авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«Направление подготовки магистров 210100 «Электроника и наноэлектроника» Магистерская программа «Квантовая электроника» ...»

-- [ Страница 2 ] --

Быстрые алгоритмы ДОП при специальном представлении данных. Унифицирован-ный метрический подход к синтезу быстрых алгоритмов многомерного ДПФ.

6. Особенности применения компьютеров.

Построение оценок по малому числу наблюдений в задачах обработки изображений.

Основные направления применения вычислительной техники в квантовой электронике.

Принципы компьютерного проектирования и моделирования. Особенности применения компьютеров при моделировании и автоматизации систем квантовой электроники.

Соотношение расчета и эксперимента.

4.2.2. Практические занятия:

2 семестр Составление алгоритмов точечной фильтрации изображений с помощью вычислительных методов.

Составление алгоритмов пространственной фильтрации изображений с помощью вычислительных методов.

Составление алгоритмов спектральной изображений с помощью вычислительных методов.

Составление алгоритмов фильтрации сверткой изображений с помощью вычислительных методов.

Составление алгоритмов расчета критериев качества с помощью вычислительных методов.

.

4.3. Лабораторные работы:

2 семестр № 1. Обработка изображений с применением спектральной фильтрации.

№ 2. Обработка изображений, полученных с помощью теневого фонового метода.

№ 3. Обработка изображений с использованием свертки.

№ 4. Исследование критериев качества изображений.

№ 5. Использование программы PIVView при обработке экспериментальных изображений № 6. Исследование работы различных алгоритмов фильтрации изображений № 7. Использование программы Photoshop для улучшения качества изображений.

4.4. Расчетные задания: Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы: Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, подготовку к лабораторным работам и их защитам, подготовку к устному опросу и зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, защиты лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется из условия: 0,3 (среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3 (среднеарифметическая оценка за защиты лабораторных работ) + 0,4 оценка за итоговый устный опрос.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Методы компьютерной обработки изображений. Учебное пособие. Под ред. Сойфера В.А.

- М.: Физматлит, 2001.

2. Цифровая обработка изображений : пер. с англ. / Р. Гонсалес, Р. Вудс. – М. : Техносфера, 2005. – 1072 с. – (Мир цифровой обработки). – ISBN 5-948360-28-8.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

1. Набор слайдов по курсу «Компьютерная обработка изображений»

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.exponenta.ru;

www.abitura.com.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов и компьютерного класса.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и программе «Квантовая электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., ст. преп. Михалева Е.М.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 «Электроника и наноэлектроника»

Программа подготовки: Квантовая электроника Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ " ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМ " Цикл: Общенаучный Часть цикла: вариативная/по выбору № дисциплины по учебному плану: ИРЭ;

М.1.4. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр – Лекции 18 часов 2 семестр Практические занятия 18 часов 2 семестр Лабораторные работы 18 часов 2 семестр Расчетные задания, рефераты 18 часов самостоят. работы Объем самостоятельной работы по 54 часов учебному плану (всего) Экзамены 2 семестр Курсовые проекты (работы) 0 з.е. (0 часов) Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является Изучение возможностей применения вычислительных методов для проектирования лазерных систем.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

способностью владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством проектирования (ОК-12);

способностью выявлять естественно-научную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

готовностью учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК-3);

способностью владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5) способностью собирать, анализировать и систематизировать отечественную и зарубежную научно-техническую информацию по тематике исследования в области электроники и наноэлектроники (ПК -18).

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с современными методами проектирования лазерных систем дать информацию о программном обеспечении, применяемом при проектирования лазерных систем научить приводить исходные аналитические выражения к виду, позволяющему проводить компьютерное проектирования лазерных систем.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части общенаучного цикла М.1 основной образовательной программы подготовки магистров по программе " Квантовая электроника " направления 210100 «Электроника и наноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Информационные технологии" и "Вычислительные методы в квантовой электронике". «Квантовые источники излучения».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

вычислительные методы, применяемые для проектирования лазерных систем (ОК-10);

основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации (ОК-12);

современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК-3);

основные приемы обработки и представления информации при проектирования лазерных систем (ПК-5) Уметь:

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин при постановке задачи проектирования лазерных систем (ОК-10);

выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе решения проблем проектирования лазерных систем, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

применять современные программные средства выполнения и редактирования изображений и чертежей и подготовки конструкторско-технологической документации (ПК-7) собирать, анализировать и систематизировать отечественную и зарубежную научно техническую информацию по тематике исследования в области квантовой электроники (ПК -18).

Владеть:

навыками работы с компьютером как средством проектирования лазерных систем (ОК 12);

основными приемами обработки и представления результатов проектирования лазерных систем (ПК-5) 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Расчет пучков сложных идеальных Устный опрос 10 2 2 резонаторов Специфика расчета астигматического резонатора бегущей Контрольная работа 22 2 6 4 4 волны Машинные компьютерные методы Устный опрос 16 2 2 4 4 габаритного и аберрационного расчета Понятие ближайшего Устный опрос 24 2 2 10 4 гауссова пучка Влияние неоднородного заполнения резонатора Контрольная работа 10 2 2 6 на формируемый лазерный пучок Комплексные гауссовы пучки и их Устный опрос 8 2 2 свойства Расчет резонаторов, содержащих Контрольная работа 10 2 2 неоднородную среду.

Устный опрос и Зачет защита 8 2 -- -- -- лабораторных работ Итого: 108 18 18 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции:

I. Содержание лекций 2 Семестр Расчет пучков сложных идеальных резонаторов Границы применимости матричного метода. Рациональный выбор расчетного сечения с использованием симметрии резонатора. Матрица наименьшего периода. Свойства собственного эллиптического гауссова пучка.

Специфика расчета астигматического резонатора бегущей волны. Рационализация расчета. Спектр собственных частот. Применение матричного аппарата к расчету собственного пучка сложного непланарного резонатора. Понятие о вращающемся эллиптическом гауссовом пучке.

Машинные компьютерные методы габаритного и аберрационного расчета оптических систем для лазерного пучка. Типовые задачи проектирования оптических систем фокусировка и коллимирование. Дифракционное ограничение фокусировки и коллимирования. Предельные возможности фокусировки и коллимирования. Методы расчета корригированных оптических систем для преобразования лазерного излучения с учетом аберраций.

Понятие ближайшего гауссова пучка. Проектирование преобразующей оптической системы по методу Пахомомва И.И. с использованием метода наименее уклоняющихся от нуля полиномов. Двухкомпонентная коллимирующая оптическая система. Габаритный и аберрационный расчеты. Алгоритм машинных расчетов оптических систем для лазерного излучения.

