Fotónica

Objectivos

Pretende-se abordar os princípios fundamentais da óptica relevantes para aplicações em Fotónica, nomeadamente aqueles que dizem respeito à detecção de luz, telecomunicações, processamento de sinal óptico e dispositivos ópticos. Em aulas de laboratório pretende-se verificar experimentalmente princípios relevantes da òptica, e medir constantes ópticas dos materiais, com o envolvimento do aluno no planeamento da actividade experimental e o manuseamento de instrumentação óptica.

Caracterização geral

Código

10940

Créditos

3.0

Professor responsável

Paulo António Martins Ferreira Ribeiro

Horas

Semanais - 3

Totais - 45

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Não existem precedências obrigatórias, noentanto a disciplina pressupões o seguinte:

  •  Conhecimentos de Mecânica Clássica
  • Conhecimentos de Eletromagnetismo
  • Conhecimentos de Matemática:
    • Trigonometria
    • Diferenciação e Integração
    •  Equações diferenciais
    •  Álgebra de Complexos

Bibliografia

•Photonics: Optical Electronics in Modern Communications; Amnon Yariv, Pochi Yeh; six edition; Oxford University press; 2007
 
•Optics and Photonics An Introduction; F. Graham Smith and Terry A. King, John Wiley & Sons, Ltd;2000
 
•Fundamental of Photonics; BEA Saleh, M.C. Teich; John Wiley & Sons, Inc.;1991
 
•Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light; Max Born and Emil Wolf, Cambrige;7ª Ed,1999
 
•Notas de Aulas, Paulo Ribeiro 2012
 
•Enunciados de Atividades Experimentais, paulo Ribeiro, 2012
 
 

Método de ensino

Métodos de ensino

A disciplina de Fotónica comtempla aulas presenciais de apresentação e exposição de matéria e aulas de atividades experimentais em laboratório. É adotada uma metodologia de ensino centrada na atividade contínua do aluno, nomeadamente através da realização de lições online e atividades experimentais e participação na apresentação dos temas programáticos e resolução de questões. As apresentações são apoiadas por vídeo projeção e demonstrações e simulações sendo sempre enfatizada a componente tecnológica e aplicações. O processo de ensino-aprendizagem apoia-se em plataforma de E-Learning onde são colocadas todas as informações da disciplina, as unidades de aprendizagem, enunciados de atividades experimentais lições no âmbito das unidades de aprendizagem e questionários, vídeos, informações sobre conferências relevantes na área Fotónica, catálogos de fabricantes de componentes e dispositivos para Fotónica e artigos científicos.

Método de avaliação

Elementos de Avaliação  

•Atividades Online: questionários e lições (AO)
 
•Atividades Experimentais: 4  a 5 atividades experimentais com preparação e elaboração de relatórios a serem classificados (AE)

•Teste final com consulta (T)

 
•Exame final com consulta (E)
 
•Frequência: obtenção de frequência e acesso a exame final, mediante a realização de todas as atividades online e experimentais.
 
 

Classificações 

  • N Actividades Online: AO==1/N∑AOi
  • N Actividades Experimentais: AE=1/N∑AEi
  • Teste final com consulta: T
  • Exame final com consulta: E
  • Classificação Final:
  •  

CF=0,15xAO+0,45xAE+0,4x(T ou E) 

 Escalas e Arredondamentos

  • Todas as classificações serão dadas na escala de 0 a 20 valores as classificações das componentes são arredondadas até às décimas e a classificação final às unidades.

Conteúdo

Fotónica

1. Introdução: Fotónica, Optoeletrónica, Biofotónica, e Nanofotónica. Aplicações e estado da arte da investigação no campo da Fotónica.
 
 
 2. Produção e Deteção de Luz: Introdução; IGNOREes de luz, detetores térmicos, detectores quânticos, detecão de imagem, resposta espectral, ruído e sensibilidade e tempo de resposta.
 
 
3. Materiais para Fotónica: Equações da propagação da luz num meio, propriedades ópticas dos materiais- inorgânicos e orgâncos para aplicação em Fotónica.
 
 
4. Óptica de Cristais: Introdução; propagação em cristais  anisótropicos uniaxiais e biaxiais (quartzo, niobato de lítio, calcite, KDP e KTP e cristais orgânicos); birrefringência; a superfície normal; classificação dos meios; o elipsoide dos índices; atividade óptica.
 
 
5. Modulação comutação de Luz: Introdução; efeito eletróptico linear e quadrático; modulador eletróptico, modulação de fase e amplitude, efeito fotorefrativo, efeito de Faraday; efeito acusto-óptico; conjugação de fase; medição de propriedades eletrópticas; aplicações.
 
 
 
6. Fibras Ópticas e Amplificadores Ópticos: Introdução, modos de propagação, atenuação, distorção. Princípios de amplificação de Luz, emissão espontânea e estimulada, amplificadores de fibra dopada com terras raras, amplificadores de Raman, amplificadores de semicondutor.
 
7. Componentes e Instrumentação Óptica: Introdução; espelhos lentes e prismas, polarizadores, placas retardadoras, filtros espaciais, expansores, separadores de feixe, óptica de desvio de feixe, stops, filtros ópticos, redes de difração, montagens e bancadas ópticas, refletometria, Polarimetria e Elipsometria,  Interferómetros e interferometria espetrómetros.


Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: