- •Организационно-методический раздел
- •Цель дисциплины
- •Учебные задачи дисциплины
- •Место дисциплины среди других дисциплин учебного плана
- •Тематический план изучения дисциплины
- •Теоретические занятия (лекции)
- •Практические занятия
- •Лабораторный практикум
- •Методы преподавания дисциплины
- •Требования к уровню освоения дисциплины и планирование результатов образования и компетенций по дисциплине
- •Результаты образования по дисциплине
- •Методы и средства оценивания уровня подготовки по дисциплине
- •Аттестационные материалы для контроля уровня подготовки студента по дисциплине
- •Содержание учебных модулей дисциплины и рекомендации по их освоению Модуль 1 – Источники излучения (51 час)
- •Требования к результатам освоения модуля:
- •Результаты образования по модулю
- •Методы и средства оценивания уровня подготовки по модулю:
- •Тема 1.1 – Излучение. Характеристики светового поля. Основные типы источников излучения (21 час)
- •Теоретические занятия (лекции): (8 часов)
- •Практические занятия:
- •Лабораторный практикум: (5 часов)
- •Методы преподавания темы:
- •Требования к уровню освоения темы:
- •Вопросы и задания для самостоятельной работы студента: Самостоятельное изучение теоретического материала:
- •Формы и критерии оценивания результатов обучения по теме:
- •Рекомендуемая литература:
- •Тема 1.2 – Основные типы источников излучения высокой степени когерентности (14 часов)
- •Вопросы и задания для самостоятельной работы студента: Самостоятельное изучение теоретического материала:
- •Формы и критерии оценивания результатов обучения по теме:
- •Рекомендуемая литература:
- •Тема 1.3 – Временные и пространственные характеристики высококогерентных источников излучения (16 часов)
- •Теоретические занятия (лекции): (4 часа)
- •Практические занятия:
- •Лабораторный практикум: (4 часа)
- •Методы преподавания темы:
- •Требования к уровню освоения темы:
- •Вопросы и задания для самостоятельной работы студента: Самостоятельное изучение теоретического материала:
- •Формы и критерии оценивания результатов обучения по теме:
- •Рекомендуемая литература:
- •Модуль 2 – Приемники излучения и устройства отображения информации (41 час)
- •Методы преподавания модуля:
- •Требования к результатам освоения модуля:
- •Результаты образования по модулю
- •Методы и средства оценивания уровня подготовки по модулю:
- •Тема 2.1 – Регистрация оптической информации. Светочувствительные регистрирующие среды (8 часов)
- •Тема 2. 2 - Основные типы приемников излучения. Классификация. Устройство и область применения (18 часов)
- •Теоретические занятия (лекции): (8 часов)
- •Лабораторный практикум: (4 часа)
- •Практические занятия:
- •Требования к уровню освоения темы:
- •Вопросы и задания для самостоятельной работы студента: Самостоятельное изучение теоретического материала:
- •Формы и критерии оценивания результатов обучения по теме:
- •Рекомендуемая литература:
- •Тема 2. 3 - Основные принципы обработки и отображения оптической информации. Устройства визуализации информации (15 часов)
- •Теоретические занятия (лекции): (6 часов)
- •Лабораторный практикум: (4 часа)
- •Практические занятия:
- •Требования к уровню освоения темы:
- •Вопросы и задания для самостоятельной работы студента: Самостоятельное изучение теоретического материала:
- •Формы и критерии оценивания результатов обучения по теме:
- •Рекомендуемая литература:
- •Средства информационно-технического обеспечения освоения дисциплины
- •Материально-техническое обеспечение дисциплины
Тема 2. 2 - Основные типы приемников излучения. Классификация. Устройство и область применения (18 часов)
Цель и задачи темы – изучение студентами физических основ работы приемников излучения и принципов их оптимального выбора при решении исследовательских задач фотоники. Сформировать у студентов знания о процессах регистрации оптического излучения и их основных закономерностях, а также принципах действия приемников оптического излучения, областях их применения и методах выбора.
Содержание темы:
Теоретические занятия (лекции): (8 часов)
Классификация приемников излучения: (2 часа)
Основные типы приемников излучения и их параметры: параметры чувствительности, параметры шумовых и пороговых характеристик, параметры спектральных характеристик, параметры частотных и временных характеристик.
Приемники излучения на основе внутреннего и внешнего фотоэффекта: (2 часа)
Принцип действия, параметры и характеристики приемников. Тепловые приемники излучения.
Гибридные приемники излучения. Матричные приемники: (4 часа)
Многоэлементные приемные устройства. Приборы с зарядовой связью.
Классический ПЗС – формирователь изображения. Высокосоростные приемники излучения. Применение камер с ПЗС – приемником излучения в фотонике.
Лабораторный практикум: (4 часа)
Вариант 1. Исследование характеристик матричных приемников излучения при регистрации оптических полей в различных спектральных диапазонах: (4 часа)
В теоретической части лабораторной работы изучаются:
основные параметры и характеристики матричных приемников излучения на основе ПЗС;
способы управления приемниками излучения при помощи специализированных драйверов, методика захвата и сохранения изображения;
В экспериментальной части работы:
измеряется спектральная чувствительность конкретного приемника излучения в диапазоне длин волн от 400 до 1050 нм;
Вариант 2. Исследование взаимодействия излучения различного спектрального состава со стеклянной полированной просветленной поверхностью: (4 часа)
В теоретической части лабораторной работы изучаются:
основные параметры и характеристики приемников излучения – фотодиодов, режимы их работы при детектировании сигнала;
способы управления приемниками излучения при помощи специализированных программ;
В экспериментальной части работы:
регистрируется коэффициент отражения от стеклянной просветленной поверхности для различных длин волн при разных углах падения света на образец;
Практические занятия:
Не предусмотрены
Методы освоения темы:
лекции;
лабораторная работа;
консультации преподавателей;
самостоятельная работа студентов, в которую входит освоение теоретического материала, оформление отчета по лабораторной работе, подготовка к текущему контролю, прохождение тестов в ЦДО).
Требования к уровню освоения темы:
А. Знание и понимание
Студенты должны знать критерии сравнения различных типов фотоприемных устройств, понимать теорию и модельные приближения, служащие для объяснения принципа работы приемников излучения (А1);
Студенты должны владеть терминологией, используемой в фотонике, для описания принципа действия и устройств фотоприемников различного типа (А2);
В. Интеллектуальные навыки
Студенты должны уметь объяснять закономерности между характером регистрируемого излучения и сигналом на выходе фотоприемника (В1);
Студенты должны уметь пояснять принцип работы и конструкции фотоприемных устройств, характеризовать и сравнивать их параметры (В2);
Студенты должны уметь сравнивать предельные параметры приборов, при которых еще возможно их использование в условиях эксперимента (В3);
Студенты должны уметь анализировать и объяснять результаты эксперимента, выбирать наиболее эффективные способы представления результатов экспериментальных исследований (В4).
С. Практические навыки
Студенты должны применять на практике изученные типы фотоприемных устройств (С1);
Студенты должны уметь варьировать режимы работы конкретного фотоприемника для достижения максимальной чувствительности при регистрации оптических полей (С2);
D. Переносимые навыки
Студенты должны уметь проводить аналогии между характеристиками однотипных фотоприемных устройсв, изготовленных разными производителями по различной технологии (D1);
Студенты должны уметь обосновывать постановку целей, задач и методику проведения эксперимента оптическими методами (D2).