Влияние неоднородного заполнения резонатора на формируемый лазерный пучок.

Значение заполнения резонатора в реальных лазерных системах. Волновое уравнение для слабонеоднородной среды. Параболическое приближение. Лучевая матрица квадратично неоднородной среды.

Комплексные гауссовы пучки и их свойства. Модернизация метода лучевых матриц для расчета собственных комплексных гауссовых пучков. Эффективное условие и спектр собственных частот неоднородных резонаторов.

Расчет резонаторов, содержащих неоднородную среду. Амплитудно-фазовая невзаимность встречных волн. Комплексный гауссов пучок - СТК неустойчивого резонатора в безапертурном приближении. Чувствительность параметров собственного лазерного пучка к изменению свойств резонатора.

4.2.2. Практические занятия:

2 семестр Влияние разъюстировки резонатора на формируемый лазерный пучок.

Понятие оси сложного многоэлементного резонатора. Съюстированный и разъюстированный резонатор. Метод осевого контура. Вектор смещений. Вектор ошибки.

Матрица преобразования вектора смещений в вектор ошибки. Изменение показателя преломления как разъюстирующий элемент вектора смещений.

Методика расчета осевого контура СТК сложного разъюстированного резонатора бегущей волны. Понятие термоустойчивого резонатора. Модернизация метода осевого контура для расчета СТК сложного резонатора стоячей волны. Рациональный выбор расчетных сечений. Связь лучевых векторов прямого и обратного проходов. Расчет собственных лучевых векторов для концевых зеркал разъюстированного резонатора стоячей волны. Эпюры осевого контура.

Формирование системы допусков на различные виды разъюстирующих смещений, образующих резонатор оптических элементов. Влияние случайных смещений элементов резонатора и преобразующей оптической системы на выходящицй пучок Статистический ввод разъюстировок. Понятие статистической осевой каустики резонатора. Метод ее расчета для сложного резонатора. Связь прочности осевого контура и параметров статистической осевой каустики. Аналогия между комплексными параметрами гауссова пучка и статистической осевой каустики.

Влияние случайного смещения преобразующей линзы на параметры статистической осевой каустики преобразуемого лазерного пучка. Оптимизция параметров преобразующей оптической системы.

.4.3. Лабораторные работы:

2 семестр 1. Моделирование пучка сфокусированного реальной ограниченной аберрационной линзой.

2. Моделирование параметров СТК разъюстированного сложного резонатора бегущей волны.

3. Моделирование параметров СТК разъюстированного сложного резонатора стоячей волны.

4. Моделирование параметров СТК разъюстированного сложного резонатора кольцевого лазера.

4.4. Расчетные задания:

1. Расчет пучка сфокусированного реальной ограниченной аберрационной линзой.

(Варианты) 2. Расчет параметров СТК разъюстированного сложного резонатора бегущей волны.(Варианты) 3. Расчет параметров СТК разъюстированного сложного резонатора стоячей волны.(Варианты) 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы: Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество расчетного и графического материала.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, подготовку к лабораторным работам и их защитам, подготовку к устному опросу и зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, защиты лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется из условия: 0,3 (среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3 (среднеарифметическая оценка за защиты лабораторных работ) + 0,4 оценка за итоговый устный опрос.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) дополнительная литература:

1. Ищенко Е.Ф. Открытые оптические резонаторы. - М.: Сов. радио, 1980, 207 с.

2. Ищенко Е.Ф., Рамазанова Г.С., Семенов Б.Н. Элементы расчета и проектирования лазерных систем. М.: МЭИ, 1988. 76 с.

3. Ищенко Е.Ф., Рамазанова Г.С. Расчет разъюстированных резонаторов. М.: МЭИ, 1993. - 80 с.

4. Пахомов И.И., Цибуля А.Б. Расчет оптических систем лазерных приборов. М.:

Радио и связь, 1986. - 152 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов и компьютерного класса.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и программе «Квантовая электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., ст. преп. Рамазанова Г.С..

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Программа подготовки: Квантовая электроника Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ" Цикл: профессиональный Часть цикла: базовая № дисциплины по учебному плану: ИРЭ.М. 2. Часов (всего) по учебному плану: 3 семестр – Трудоемкость в зачетных единицах: Лекции не предусмотрены 36 час 3 семестр Практические занятия Лабораторные работы не предусмотрены Расчетные задания, рефераты не предусмотрены Объем самостоятельной работы по 3 семестр 108 час учебному плану (всего) Экзамены не предусмотрены Курсовые проекты (работы) не предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является знакомство с актуальными вопросами современной электроники, наноэлектроники и квантовой электроники.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику в области электроники и наноэлектроники (ОК-12);

анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по проблемам современной электроники и наноэлектроники (ПК-6);

принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании объектов современной электроники и наноэлектроники (ПК-10);

использовать информацию о новых достижениях в области квантовой электроники и новых приборах современной электроники и наноэлектроники (ПК-17).

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с вопросами создания новых источников излучения в нано диапазоне длин волн и в терагерцовом диапазоне, создания новых материалов для наноэлектроники и нанооптики,.разработки метрологического обеспечения, принципами создания современных информационных систем квантовой электроники;

дать информацию об использовании различных систем современной квантовой электроники с целью достижения поставленных задач;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последующем исследовании и создании систем современной электроники.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М 2.1 основной образовательной программы подготовки магистров по программе "Квантовая электроника" направления 210100 «Электроника и наноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Информационная оптика", «Физические основы наноэлектроники», «Квантовые источники излучения», «Приемники оптического излучения и фотопремные устройства», «Физические основы нанотехнологий»

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы для освоения программ магистерской подготовки и при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации по проблемам современной электроники и наноэлектроники (ОК-7, ПК-6);

принципы построения и структурные элементы электронных систем на базе лазерных источников (ПК-10);

, источники научно-технической информации (журналы, сайты интернет) по актуальным вопросам современной электроники и наноэлектроники (ПК-17).

Уметь:

самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи (ОК-7);

использовать программы расчетов характеристик различных лазерных систем (ПК-1);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы для современных систем электроники и наноэлектроники(ПК-6);

выбирать оптические элементы для изготовления макетов современных систем электроники и наноэлектроники (ПК-10);

анализировать информацию о новых разработках в области современной электроники и наноэлектроники.

Владеть:

навыками дискуссии в области современной электроники и наноэлектроники.

