Модуль Фотоники

Рассматриваемые в курсе материалы посвящены актуальным и повсеместным приложениям прикладного раздела современной фотоники – лазерных технологий обработки материалов. Все задания в курсе основаны на реальных технологических, конструкционных и исследовательских задачах. В курсе используются видеолекции с опросами, расчетные задания и виртуальные лаборатории.

Обучающиеся ознакомятся с основной номенклатурой устройств лазерной техники и лазерных технологических установок, с условиями и методами их эксплуатации, с особенностями лазерных технологических; научатся оценивать значения основных параметров для решения конкретных технологических задач и эффективность инновационных исследований, проектов, технологических процессов и эксплуатации новой лазерной техники.

Пререквизиты: Освоенные курсы: Математика (3 - свободное владение предметом), Физика (3 - свободное владение предметом), Коммуникации и командообразование (2 - воспроизведение основных понятий)

Форма контроля: зачет

Преподаватели:

Вейко Вадим Павлович

Лектор. Профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственных премий СССР и РФ.

Синев Дмитрий Андреевич

Модератор курса. Кандидат технических наук, ассистент факультета лазерной фотоники и оптоэлектроники

В рамках курса «Световые системы» обучающиеся ознакомятся с базовыми понятиями визуального восприятия информации, основами колориметрии, оптическими природными явлениями и иллюзиями. В ходе изучения дисциплины рассматриваются базовые законы геометрической оптики, фотометрии и светотехники, а также основные параметры и характеристики современных световых систем. Практические задания предусматривают моделирование наиболее распространённых вариантов цветовых схем, создание примеров оптических иллюзий, задания на трассировку лучей, дизайн осветительных схем различного назначения.

Пререквизиты:

Освоенные курсы: Математика (1ый курс университета), Физика (школьный уровень), Информатика (школьный уровень)

Особенности курса:

Курс включает лекционные занятия и виртуальные лабораторные работы, выполняемые с использованием свободно распространяемого ПО.

Результаты освоения курса:

Курс имеет практическую направленность, развивает навыки моделирования и расчета изображающих и осветительных световых систем, расширяет кругозор будущего выпускника бакалавриата, полезен как при решении междисциплинарных задач в дальнейшей профессиональной деятельности, так и в обычной жизни — при возникновении необходимости выполнения световых расчетов с соблюдением нормативов и для улучшения понимания и структурирования знаний о процессах визуального восприятия информации.

В рамках обзорного курса "Квантовые технологии" обучающиеся ознакомятся с быстро развивающимися современными технологиями, базирующимися на принципах квантовой физики. Квантовые технологии позволяют решать многие задачи, самой актуальной из которых является безопасная передача информации, устойчивая ко взлому на физическом уровне. В ходе изучения дисциплины рассматриваются основные понятия и принципы квантовых технологий, излагаются основы квантовых вычислений, демонстрируются базовые принципы и подходы к построению современных систем квантовой коммуникации и распределенных защищенных сетей на их основе.

Пререквизиты:

Освоенные курсы: Математический анализ, Оптика, Волоконная оптика, Программирование (все на начальном уровне)

Особенности курса:

В курсе используются лекционные занятия, экспериментальные и виртуальные лабораторные работы, а также контрольные задания по каждому из изучаемых разделов. Лекции проводят разные преподаватели, что позволяет обучающимся получать актуальную информацию непосредственно от специалистов в данной тематике.

Результаты освоения курса:

После освоения курса студенты сформируют базовое представление  об актуальных проблемах и задачах квантовых коммуникаций и квантовых технологий, а также о применяемых на практике подходах к их решению.

Фотоника — это перспективная область исследований. Как научная дисциплина, фотоника занимается фундаментальными и прикладными аспектами работы с оптическими сигналами, а также созданием устройств на их базе.

Численное моделирование — это направление, появившееся на стыке экспериментальной и теоретической физики благодаря развитию вычислительных мощностей. По сути, это «компьютерный» эксперимент, который позволяет разрабатывать сложные физические системы, проверять их жизнеспособность и эффективность еще до трудоемких испытаний на сложном дорогостоящем оборудовании. Главная цель курса — научить студентов решать оптические задачи при помощи численного моделирования.

В рамках курса будут даны основы геометрической и волновой оптики. Будет сделан обзор основных численных методов, а также подробно рассмотрены два наиболее часто используемых при решении уравнений Максвелла метода: FDTD и FEM. Особое внимание будет уделено решению волнового уравнения методом FEM в программном пакете COMSOL Multiphysics. На лекциях будут продемонстрированы возможности данного пакета.

Отличительной особенностью преподавания курса является использование компьютерного практикума в программном пакете COMSOL Multiphysics, в состав которого входят пять заданий, выполняемых студентами в рамках самостоятельной работы. 

Трудоемкость курса: 16ч лекций, 32ч практических занятий (1 лекция, 2 практики раз в 2 недели) 

Пререквизиты:

• базовые навыки программирования 
• основы вышей математики, базовые знания о дифференциальных уравнениях 

Форма контроля: зачет 

Язык реализации: русский

Преподаватели: 

Кислов Д.

Гурвиц E.

Барышникова K.