Οπτοηλεκτρονική και Οπτικές Επικοινωνίες

Γενικά

  • Κωδικός Μαθήματος: 1672
  • Εξάμηνο: 6ο
  • Τύπος Μαθήματος: Επιστημονικής Περιοχής - Ανάπτυξης Δεξιοτήτων (ΕΠ-ΑΔ)
  • Είδος Μαθήματος: Επιλογής (ΕΠ)
  • Γνωστική Περιοχή: Επικοινωνίες και Δίκτυα (ΕΔ)
  • Διδασκαλία Θεωρίας: 2 ώρες/εβδομάδα
  • Διδασκαλία Εργαστηρίου: 2 ώρες/εβδομάδα
  • Πιστωτικές μονάδες ECTS: 6
  • Γλώσσα διδασκαλίας και Εξετάσεων: Ελληνικά
  • Το μάθημα προσφέρεται σε φοιτητές Erasmus
  • Προτεινόμενα προαπαιτούμενα μαθήματα: (1104) Ηλεκτρονική Φυσική, (1101) Μαθηματικά Ι, (1201) Μαθηματικά ΙΙ

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Σκοπός του μαθήματος είναι να εισάγει τον φοιτητή στις βασικές έννοιες των οπτοηλεκτρονικών διδατάξεων, τη δομή τους, τις αρχές που διέπουν τις βασικές αρχές λειτουργία τους, το πεδίο εφαρμογών τους, τις σύγχρονες τεχνολογικές εξελίξεις και τάσεις. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

  • Να αναλύει τη δομή συγχρονων οπτοηλετρονικών διατάξεων, καθως και την αρχιτεκτονική συστημάτων που εδράζονται στη χρήση οπτοηλεκτρονικών διατάξεων.
  • Να περιγράφει τις βασικές αρχές λειτουργίας διατάξεων όπως δίοδοι ημιαγωγικών διεπαφών, τρανζιστορς, δίοδοι εκπομπής φωτός (LED), φωτοανιχνευτές, LASERs, οπτικοί διαμορφωτές και ενισχυτές, οπτικές ίνες, στοιχεία του ινο-οπτικού δικτύου.
  • Να αναπτύσσει βασικά συστήματα οπτοηλεκτρονικών διατάξεων προσδιορίζοντας τα στοιχεία εκείνα που απαιτούνται για την πραγματοποίησή τους.
  • Να κατανοεί τους φυσικούς νόμους που διέπουν τη λειτουργία των παραπάνω οπτοηλεκτρονικών διατάξεων
  • Να υπολογίζει και να αξιολογεί τους ποσοτικούς και ποιοτικούς δείκτες λειτουργίας των οπτοηλεκτρονικών διατάξεων και συστημάτων
  • Να συγκρίνει στηριζόμενος σε πρώτες αρχές τις επιδοσεις λειτουργίας οπτοηλεκτρονικών στοιχείων, ώστε να ειναι σε θέση να επιλέγει τις βέλτιστες διατάξεις για συγκεκριμένες τεχνολογικές εφαρμογές
  • Να αναγνωρίζει τη διεθνή ορολογία και βιβλιογραφία, να εξετάζει τις σχετικές προδιαγραφές και να είναι σε θέση να συντάσει σχετικές τεχνικές μελέτες.
Γενικές Ικανότητες
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Λήψη αποφάσεων
  • Αυτόνομη εργασία
  • Ομαδική εργασία
  • Εργασία σε διεθνές περιβάλλον
  • Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Περιεχόμενο Μαθήματος

Εισαγωγή – Τεχνολογίες κατασκευής σύγχρονων ημιαγωγικών διατάξεων
• Ηλεκτρονικές ιδιότητες υλικών, θεωρία ζωνών στα στερεά υλικά, μέταλλα-μονωτές-ημιαγωγοί,
θεωρία επαφών ημιαγωγών
• Οπτικές ιδιότητες ημιαγωγών-Αλληλεπίδραση φωτός με ημιαγωγούς
• Σύγχρονες οπτοηλεκτρονικές διατάξεις ανίχνευσης φωτός
• Θόρυβος στους ανιχνευτές φωτός
• Δίοδος εκπομπής φωτός (LED)
• LASER, Oπτικοί διαμορφωτές και οπτικοί ενισχυτές
• Κυματοδηγοί οπτικών ινών, οπτικά συστήματα επικοινωνιών, οπτικοί πομποί, δέκτες, οπτικά φίλτρα και οπτικοί ενισχυτές, πολυπλεξία μηκών κύματος. Αισθητήρες οπτικών ινών.

Διδακτικές και Μαθησιακές Μέθοδοι - Αξιολόγηση

Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο θεωρητική διδασκαλία (παράδοση, συζήτηση, επίλυση προβλημάτων).
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
  • Χρήση λογισμικού παρουσιάσεων διαφανειών.
  • Χρήση ηλεκτρονικής πλατφόρμας μάθησης (moodle).
  • Ηλεκτρονική επικοινωνία με τους φοιτητές/τριες.
Οργάνωση Διδασκαλίας
Δραστηριότητα Φόρτος εργασίας εξαμήνου
Διαλέξεις26
Εργαστηριακές ασκήσεις26
Ατομική Μελέτη και ανάλυση βιβλιογραφίας90
Προετοιμασία για τις εργαστηριακές ασκήσεις38
Σύνολο 180
Αξιολόγηση φοιτητών

Ι. Τελική Γραπτή Εξέταση (ΓΕ) (70%) που περιλαμβάνει:
- Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης
- Δοκιμασίες πολλαπλής επιλογής
- Επίλυση προβλημάτων

ΙΙ. Αξιολόγηση εργαστηριακών ασκήσεων (ΕΑ) (30%)
Για την απονομή των πιστωτικών μονάδων, ο συνολικός βαθμός του μαθήματος (ΓΕ*0,7 + ΕΑ*0,3) πρέπει να είναι τουλάχιστον πέντε (5). Επιπλέον, ο ανεξάρτητος βαθμός σε κάθε μια από τις μεθόδους αξιολόγησης Ι και II πρέπει να είναι τουλάχιστον τέσσερα (4).

Τα κριτήρια αξιολόγησης είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές στην ηλεκτρονική σελίδα του μαθήματος

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Συγγράμματα μέσω του συστήματος "Εύδοξος"
  1. John Wilson, John Hawkes, "ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ: μια εισαγωγή", Διαθέτης (Εκδότης): ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ, 2007, ISBN: 978-960-254-669-7, Κωδ. Εύδοξου: 20206
  2. Singh Jasprit, "Οπτοηλεκτρονική", Νέα Βελτιωμένη, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., 2015, ISBN: 978-960-418-545-0, Κωδ. Εύδοξου: 50655998
Συμπληρωματική ελληνόγλωσση βιβλιογραφία
  1. M. Young, "Οπτική και Laser", Έκδ. 1η/2008 ISBN: 978-960-254-675-8
  2. Εκδότης: ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