(ОК-12);

терминологией в области квантовой электроники (ОК-2);

навыками поиска информации о параметрах выпускаемых систем области современной электроники и наноэлектроники. (ПК-6);

навыками применения полученной информации при проектировании сложных комплексов в области современной электроники и наноэлектроники.

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая № контроля Семестр самостоятельную работу раздел Форма промежуточной п/ успеваемости студентов и аттестации п (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Проблемы квантовой электроники. Новые типы лазеров:

твердотельных, Устный опрос 1 2 3 2 полупроводниковых, волоконных, на свободных электронах Свойства новых материалов в нано и в Контрольная работа 2 8 4 террагерцовом диапазонах Вопросы создания квантовых систем в террагерцовом Устный опрос 3 14 3 4 диапазоне оптического излучения Вопросы создания квантовых систем в Контрольная работа 4 8 3 4 нанометровом диапазоне длин волн Основные принципы Устный опрос 5 10 3 4 наноплазмоники Поверхностные Контрольная работа 6 8 3 4 плазмоны Вопросы разрешающей Устный опрос способности квантово 7 5 3 4 электронных систем Вопросы измерения Контрольная работа параметров Выполнение 8 19 3 4 фемтосекундных типового расчета лазеров Вопросы метрологии Устный опрос в квантовой 9 25 3 6 наноэлектронике Презентация и Зачет устная защита 4 3 -- расчетного задания Итого: 144 36 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции учебным планом не предусмотрены:

4.2.2. Практические занятия 3 семестр Вопросы современной квантовой электроники. Новые типы лазеров: твердотельных, полупроводниковых, волоконных, на свободных электронах. Их характеристики и области применения.

Свойства новых материалов в нано и в террагерцовом диапазонах. Вопросы создания новых материалов для современной электроники и наноэлектроники. Свойства метаматериалов.

Вопросы создания оптико-электронных систем в террагерцовом диапазоне оптического излучения. Основные преимущества и области применения.

Вопросы разработки квантовых систем в нанометровом диапазоне длин волн.

Основные принципы наноплазмоники. Поверхностные плазмоны. Оптические свойства наночастиц. Области применения в наноэлектронике.

Вопросы разрешающей способности квантово-электронных систем в нанодиапазоне.

Вопросы измерения параметров фемтосекундных лазеров. Области их применения.

Вопросы метрологии в квантовой наноэлектронике. Вопросы прецизионного измерения волнового фронта. Квантовые методы измерения геометрических размеров элементов наноэлектроники. Проблема повышения разрешающей способности квантовых систем.

4.3. Лабораторные: учебным планом не предусмотрены 4.4. Расчетные задания:

3 семестр Расчет параметров электромагнитных волн в нано диапазоне длин волн.

1.

Расчет параметров электромагнитных волн в террагерцовом диапазоне частот.

2.

Расчет распространения изучения в метаматериалах.

3.

Расчет параметров электромагнитных волн в проводящих пленках.

4.

Расчет параметров поверхностных плазмонов.

5.

Расчет параметров поля в наночастицах.

6.

Расчет разрешающей способности измерительных наносистем.

7.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы: учебным планом не предусмотрены 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия – не предусмотрены учебным планом Практические занятия проводятся в форме обсуждений тем занятий с использованием презентаций. Презентации содержат большое количество фотоматериалов. Проводится анализ самостоятельных работ студентов.

Самостоятельная работа включает подготовку к устным опросам и контрольным работам, поиск информации в интернете, перевод статей, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос.

Оценка на зачете за освоение дисциплины определяется как средняя оценка на основании результатов устного опроса и написания контрольных работ и защиты типового расчета.

Аттестация по дисциплине – зачет, 3 семестр.

В приложение к диплому вносятся оценка по зачету в 3 семестре.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Щука А.А.. Наноэлектроника. Учебное пособие. М.: Физматкнига. 2007.

2. Климов В.В.. Наноплазмоника. М.: ФИЗМАТЛИТ. б) дополнительная литература:

3. Навотный Л., Хехт Б.. Основы нанооптики: перевод с англ._- М.: Физматлит. 2009.

4. Информация в периодических журналах по электронике, наноэлектронике и фотонике.

Электронные образовательные ресурсы:

7.2.

1. Набор слайдов по курсу «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники».

2. Интернет сайты: www.nano.ru 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций практических занятий компьютерного класса для использования интернета, учебной лаборатории со специализированными стендами.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и программе «Квантовая электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д.ф.-м.н., профессор Ринкевичюс Б.С.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 «Электроника и наноэлектроника»

Программа подготовки: Квантовая электроника Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ" Цикл: профессиональный Часть цикла: базовая № дисциплины по учебному плану: ИРЭ;

М2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 1 семестр – 4;

Лекции 0 час 1 семестр Практические занятия 18 час 1 семестр Лабораторные работы 36 час 1 семестр Расчетные задания, рефераты 0 з.е. (18 час) 1 семестр Объем самостоятельной работы по 90 час учебному плану (всего) Экзамены Не предусмотрены Курсовые проекты (работы) Не предусмотрено 1 семестр Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение основ Internet-технологий и численного моделирования задач квантовой электроники и наноэлектроники с использованием современных программных средств с целью выработки умений и навыков их использования в профессиональной деятельности.

По завершению освоения данной дисциплины студент будет обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

готовностью к активному общению с коллегами в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-6);

способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

способностью использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин ООП магистратуры (ПК-1);

способностью демонстрировать навыки работы в научном коллективе, порождать новые идеи (креативность) (ПК-2);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью анализировать состояние научно-технической проблемы путем подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (ПК -7);

способностью к организации и проведению экспериментальных исследований с применением современных средств и методов (ПК -19);

способностью делать научно-обоснованные выводы по результатам теоретических и экспериментальных исследований, давать рекомендации по совершенствованию устройств и систем, готовить научные публикации и заявки на изобретения (ПК -20);

готовностью участвовать в поддержании единого информационного пространства планирования и управления предприятием на всех этапах жизненного цикла производимой продукции (ПК -22).

