica. Dispersione cromatica e modale. Altre limitazioni di larghezza di banda. Tecnologia di fabbricazione delle fibre ottiche: cenni.

Sorgenti ottiche (1 CFU): generalità. Sorgenti ottiche. La ricombinazione radiativa nei semiconduttori, diodi ad emissione di luce (LED). Dispositivi a cavità risonante, LASER a semiconduttore.

Dispositivi optoelettronici integrati (2 CFU): materiali per l’optoelettronica (InP, GaAs, Si). Guide d’onda per interconnessioni nei PICs (Photonic Integrated Circuits). Giunzioni a Y, modulatori di ampiezza e fase, modulatori elettro-ottici. Dispositivi rivelatori di luce. Polarizzazione dei fotodiodi.

Laboratorio di optoelettronica (1 CFU): Progettazione di link ottici: dimensionamento del collegamento. Analisi del Power Budget, stima del Bit Error Rate. Eye Diagram. Stima delle perdite in un collegamento ottico. Progettazione e realizzazione di circuiti di amplificazione della fotocorrente di un fotodiodo.
Testi docente L.D. Green, Fiber Optic Communications, CRC Press
S.M. Sze, Fisica dei dispositivi a semiconduttore, Hoepli
Kumar, Deen, Fiber Optic Communications, Wiley
Cutolo, Optoelettronica e fotonica, Aracne 2014
Pirovano, Compagnoni, Dispositivi optoelettronici integrati, Esculapio, 2007
Appunti delle lezioni
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento
Nessun avviso pubblicato
Nessuna lezione pubblicata
Codice insegnamento online non pubblicato

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