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с Интернет технологиями;

дать информацию о элементах численного моделирования задач квантовой электроники и наноэлектроники;

научить реализовывать различные сбора и обработки экспериментальных данных.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по программе "Квантовая электроника" направления 210100 Электроника и наноэлектроника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Информационные технологии" и "Компьютерная обработка изображений".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

знать: основы численного моделирования задач квантовой электроники и наноэлектроники;

типовые процедуры применения проблемно-ориентированных прикладных программных средств, ориентированных на решение научных, проектных и технологических задач в области электроники и наноэлектроники;

принципы построения локальных и глобальных компьютерных сетей, основы Internet-технологий (ОК-1, ПК-7, ПК 22);

уметь: использовать современные информационные и компьютерные технологии, средства коммуникаций в профессиональной деятельности (ОК-2);

применять методы и компьютерные системы моделирования и анализа задач квантовой электроники и наноэлектроники (ПК-1);

выбирать методы и программную среду моделирования приборов электроники, микро и наноэлектроники (ПК-3);

планировать, осуществлять и анализировать физический эксперимент в интегрированной среде;

организовывать сопряжение ЭВМ с объектом научных исследований (ПК-19);

владеть: основными навыками применения компьютерных технологий в научных исследованиях (ПК-20);

современными программными средствами моделирования, оптимального проектирования и конструирования приборов, схем и устройств электроники и наноэлектроники различного функционального назначения(ОК-6, ПК-2);

навыками и методиками разработки математических моделей процессов, явлений и объектов в области физики и квантовой электроники и наноэлектроники (ОК-7).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Локальные Устный опрос 6 1 2 компьютерные сети Интернет технологии Защита лабораторной 24 1 4 8 работы Базы данных Контрольная работа, защита лабораторной 24 1 4 8 работы Методы сбора и Выполнение обработки научных типового расчета, 24 1 4 8 данных защита лабораторной работы Физический Защита лабораторной эксперимент в 36 1 4 12 работы интегрированной среде.

Защита типового Зачет расчета, защита 30 1 -- -- -- лабораторных работ Итого: 144 18 36 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Лекции учебным планом не предусмотрены.

4.2.2. Практические занятия 1 семестр Локальные компьютерные сети, технологии и организация доступа. Глобальные компьютерные сети, принципы построения и организация ресурсов и служб. Протоколы коммуникаций. Электронная почта и ее компоненты.

Поиск научно-технической информации в Интернет, информационные ресурсы. Гипертекст и гиперссылки. Язык HTML. Гипермедиа, аудио, видео.

Распределенные базы данных. Технология клиент-сервер. Интеграция ресурсов Интернет с распределенными базами данных.

Методики сбора и обработки научных данных. Планирование научного эксперимента.

Распространенные компьютерные системы моделирования физического эксперимента.

Физический эксперимент в интегрированной среде. Разработка математических моделей процессов, явлений и объектов в области физики и квантовой электроники и наноэлектроники.

4.3. Лабораторные работы 1 семестр 1. Работа в поисковых Интернет ресурсах.

2. Основы работы с базами данных.

3. Сбор и предварительная обработка информации.

4. Моделирование научных данных.

5. Обработка научных данных.

6. Интегрированная среда моделирования.

4.4. Расчетные задания 1 семестр 1. Моделирование построения изображения оптической системы.

2. Обработка изображений с цифровой видеокамеры.

3. Моделирование физического эксперимента в интегрированной среде.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия: не предусмотрены учебным планом.

Практические занятия включают компьютерные презентации по темам занятий, интерактивный разбор конкретных примеров.

Самостоятельная работа включает подготовку к контрольным работам, подготовку к лабораторным работам, выполнение типового расчета, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос, тесты, защита типового расчета.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как средняя оценка за контрольные работы, типовой расчет и зачет.

В приложение к диплому вносится оценка за 1 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Информационные технологии: учебник для ВУЗов. М.: Юрайт. 2011. 624 с.

2. Корнеев И. К. Информационные технологии : учебник / И. К. Корнеев, Г. Н. Ксандопуло, В. А. Машурцев, Гос. ун-т управления (ГУУ). – М. : Проспект, 2007. – 224 с.

3. Батоврин В. К. LabVIEW: практикум по электронике и микропроцессорной техники / В. К.

Батоврин, А. С. Бессонов, В. В. Мошкин. – М. : ДМК Пресс, 2005. – 182 с. + CD-ROM.

б) дополнительная литература:

1. Журнал «Информационные технологии».

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

1. Набор слайдов по курсу «Информационные технологии в научных исследованиях».

2. Лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций, а также компьютерный класс с наличием программного обеспечения для проведения лабораторных занятий.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и программе «Квантовая электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н.,доцент Скорнякова Н.М.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 «Электроника и наноэлектроника»

Программа подготовки: Квантовая электроника Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ " Цикл: профессиональный Часть цикла: базовая № дисциплины по учебному плану: ИРЭ;

М.2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр – 4;

Лекции 0 час 2 семестр Практические занятия 36 час 2 семестр Лабораторные работы 0 час 2 семестр Расчетные задания, рефераты Не предусмотрено 2 семестр Объем самостоятельной работы по 108 час учебному плану (всего) Не предусмотрено Экзамены Не предусмотрено Курсовые проекты (работы) Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение основ автоматизированного проектирования электронной компонентной базы, современных методов и маршрутов проектирования, средств и способов автоматизации процесса проектирования. Формирование и закрепление навыков проектирования с использованием современных программных языков описания и проектирования электронной компонентной базы.

По завершению освоения данной дисциплины студент будет обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-5);

готовностью оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-6);

готовностью определять цели, осуществлять постановку задач проектирования электронных приборов, схем и устройств различного функционального назначения, подготавливать технические задания на выполнение проектных работ (ПК -8);

готовностью осваивать принципы планирования и методы автоматизации эксперимента на основе информационно-измерительных комплексов как средства повышения точности и снижения затрат на его проведение, овладевать навыками измерений в реальном времени (ПК -18);

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с основами автоматизированного проектирования электронной компонентной базы;

дать информацию о различных САПР для различных уровней проектирования электронной компонентной базы, их возможностях и характеристиках получаемых с их помощью результатов;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последующем проектировании различных электронных устройств.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по программе "Квантовая электроника" направления 210100 Электроника и наноэлектроника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Теоретические основы электротехники", "Схемотехника", "Физические основы электроники" и "Основы проектирования электронной компонентной базы".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

общую характеристику процесса проектирования, восходящее и нисходящее проектирование, методы и этапы проектирования (ОК-1, ПК-3, ПК-6).

Уметь:

выбирать и описывать модели электронной компонентой базы на различных этапах проектирования с учетом выбранного маршрута проектирования (ОК-2, ПК-5);

работать с техническими и программными средствами реализации процессов проектирования (ПК-8, ПК-18).

Владеть:

языками описания и проектирования современной электронной компонентной базы (ОК-1, ПК-3).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Общие сведения о процессе проектирования Устный опрос 12 2 2 электронной компонентной базы Использование эквивалентных моделей Контрольная работа 22 2 10 нелинейных элементов при проектировании Средства Подготовка отчета автоматизированного 10 2 2 по теме проектирования Сравнение программ схемотехнического Контрольная работа 12 2 2 моделирования Разработка топологии Подготовка отчета схемотехнического 22 2 10 по теме проекта Языки проектирования Подготовка отчета 10 2 2 высокого уровня по теме Операторы языка Контрольная работа 20 2 8 VERILOG Презентация и Зачет 36 2 -- -- -- итоговый отчет Итого: 144 36 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Лекции учебным планом не предусмотрены.

4.2.2. Практические занятия 2 семестр Общая характеристика процесса проектирования. Виды и способы проектирования электронной компонентной базы. Автоматизированные интегрированные среды проектирования. Командный интерпретатор. Начальные установки проекта.

Высокоуровневые, интерактивные языки программирования.

Маршруты и этапы проектирования. Восходящее и нисходящее проектирование. Методы и этапы проектирования. Модели электронной компонентой базы на различных этапах проектирования. Подключение библиотек. Эквивалентные модели нелинейных элементов:

интегральных диодов, биполярных и полевых транзисторов. Список параметров моделей.

Средства автоматизированного проектирования. Создание проекта. Основы схемно графического описания проекта. Иерархическое описание схем. Создание символьного представления. Подсхемы. Сравнение программ схемотехнического моделирования. Методы расчета и моделирования. Многовариантный и параметрический анализ. Описание стандартного технологического маршрута проектирования КМОП. Технологический файл с описанием топологических норм и ограничений проектирования. Основы топологического описания проекта. Проверка топологии на соответствие технологическим и электрическим правилам проекта. Диагностика и исправление ошибок проектирования.

Языки проектирования высокого уровня. Маршрут проектирования с использование библиотеки стандартных элементов;

синтаксис языка VERILOG;

основные способы описания цифровых схем с помощью языка VERILOG;

операторы языка VERILOG.

Возможности и запуск программ логического моделирования. Основные правила описания входного языка. Примеры проектирования и моделирования цифровых устройств.

4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовая работа учебным планом не предусмотрена.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия не предусмотрены учебным планом.

Практические занятия включают компьютерные презентации по темам занятий, интерактивный разбор конкретных ситуации при рассмотрении примеров проектирования с применением САПР.

Самостоятельная работа включает подготовку к контрольным работам, подготовку к лабораторным работам, реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на зачете.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Суворова Е.А. Проектирование цифровых систем на VHDL. Серия: Учебное пособие.

БХВ-Петербург, 2003 г.

2. Уэйкерли Д.Ф. Проектирование цифровых устройств: Т. 1. Серия: Б-ка современной электроники. Постмаркет, 2002 г.

3. Шаллоуей А. Шаблоны проектирования: Новый подход к объектно-ориентированному анализу и проектированию. Серия: Шаблоны проектирования. Вильямс, 2002 г б) дополнительная литература:

1. Персов Б.З. Расчет и проектирование экспериментальных установок. Ин-т. компьют.

исслед., 2004 г.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://megratec.ru, http://packages.qa.debian.org, http://kazus.ru.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций, а также компьютерный класс с наличием специальных программно-аппаратных комплексов для проведения демонстраций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и программе «Квантовая электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Скорнякова Н.М.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 «Электроника и наноэлектроника»

Программа подготовки: Квантовая электроника Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКОЙ ИНОФРМАЦИИ" ЧАСТЬ Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативный № дисциплины по учебному плану: ИРЭ;

М 2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 1 семестр – 3;

Лекции 0 час 1 семестр Практические занятия 36 час 1 семестр Лабораторные работы 18 час 1 семестр Расчетные задания, рефераты Не предусмотрено 1 семестр Объем самостоятельной работы по 54 час учебному плану (всего) Экзамены Не предусмотрен Курсовые проекты (работы) Не предусмотрен Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение основ методов и средств обработки оптической информации. Формирование и закрепление навыков по применению приемов аналоговой обработки оптических сигналов и голографии для нужд квантовой электроники.

По завершению освоения данной дисциплины студент будет обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

способностью демонстрировать навыки работы в научном коллективе, порождать новые идеи (креативность) (ПК-2);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-5);

способностью к организации и проведению экспериментальных исследований с применением современных средств и методов (ПК -19);

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с основными принципами применения методов и средств обработки оптической информации;

дать информацию о различных методах и средствах обработки оптической информации, в том числе аналоговой обработки оптических сигналов и использовании приемов голографии;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последующем проектировании различных опто-электронных устройств.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М2 основной образовательной программы подготовки магистров по программе "Квантовая электроника" направления 210100 Электроника и наноэлектроника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Основы информационной оптики", "Компьютерная обработка изображений".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

общие принципы применения методов и средств обработки оптической информации (ОК 1, ПК-3).

Уметь:

выбирать подходящий для поставленной задачи метод или средство обработки оптической информации (ПК-5);


рассчитывать необходимые опто-электронные элементы для реализации поставленной задачи средствами аналоговой обработки оптических сигналов (ОК-2, ПК-3).

Владеть:

приемами работы с аналоговой фильтрации оптической информации, в том числе реализовывать регистрацию и воспроизведение голограммы (ПК-2, ПК-5, ПК-19).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Задачи обработки Устный опрос по оптической 12 1 6 теме информации Голография Фурье Защита лабораторной 18 1 6 4 работы Характеристики регистрирующих Контрольная работа 4 1 2 материалов Основы аналоговой Защита лабораторной обработки оптической 18 1 8 4 работы, информации Согласованная фильтрация.

Защита лабораторной Распознавание образов 18 1 6 4 работы и выделение сигналов на фоне помех Передача изображений через искажающую Контрольная работа 8 1 4 среду Голографический Защита лабораторной способ записи работы, контрольная 12 1 4 6 цифровой информации работа Презентация темы и Зачет защита 8 18 1 лабораторных работ Итого: 108 36 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Лекции учебным планом не предусмотрены.

4.2.2. Практические занятия 1 семестр 1. Задачи обработки оптической информации. Виды обработки. Основы аналоговой оптической обработки информации. Физические основы когерентной обработки оптической информации и голография. Пространственно-частотный анализ изображений в схеме с наклонной опорной волной. Структура восстановленного поля.

Голография Фурье. Оптические системы, выполняющие преобразование Фурье. Действие астигматической оптической системы. Голография Фурье-Фраунгофера и Фурье-Френеля:

схемы регистрации и восстановления, структура изображений.

Характеристики регистрирующих материалов. Модуляционно-передаточная функция.

Влияние частотно-контрастной характеристики фотоматериалов на качество изображения.

2. Основы аналоговой обработки оптической информации Оптическая система как фильтр пространственных частот. Методы пространственной фильтрации. Многоканальный оптический анализатор спектра. Реализация операции свертки оптических сигналов. Когерентный аналоговый оптический процессор.

Согласованная фильтрация. Распознавание образов и выделение сигналов на фоне помех.

Изготовление фильтров. Выделение сигнала на фоне помех методом автокорреляции. Метод производной при распознавании одномерных и двумерных образов.

Передача изображений через искажающую среду. Выполнение математических операций оптическими методами: операций амплитудного умножения, деления, сложения, вычитания, дифференцирования и интегрирования функций. Когерентная оптическая обработка.

3. Цифровая обработка сигналов в оптических системах Голографический способ записи цифровой информации. Голографические и оптические запоминающие устройства. Схема ОГЗУ с адресуемым лазерным лучом. Массовые ГЗУ, архивные ГЗУ. Дефлекторы. Основные характеристики ГЗУ - плотность хранения информации, емкость блока памяти, быстродействие.

4.3. Лабораторные работы 1 семестр № 1. Изучение голографии Фурье.

№ 2. Изучение пространственной фильтрации.

№ 3. Выполнение математических операций оптическими методами.

№4. Изучение дифракции на объектах сложной формы 4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовая работа учебным планом не предусмотрена.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия не предусмотрены учебным планом.

Практические занятия включают компьютерные презентации по темам занятий.

Самостоятельная работа включает подготовку к контрольным работам, подготовку к лабораторным работам, реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на зачете.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Крекрафт, Д. Аналоговая электроника. Схемы, системы, обработка сигнала : пер. с англ. / Д. Крекрафт, С. Джерджли. – М. : Техносфера, 2005. – 360 с.

2. Богатырев Е. А. Микроэлектронные аналоговые и аналого-дискретные устройства приема и обработки радиосигналов : учебное пособие для вузов по направлению "Радиотехника" / Е. А. Богатырев ;

Ред. С. М. Смольский. – М. : Изд. дом МЭИ, 2007.

– 264 с.

б) дополнительная литература:

1. Крянев А. В. Математические методы обработки неопределенных данных : Учебное пособие для вузов по направлению и специальности "Прикладная математика и информатика" / А. В. Крянев, Г. В. Лукин. – М. : Физматлит, 2003. – 216 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://www.holo.com/holo//book/book.html http://www.holophile.com/history.htm.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций, а также лаборатория для проведения лабораторных работ по курсу.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и программе «Квантовая электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Янина Г.М.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 «Электроника и наноэлектроника»

Программа подготовки: Квантовая электроника Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ" ЧАСТЬ 2.

Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативная № дисциплины по учебному плану: ИРЭ;

М2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр – 4;

Лекции 0 час 2 семестр Практические занятия 54 час 2 семестр Лабораторные работы 18 час 2 семестр Расчетные задания, рефераты 0,5 з.е. (18 час) 2 семестр Объем самостоятельной работы по 54 час учебному плану (всего) Экзамены 2 семестр Курсовые проекты (работы) Не предусмотрено Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение методов и средств обработки оптической информации. Получение навыков применения различных методов обработки информации и знакомство со средствами цифровой обработки сигналов и изображений.

По завершению освоения данной дисциплины студент будет обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

готовностью к активному общению с коллегами в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-6);

способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

способностью использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин ООП магистратуры (ПК-1);

способностью демонстрировать навыки работы в научном коллективе, порождать новые идеи (креативность) (ПК-2);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ПК-4);

способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями ООП магистратуры) (ПК-5);

способностью разрабатывать с использованием современных языков программирования и обеспечивать программную реализацию эффективных алгоритмов решения сформулированных задач (ПК -17);

способностью к организации и проведению экспериментальных исследований с применением современных средств и методов (ПК -19);

способностью делать научно-обоснованные выводы по результатам теоретических и экспериментальных исследований, давать рекомендации по совершенствованию устройств и систем, готовить научные публикации и заявки на изобретения (ПК -20);

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с принципами обработки оптической информации;

дать информацию о современном состоянии приборной базы для обработки информации;

научить реализовывать различные методы обработки оптической информации.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по программе "Квантовая электроника" направления 210100 Электроника и наноэлектроника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Информационные технологии" и "Компьютерная обработка изображений".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:


Знать:

общую характеристику процесса проектирования и реализации цифровых систем обработки оптической информации (ОК-1, ПК-2, ПК-3).

Уметь:

выбирать и обосновывать различные методы и алгоритмы для обработки оптической информации (ОК-1, ОК-6, ПК-4);

выбирать и реализовывать выбранные методы и алгоритмы для обработки оптической информации (ПК-1, ПК-5, ПК-19).

Владеть:

приборной базой и методикой работы с ней применительно к обработке оптического эксперимента (ОК-2, ОК-7, ПК-17, ПК-20).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Основные сведения о цифровой обработке Устный опрос 8 1 4 сигналов.

Вейвлет Защита лабораторной 24 1 10 4 преобразование. работы Преобразование Контрольная работа, Гильберта. защита лабораторной 10 1 4 работы Выполнение 4 Z-преобразование.

типового расчета, 18 1 8 4 защита лабораторной работы Кепстральный анализ. Контрольная работа 5 4 1 2 Микропроцессоры Устный опрос, обработки сигналов. выполнение типового 24 1 10 4 расчета.

Представление Защита лабораторной изображений в 12 1 6 работы цифровой форме.

Методы анализа Устный опрос, изображений. выполнение типового 26 1 10 6 расчета Защита типового Зачет расчета, защита 6 1 -- -- -- лабораторных работ Экзамен Устный 12 1 -- -- -- Итого: 144 54 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Лекции учебным планом не предусмотрены.

4.2.2. Практические занятия 1 семестр Основные сведения о цифровой обработке сигналов. Аналоговое и и дискретное преобразования Фурье, примеры его выполнения.

Вейвлет преобразование. Базисные функции, требования к ним. Прямые непрерывное и дискретное вейвлет преобразования. Основные области применения. Реализация вейвлет преобразования в математических программах. Обратное вейвлет преобразование. Свойства вейвлет преобразования.

Преобразование Гильберта. Определение преобразования. Спектральная характеристика. Изменение спектра сигналов. Спектры каузальных функций. Свойства преобразования Гильберта. Вычисление преобразования Гильберта в математических программах. Оператор дискретного преобразования Гильберта.

Z-преобразование. Прямое Z-преобразование. Отображение Z-преобразования.

Пространство Z-полиномов. Примеры Z-преобразования. Свойства Z-преобразования.

Обратное Z-преобразование. Преобразование интегрированием по контуру. Преобразование разложением на дроби. Метод степенных рядов. Применение Z-преобразования.

Кепстральный анализ. Определение. Алгоритм выполнения. Применение.

Микропроцессоры обработки сигналов. Особенности архитектуры. Классификация.

Виды сигналов, цели и способы их обработки. Примеры реализации цифровых фильтров.

Обработка сигналов в реальном времени. Квантование и дискретизация. Критерий Найквиста. Погрешности дискретизатора. Антиалайзинговые фильтры. Субдискретизация сигнала. Передаточные функции идеальных и реальных АЦП и ЦАП. Микропроцессоры с MISC, RISC и CISC архитектурой. Программирование микропроцессоров.

Представление изображений в цифровой форме, цифровая фильтрация изображений, цветовая коррекция. Сжатие изображений. Способы кодирования изображений и видео.

Интерфейсы передачи изображений и видеопотока.

Методы анализа изображений. Трехмерные цифровые изображения, аффинные преобразования пространства, поверхности в пространстве. Уравнение визуализации.

Основное уравнение визуализации. Точные и приближенные методы решения. Собирающие и ударяющие решения. Видозависимые и видонезависимые решения. Методы освещенности и радиосити. Прямая и обратная трассировка лучей. Методика расчета обратной трассировки лучей. Текстурные карты. Отображение шероховатости. Сглаживание.

4.3. Лабораторные работы 1 семестр № 1. Статистическая обработка цифровых экспериментальных данных № 2. Обработка сигналов ЛДА методом вейвлет-анализа № 3. Моделирование и графическое отображение типовых цифровых сигналов. Расчет элементарных статистик цифровых сигналов.

4.4. Расчетные задания № 1. Разработка программы дискретного Фурье преобразования для сигналов ЛДА и ЛДВ.

№ 2. Разработка программы Вейвлет преобразования для сигналов ЛДА и ЛДВ.

№ 3. Разработка программы для управления светодиодами, подключенными к выходам микропроцессора.

№ 4. Вычисление прямого и обратного Z-преобразования дискретных последовательностей и аналитически заданных функций.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия не предусмотрены учебным планом.

Практические занятия включают компьютерные презентации по темам занятий, интерактивный разбор конкретных примеров автоматизированных систем.

Самостоятельная работа включает подготовку к контрольным работам, подготовку к лабораторным работам, реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос, защита типового расчета.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 1 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Прэтт У.К. Цифровая обработка изображений. В двух кн., - М.: «Мир», 2005.

2. Методы компьютерной обработки изображений. Учебное пособие. Под ред.

Сойфера В.А. - М.: Физматлит, 2001.

б) дополнительная литература:

1. Ватолин Д.С. Алгоритмы сжатия изображений. Методическое пособие. - М.: Изд.

МГУ им. М.В.Ломоносова, факультет ВМиК, 1999. 61с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

1. Набор слайдов по курсу «Методы и средства обработки оптической информации».

2. Лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы.

Mathcad, Mathsoft Inc.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций, а также компьютерный класс с наличием программного обеспечения для проведения лабораторных занятий.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и программе «Квантовая электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Скорнякова Н.М.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой физики им. В.А. Фабриканта к.т.н., профессор Евтихиева О.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Программа подготовки: Квантовая электроника Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ЛАЗЕРНАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ" Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативная № дисциплины по учебному плану: ИРЭ.М. 2. Часов (всего) по учебному плану: 1семестр – 3, Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр - 1 семестр Лекции не предусмотрены 2 семестр 36 час 1 семестр Практические занятия 2 семестр 36 час 18 час 1 семестр Лабораторные работы 18 час 2 семестр Расчетные задания, рефераты (0 з.е.) 18 час 1 семестр Объем самостоятельной работы по 126 час учебному плану (всего) 1 семестр Экзамены 2 семестр Курсовые проекты (работы) 1,5 з.е. (54 час) 2 семестр Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение принципов работы современных методов и систем лазерной интерферометрии.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по лазерной интерферометрии (ПК-6);

принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании объектов лазерной измерительной техники (ПК-10);

использовать информацию о новых методах интерференцигонных измерений и новых видах лазерных интерферометров (ПК-17).

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с интерференционными методами измерений различных физических параметров сред с использованием лазерного излучения, принципами создания современных информационных систем квантовой электроники;

дать информацию об использовании различных лазерных источников с целью достижения поставленных задач;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последующем конструировании систем лазерной интерферометрии.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М 2.5 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю "Квантовая электроника" направления 210100 «Электроника и наноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Информационная оптика", «Физические основы электроники», «Квантовые источники излучения», «Приемники оптического излучения и фотопремные устройства»

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы для освоения программы магистерской подготовки, при изучении дисциплин «Волоконно-оптические системы» при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы по программе «Квантовая электроника».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации по квантовой электронике и смежным областям электроники и наноэлектроники (ОК-7, ПК-6);

принципы построения и структурные элементы квантовых систем на базе лазерных источников (ПК-10);

, источники научно-технической информации (журналы, сайты интернет) по лазерной интерферометрии (ПК-17).

Уметь:

самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи (ОК-7);

использовать программы расчетов характеристик лазерных интерферометров (ПК-1);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (ПК-6);

выбирать оптические элементы для изготовления макетов лазерных интерферометров (ПК-10);

анализировать информацию о новых разработках по лазерной интерферометрии Владеть:

навыками дискуссии по квантовой электронике (ОК-12);

терминологией в области квантовой электроники (ОК-2);

навыками поиска информации о параметрах выпускаемых систем квантовой электроники, в том числе и лазерных интерферометров (ПК-6);

навыками применения полученной информации при проектировании сложных измерительных комплексов с применением лазерных интерферометров (ПК-6).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 6,5 зачетных единиц, 252 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая № контроля Семестр самостоятельную работу раздел Форма промежуточной п/ успеваемости студентов и аттестации п (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Интерференционные измерения в Устный опрос 1 4 1 2 современной технике Метрологические Контрольная работа 2 6 4 характеристики лазеров Интерференция Защита лабораторной 3 14 1 4 4 лазерных пучков работы Принцип действия гомодинного Контрольная работа 4 6 1 4 интерферометра Принцип действия Защита лабораторной модуляционного 5 14 1 4 4 работы интерферометра.

Принцип действия гетеродинного Контрольная работа 6 6 1 4 интерферометра Защита Активные лабораторной 7 14 1 4 4 интерферометры работы Анализ сигналов Выполнение лазерных 8 18 1 4 расчетного задания интерферометров Применение лазерных Защита 9 16 6 6 интерферометров лабораторных работ Защита расчетного Зачет 4 1 -- -- задания Экзамен устный 6 1 -- -- Итого: 126 36 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции учебным планом не предусмотрены:

4.2.2. Практические занятия 1 семестр Роль и значение интерференционных измерений в современной науке, технике и технологии, в становлении современного прецизионного приборостроения.

Метрологические характеристики лазеров. Методы стабилизации частоты.

Стабилизированные по частоте лазеры. Лазерный стандарт длины и частоты.

Интерференция лазерных пучков Расчет интерференционной картины от двух лазерных пучков. Особенности интерференции гауссовых пучков.

Принцип действия гомодинного интерферометра. Выходная характеристика. Принцип действия модуляционного интерферометра. Принцип действия гетеродинного интерферометра. Внешние модуляторы для гетеродинных интерферометров. Активные интерферометры. Кольцевые интерферометры. Волоконные датчики интерференционного типа.

Анализ сигналов лазерных интерферометров. Аналоговые и компьютерные методы обработки интерференционных временных сигналов.

Применение лазерных интерферометров. Методы измерений вибраций. Измерение перемещений. Лазерные гравиметры. Анализ погрешностей лазерных интерферометров.

4.3. Лабораторные работы:

1 семестр.1. Компьютерное моделирование интерференции лазерных пучков.

2. Компьютерная обработка сигналов лазерных интерференционных систем.

3. Моделирование и обработка сигнала лазерного доплеровского виброметра.

4. Исследование распространения лазерного пучка в оптически неоднородной среде.

4.4. Расчетные задания:

№1. Расчет интерференции лазерных пучков №2. Расчет параметров гауссовых пучков №3. Расчет выходной характеристики гомодинного интерферометра №4 Расчет выходной характеристики гетеродинного интерферометра №5. Расчет выходной характеристики модуляционного интерферометра №6. Расчет выходной характеристики активного интерферометра №7.Расчет выходной характеристики лазерного интерферометра перемещений №8.Расчет выходной характеристики лазерного виброметра 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы: учебным планом не предусмотрены 2 семестр Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая № контроля Семестр самостоятельную работу раздел Форма промежуточной п/ успеваемости студентов и аттестации п (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Лазерные методы измерения полевых Устный опрос 1 4 1 2 характеристик потоков жидкости и газа.

Голографические Контрольная работа 2 8 4 интерферометры Методы Защита лабораторной голографической 3 14 1 4 4 работы интерферометрии Контрольная работа Спекл-интерферометрия 4 8 1 4 Принципы и устройства Защита лабораторной 5 14 1 4 4 интерференционной работы томографии Применения голографических Контрольная работа 6 8 1 4 интерферометров.

Защита Применения спекл лабораторной 7 14 1 4 4 интерферометрии работы Применение лазерных интерферометров в Контрольная работа 8 8 1 4 высоких технологиях Применение лазерных Защита интерферометров в 9 18 6 6 лабораторных работ нанотехнологиях Итоговая защита лабораторных работ Зачет 4 1 -- -- Экзамен устный 8 1 -- -- Итого: 108 36 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции учебным планом не предусмотрены:

4.2.2. Практические занятия 2 семестр Методы измерения полевых характеристик потоков жидкости и газа. Доплеровский метод измерения поля скоростей потоков. Анемометрия изображения частиц - принцип измерения и основные схемы.

Голографические интерферометры. Принцип действия, основные оптические схемы.

Методы голографической интерферометрии: метод двойной экспозиции, метод реального времени, метод измерения вибраций. Методы расшифровки голографических интерферограмм.

Спекл-интерферометрия. Образование спекл-структуры и ее характеристики.

Интерференционная картина при супперпозиции спекл-структур. Спекл интерферометры.

Методы обработки интерференционных картин. Цифровая регистрация интерференционных картин с помощью ПЗС камер. Дискретные модели интерференционных картин. Методы цифровой обработки интерференционных картин.

Принципы и устройства интерференционной томографии.

Применения голографических интерферометров. Измерение вибраций. Голографическая топография. Практические применения спекл-интерферометрии. Вычитание изображений.

Исследование изменений и деформаций объекта. Применения оптической томографии для анализа внутренней структуры объекта.

Применение лазерных интерферометров в высоких технологиях: лазерная гравировка, станки с программным управлением, изготовление оптических дисков.

Применение лазерных интерферометров в нанотехнологиях: лазерная интерференционная виброметрия поверхности.

4.3. Лабораторные работы:

2 семестр 1. Исследование работы кольцевого интерферометра.

2. Исследование работы спекл - интерферометра.

3.Цифровая обработка интерференционных картин 4. Исследование работы лазерного доплеровского анемометра 4.4. Курсовой проект:

1. Проектирование лазерного интерферометра перемещений.

2. Проектирование лазерного виброметра.

3. Проектирование лазерного интерферометрического рефрактометра.

4. Проектирование лазерного виброметра для наноизмерений.

5 Проектирование лазерного интерференционного гравиметра.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Практические занятия проводятся в форме обсуждений тем занятий и домашней подготовки студентов с использованием презентаций. Презентации содержат большое количество фотоматериалов.

Самостоятельная работа включает подготовку к устным опросам и контрольным работам, выполнение лабораторных работ и их подготовку к защите, выполнение курсового проекта и его подготовку к защите, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, защита лабораторных работ и курсового проекта.

Оценка на зачете за освоение дисциплины определяется как средняя оценка на основании результатов защиты лабораторных работ и написания контрольных работ.

Аттестация по дисциплине – зачет по курсовому проекту и экзамены за 1 и 2 семестры.

В приложение к диплому вносятся оценки за экзамены и курсовой проект в 2 семестре.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Нгуен В.Т., Ринкевичюс Б.С., Толкачев А.В. Двухлучевые лазерные интерферометры.

Издательский дом МЭИ. 2011.

2. Евтихиева О.А., Расковская И.Л., Ринкевичюс Б.С. Лазерная рефрактография. М.:

Физматлит, 2008.

3. Ринкевичюс Б.С., Лапицкий К.М., Нгуен В.Т. Лазерная интерферометрия.

Лабораторный практикум: учебное пособие. М.:Издательский дом МЭИ, б) дополнительная литература:

1. Ринкевичюс Б.С. Лазерная диагностики потоков. - М.: МЭИ, 1990.

2. Информационная оптика. Учебное пособие // Под. ред. Н.Н. Евтихиева. – М.: Изд.

МЭИ, 2000. – 612 с.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.